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电动汽车变速器设计---课程设计说明书电动汽车变速器设计---课程设计说明书一、引言电动汽车变速器是电动汽车传动系统的核心组成部分之一，其设计关系到车辆的动力性能、能源利用率等重要指标。
本课程设计旨在通过对电动汽车变速器的设计过程进行详细阐述，使学生能够深入了解电动汽车变速器的工作原理、设计模式和优化方法，从而提升其设计能力。
二、需求分析2.1 汽车动力需求分析2.1.1 车辆类型和用途2.1.2 加速性能要求2.1.3 最大速度要求2.2 电机特性分析2.2.1 随转速变化的扭矩曲线2.2.2 额定转速和额定功率2.2.3 转速范围2.3 变速器设计要求分析2.3.1 换挡过程要求2.3.2 转速匹配要求2.3.3 效率和能耗要求三、变速器基本原理3.1 变速器工作原理概述3.2 常见的变速器类型3.2.1 手动变速器3.2.2 自动变速器3.2.3 CVT变速器四、电动汽车变速器设计过程4.1 变速器档位设计4.1.1 档位数量确定4.1.2 档位比确定4.1.3 齿轮参数计算4.2 变速器传动比设计4.2.1 传动比范围确定4.2.2 传动比选择4.2.3 变速器档位和传动比的匹配优化五、电动汽车变速器优化方法5.1 效率优化5.1.1 齿轮副传动效率优化5.1.2 摩擦材料的选择5.1.3 润滑和冷却系统设计5.2 换挡过程优化5.2.1 换挡时间缩短方法5.2.2 换挡舒适性优化六、法律名词及注释6.1 汽车动力系统法律规定6.2 电动汽车相关法规七、附件7.1 电动汽车变速器设计参数表7.2 变速器结构图纸7.3 齿轮参数计算表7.4 变速器装配过程示意图：本文档涉及的附件请参考附件部分，法律名词及注释请参考章节六，全文结束。
1选题背景 (3)1.1问题的提出 (3)1.2文献综述（即研究现状） (4)1.3设计的技术要求及指标 (5)2机构选型 (6)2.1设计方案的提出 (6)2.2设计方案的确定 (8)3尺度综合 (10)3.1机构关键尺寸计算 (10)4受力分析 (17)4.1机构动态静力描述 (17)5机构建模 (18)5.1机构运动简图及尺寸标注 (18)5.2机构关键构件建模过程 (19)5.3机构总体装配过程 (25)6机构仿真 (28)6.1机构仿真配置 (28)6.2机构仿真过程描述 (28)6.3仿真参数测量及分析 (30)6.4仿真中存在的不足 (33)7设计总结 (34)8收获及体会 (34)9致谢 (35)本设计的任务是设计一台用于轿车上的五档手动变速器。
合理的设计和布置变速器能使发动机功率得到最合理的利用，从而提高汽车动力性和经济性。
设计部分叙述了变速器的功用与设计要求，对该变速器进行了方案论证，选用了三轴式变速器。
说明了变速器主要参数的确定，齿轮几何参数的计算、列表，齿轮的强度计算。
该变速器具有两个突出的优点：一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。
关键词：变速器齿轮轴1选题背景1.1 问题的提出从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。
手动变速器（Manual Transmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。
比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。
曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速器会在不久“下课”，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。
一、课程设计任务书1题目商用车总体设计及各总成选型设计——变速器的设计。
2要求为给定基本设计参数的汽车进行总体设计，计算并匹配合适功率的发动机，轴荷分配和轴数，选择并匹配各总成部件的结构形式，计算确定各总成部件的主要参数，详细计算指定总成的设计参数，绘出指定总成的装配图和部分零件图。
其具体参数如下额定装载质量3000kg最大总质最6750kg最大车速75km/h比功率10kw/t比转矩33N . m/t3设计计算要求(1)根据已知数据，确定轴数、驱动形式、布置形式，注意国家道路交通法规规定和汽车设计规范。
(2)确定汽车主要参数。
1)主要尺寸，可从参考资料中获取。
2)进行汽车轴荷分配。
3)百公里油耗。
4)最小转弯直径。
5)通过性几何参数。
6)制动性参数。
(3)选定发动机功率、转速、扭矩，可参考已有车型。
(4)离合器的结构形式选择、主要参数计算。
(5)确定传动系最小传动比，即主减速器传动比。
(6)确定传动系最大传动比，从而计算出变速器最大传动比。
(7)机械式变速器形式选择，主要参数计算，设置合理的挡位数，计算出各挡的速比(8)驱动桥结构形式，根据主减速器的速比，确定采用单级或双级主减速器。
(9)悬架导向机构结构形式。
(10)转向器结构形式选择、主要参数计算。
(11)前后轴制动器形式选择、制动管路系统形式、主要参数计算。
4完成内容(l)总成装配图1张（1号图）。
(2)零件图l张（3号图）。
(3)零件图l张（3号图）。
(4设计计算说明书1份二、汽车主要参数确定1根据已知数据，确定轴数、驱动形式，布置形式(1)确定轴数。
由单轴最大允许轴载质最为10t，双轴汽车结构简单，制造成本低，故采用双轴方案(2)驱动形式。
采用4x2形式，后轮双胎驱动。
(3)布置形式。
驾驶室采用平头形式，发动机前置，直列四缸柴油发动机。
2汽车主要尺寸(1)外廓尺寸。
总长：6050mm总宽2076mm总高：2190mm驾驶室后围至车箱尾部尺寸：4354mm(2)轴距和轮距。
本次课业设计是在给定主要整车参数的情况下进行设计， 发动机最大功率 81kw 车轮型号 185/60R14S发动机最大转矩 110N ·m 总质量 1722kg最大转矩时转速 3200r/min 最高车速 175km/h一 变速器主要参数的选择1.1档数的确定近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。
目前，乘用车一般用4～5个档位的变速器。
发动机排量大的乘用车变速器多用5个档。
商用车变速器采用4～5个档或多档。
载质量在2.0～3.5t 的货车采用五档变速器，载质量在4.0～8.0t 的货车采用六档变速器。
多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。
档数选择的要求： 1、相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。
2、高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。
因此，本次设计的轿车变速器为5档变速器。
1.2传动比范围变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。
最高档通常是直接档，传动比为1.0；有的变速器最高档是超速档，传动比为0.7～0.8。
影响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。
目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其它商用车则更大。
本设计最高档传动比为0.81。
1.3变速器各档传动比的确定（1）、主减速器传动比的确定发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为[12]：377.0i i rn u g a （3.1） 式中： a u ——汽车行驶速度（km/h ）；n ——发动机转速（r/min ）；r ——车轮滚动半径（m ）； g i ——变速器传动比；0i ——主减速器传动比。
已知：最高车速max a u =max a v =175 km/h ；最高档为超速档，传动比g i =0.81；车轮滚动半径由所选用的轮胎规格185/60R14S 得到r =290(mm)；发动机转速n =p n =7734（r/min ）；由公式（3.1）得到主减速器传动比计算公式：4.4616975.010*********.0377.020=⨯⨯⨯⨯==-a g u i nr i （2）、最抵档传动比计算按最大爬坡度设计，满足最大通过能力条件，即用一档通过要求的最大坡道角max α坡道时，驱动力应大于或等于此时的滚动阻力和上坡阻力（加速阻力为零，空气阻力忽略不计）[13]。
第一章 基本数据选择1.1设计初始数据：（方案二）学号：26；最高车速：max a U =110-26=84Km/h ； 发动机功率：max e P =66-26/2=53KW ； 转矩：max e T =210-26×3/2=171Nm ； 总质量：m a =4100-26×2=4048Kg ；转矩转速：n T =2100r/min ； 车轮：R16（选205/55R16） ；r ≈R=16×2.54×10/2+0.55×205=315.95mm 。
1.1.1 变速器各挡传动比的确定初选传动比：设五挡为直接挡，则5g i =1 max a U = 0.377min i i r n g p式中：max a U —最高车速p n —发动机最大功率转速 r —车轮半径m i n g i —变速器最小传动比 0i —主减速器传动比p n / T n =1.4～2.0 即p n =（1.4～2.0）×2100=2940～4200r/min 取p n =3500r/minmax e T =9549×pe n P maxα （式中α=1.1～1.3，取α=1.2）所以，p n =9549×17153)3.1~1.1(⨯=3255.6～3847.5r/min0i =0.377×max i i rn g p =0.377×841095.31535003-⨯⨯=4.963 双曲面主减速器，当0i ≤6时，取η=90%，0i ›6时，η=85%。
轻型商用车1g i 在5.0~8.0范围，g η=96%， T η=η×T η=90%×96%=86.4%最大传动比1g i 的选择：①满足最大爬坡度。
根据汽车行驶方程式dtdumGi u A C Gf ri i T a D Tg δη+++=20emax 15.21 （1.1）汽车以一挡在无风、干砂路面行驶，公式简化为ααηsin cos 0emax G Gf ri i T Tg += （1.2）即，()Ttq g i T f Gr i ηαα01sin cos +≥式中：G —作用在汽车上的重力，mg G =，m —汽车质量，g —重力加速度，mg G ==4840×9.8=47432N ；max e T —发动机最大转矩，max e T =171N .m ； 0i —主减速器传动比，0i =4.963；T η—传动系效率，T η=86.4%；r —车轮半径，r =0.316m ；f —滚动阻力系数，对于货车取f =0.02；α—爬坡度，取α=16.7°%4.86963.4171316.07.16sin 7.16cos 02.08.940481⨯⨯⨯︒+︒⨯⨯⨯≥）（g i =5.24②满足附着条件。
目录第1章绪论....................................................1.1无级变速器的简介............................................1.2无级变速器的分类............................................1.3机械无级变速器..............................................1.3.1机械无级变速器的发展概况1.3.2机械无级变速器的分类 .............................................1.3.3机械无级变速器的应用第2章变速器设计方案及论证 .....................................2.1变速器的设计要求............................................2.2变速器设计方案论证..........................................2.2.1传动方案2.2.2方案的分析第3章变速器主要参数的设计计算 .................................3.1电机的选择..................................................3.2齿轮的设计..................................................3.2.1齿轮的设计要求3.2.2齿轮的相关参数计算3.3轴的直径的确定..............................................3.4轴承的设计..................................................3.5键的设计....................................................3.6联轴器的选择3.7设计零件的校核3.7.1轴的校核3.7.2轴承的校核3.8箱体的设计..................................................第4章变速器的润滑与密封 .......................................第5章变频器的调控分析5.1变频器的简介5.2变频器对电机的控制第6章结论.....................................................参考文献: ........................................................致谢............................................................附录Ⅰ......................................... 错误！未定义书签。
汽车设计课程设计说明书设计题目：两轴式变速器的设计院系：专业班级：姓名：指导教师：日期：目录一概述 (1)二变速器传动机构布置方案 (2)2.1传动机构布置方案分析 (2)2.1.1固定轴式变速器 (2)2.1.2倒挡布置方案 (2)2.1.3其他问题 (2)2.2零部件结构方案分析 (3)2.2.1齿轮形式 (3)2.2.2换挡机构形式 (3)三变速器主要参数的选择 (3)3.1档数 (3)3.2传动比范围 (3)3.3中心距 (4)3.4外形尺寸 (5)3.5齿轮参数 (5)3.6各档齿轮齿数的分配 (8)3.6.1确定一挡齿轮的齿数 (8)3.6.2对中心距A进行修正 (9)3.6.3确定常啮合传动齿轮副的齿数 (9)3.6.4确定其他各挡的齿数 (9)四变速器的设计与计算 (11)4.1齿轮的损坏形式 (11)4.2齿轮强度计算 (11)4.2.1齿轮弯曲强度的计算 (11)4.2.2轴的强度计算 (12)五同步器的设计 (13)5.1惯性式同步器 (13)5.2主要参数的确定 (13)5.2.1摩擦因数f (13)六变速器结构元件 (14)6.1变速器齿轮 (14)6.2变速器轴 (14)6.3变速器壳体 (15)七、总结 (15)一概述变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转速和扭矩，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使得汽车获得不同的牵引力和车速，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。
变速器需要设置有空档，可在启动发动机、汽车滑行或者停车时中断发动机对驱动轮的动力传输。
同时，变速器也需要设置倒挡，能够使汽车获得倒退行驶的能力。
对变速器的基本要求：(1)保证汽车有良好的动力性和经济性。
(2)设置空档，使汽车有切断动力传输的能力。
(3)设置倒挡，使汽车有倒退行驶的能力。
(4)设置动力传输装置，需要时能进行功率输出。
(5)换挡迅速、省力、方便。
(6)工作可靠。
汽车在行驶过程中不得有跳档、乱档、以及换挡冲击的情形出现。
一、综合法设计行星式动力换挡变速箱传动方案1、已知：i1=3.33 i2=2.05 i3=1.00 i R=3.05 n e=1660r/min M e=420N∙M2、计算方程式数：C53=103、计算方程组数：C103=1204、计算旋转构件数：m=n+2=55、旋转构件命名：输入构件i，输出构件o，其它旋转构件1、2、R6、用构件名称组合方程式：( i o 1 ) (1)( i o 2 ) (2)( i o R ) (3)7、列方程式(1) 列原始方程式n i+3.05n o−4.05n R=0n i−3.33n o+2.33n1=0n i−2.05n o+1.05n2=0(2)寻找派生方程式n1+1.74n R−2.74n o=0n2+3.86n R−4.86n o=0n2+1.22n o−2.22n1=0n i+1.11n1−2.11n R=0n2+1.59n i−2.59n R=0n i+2.73n2−3.73n1=0n R+1.29n2−2.29n1=0四个方程式。
方程式1、2、4、5、8、9可用来组成方程组。
9、根据已确定的方程式列方程组。
由于每个方程组都必须含有所有旋转构件“i、o、1、2、R”，只有这样，才能实现所有不等于1的传动比。
若用方程式的序号表示方程，那么序号组成的符合上述条件的方程组为：10、根据方程组绘制变速箱传动示意图：由于每组都有三个方程，共6种排法，但形如1 2 5和5 2 1两种排法在结构上是相同的，故只用画出其中一种传动示意图即可。
由此可知每组方程组都有三种结构不同的排法。
第一组：1、2、5⑴⑵⑸⑴⑸⑵⑵⑴⑸o 1 R o R 1 1 o RR o o R o o o R oi i 2 i 2 i i i 2第一组第一种排法两个R无法连在一起，故排除；旋转构件2制动件不能引至箱件，故排除。
第二组：1、2、8⑴⑵⑻⑴⑻⑵⑵⑴⑻o 1 i o i 1 1 o iR o R R R o o R Ri i 2 i 2 i i i 2上图两个R连不到一起排除。
符号说明m汽车总质量kgg重力加速度N/kg ψ道路最大阻力系数maxr驱动轮的滚动半径mm rT发动机最大扭矩N·m emaxi主减速比η汽车传动系的传动效率i一档传动比gIG汽车满载载荷N 2ϕ路面附着系数A第一轴与中间轴的中心距mm A'中间轴与倒档轴的中心距mmA''第二轴与中间轴的中心距mmK中心距系数Am直齿轮模数m斜齿轮法向模数nα齿轮压力角°β斜齿轮螺旋角°b齿轮宽度mmZ齿轮齿数xξ齿轮变位系数σ齿轮弯曲应力MPa Wσ齿轮接触应力MPa jF齿轮所受圆周力NtF轴向力 N aF径向力NrT计算载荷N·m gK应力集中系数σf K 摩擦力影响系数E 齿轮材料的弹性模量 MPaK ε 重合度影响系数z r 主动齿轮节圆半径 mmb r 从动齿轮节圆半径 mmz ρ 主动齿轮节圆处的曲率半径 mmb ρ 从动齿轮节圆处的曲率半径 mmT τ 扭转切应力 MPaT W 轴的抗扭截面系数 3mmG 轴的材料的剪切弹性模量 MPaP I 轴截面的极惯性矩 4mmc f 垂直面内的挠度 mms f 水平面内的挠度 mm前言现在，每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。
此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。
而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。
的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。
但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器。
从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。
一、手动变速器(MT)手动变速器（Manual Transmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级”)。
比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。
曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速器会在不久“下课”，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。
但是从目前市场的需求和适用角度来看，笔者认为手动变速器不会过早的离开。
首先，从商用车的特性上来说，手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。
以卡车为例，卡车用来运输，通常要装载数吨的货品，面对如此高的“压力”，除了发动机需要强劲的动力之外，还需要变速器的全力协助。
我们都知道一档有“劲”，这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。
特别是面对爬坡路段，它的特点显露的非常明显。
而对于其他新型的变速器，虽然具有操作简便等特性，但这些特点尚不具备。
其次，对于老司机和大部分男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。
从我国的具体情况来看，手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史，资历郊深的司机都是“手动”驾车的，他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的，如果让他们改变常规的做法，这是不现实的。
虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍，但是大多数年轻的司机还是崇尚手动，尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感，所以一些中高档的汽车（尤其是轿车）也不敢轻易放弃手动变速器。
另外，现在在我国的汽车驾驶学校中，教练车都是手动变速器的，除了经济适用之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。
第三，随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级的老百姓来说，经济型轿车最为合适，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型轿车厂家，而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。
例如，夏利、奇瑞、吉利等国内厂家的经济型轿车都是手动变速的车，它们的各款车型基本上都是5档手动变速。
二、自动变速器（AT）自动变速器（AutomaticTransmission），利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。
而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。
虽说自动变速汽车没有离合器，但自动变速器中有很多离合器，这些离合器能随车速变化而自动分离或合闭，从而达到自动变速的目的。
在中档车的市场上，自动变速器有着一片自己的天空。
使用此类车型的用户希望在驾驶汽车的时候为了简便操作、降低驾驶疲劳，尽可能的享受高速驾驶时快乐的感觉。
在高速公路上，这是个体现地非常完美。
而且，以北京市来说，现在的交通状况不好，堵车是经常的事情，有时要不停地起步停步数次，司机如果使用手动档，则会反复地挂档摘档，操作十分烦琐，尤其对于新手来说更是苦不堪言。
使用自动档，就不会这样麻烦了。
在市场上，此类汽车销售状况还是不错的，尤其是对于女性朋友比较适合，通常女性朋友驾车时力求便捷。
而我国要普及这种车型，关键要解决的是路况问题，现在的路况状况不均匀，难以发挥自动档汽车的优势。
三、手动/自动变速器（AMT）其实通过对一些车友的了解，他们并不希望摒弃传统的手动变速器，而且在某些时候也需要自动的感觉。
这样手动/自动变速器便由此诞生。
这种变速器在德国保时捷车厂911车型上首先推出，称为Tiptronic，它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚，让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。
此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。
在D档时，可自由变换降档(-)或加档(+)，如同手动档一样。
自动—手动变速系统向人们提供两种驾驶方式—为了驾驶乐趣使用手动档，而在交通拥挤时使用自动档，这样的变速方式对于我国的现状还是非常适合的。
笔者曾在上面提到，手动变速器有着很大的使用群体,而自动变速器也能适应女士群体以及解决交通堵塞带来的麻烦，这样对于一些夫妻双方均会驾车的家庭来说，可谓是兼顾了双方，体现了“夫妻档”。
虽然这种二合一的配置拥有较高的技术含量，但这类的汽车并不会在价格上都高不可攀，比如广州本田飞度1.3L CVT 两厢、南京菲亚特2004派力奥1.3 HL Speedgear、南京菲亚特西耶那Speedgear EL这些“二合一”的车型价格均在10万元左右，这个价格层面还比较低的。
所以，手动/自动车在普及上还是具有相当的优势。
而汽车厂商和配套的变速器厂家应该以此为契机，根据市场要求精心打造此类变速器。
因为这类变速器是有比较广阔的市场的。
四、无级变速器当今汽车产业的发展，是非常迅速的，用户对于汽车性能的要求是越来越高的。
汽车变速器的发展也并不仅限于此，无级变速器便是人们追求的“最高境界”。
无级变速器最早由荷兰人范·多尼斯（VanDoorne’s）发明。
无级变速系统不像手动变速器或自动变速器那样用齿轮变速，而是用两个滑轮和一个钢带来变速，其传动比可以随意变化，没有换档的突跳感觉。
它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。
通常有些朋友将自动变速器称为无级变速器，这是错误的。
虽然它们有着共同点，但是自动变速器只有换档是自动的，但它的传动比是有级的，也就是我们常说的档，一般自动变速器有2～7个档。
而无级变速器能在一定范围内实现速比的无级变化，并选定几个常用的速比作为常用的“档”。
装配该技术的发动机可在任何转速下自动获得最合适的传动比。
从市场走向来看，虽然无级变速器是一个技术分量比较高的部件，但是也已经走进了普通轿车的“身体”之中，广本两厢飞度每个排量都有一款配置了CVT无级变速器，既方便又省油，且售价也仅在9.68～11.68万元。
而且奇瑞汽车销售公司表示QQ无级变速器型年底上市。
看来无级变速器在中档车中的运用将越为广泛。
本设计是根据东方之子1.8L手动豪华车型而开展的，设计中所采用的相关参数均来源于此种车型：主减速比：4.782最高时速：190km/h轮胎型号：205/65R15发动机型号：SQR481FC最大扭矩：170Nm/4500最大功率：95kw/5750最高转速：6000r/min 奇瑞东方之子1.8L豪华型第一章机械式变速器的概述及其方案的确定§1.1 变速器的功用和要求变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。
为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒档和空档。
在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。
对变速器的主要要求是：1.应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。
在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。
2.工作可靠，操纵轻便。
汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。
为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。
3.重量轻、体积小。
影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。
选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。
4.传动效率高。
为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。
提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。
5.噪声小。
采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。
§1.2 变速器结构方案的确定变速器由传动机构与操纵机构组成。
1．变速器传动机构的结构分析与型式选择有级变速器与无级变速器相比，其结构简单、制造低廉，具有高的传动效率（η=0.96~0.98），因此在各类汽车上均得到广泛的应用。
设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、档位数及各档的传动比，因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。
传动比范围是变速器低档传动比与高档传动比的比值。
汽车行驶的道路状况愈多样，发动机的功率与汽车质量之比愈小，则变速器的传动比范围应愈大。
目前，轿车变速器的传动比范围为3.0~4.5；一般用途的货车和轻型以上的客车为5.0~8.0；越野车与牵引车为10.0~20.0。
通常，有级变速器具有3、4、5个前进档；重型载货汽车和重型越野汽车则采用多档变速器，其前进档位数多达6~16个甚至20个。
变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用效率、汽车的燃料经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。
但采用手动的机械式操纵机构时，要实现迅速、无声换档，对于多于5个前进档的变速器来说是困难的。
因此，直接操纵式变速器档位数的上限为5档。
多于5个前进档将使操纵机构复杂化，或者需要加装具有独立操纵机构的副变速器，后者仅用于一定行驶工况。
某些轿车和货车的变速器，采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速档。
