第三章：机械式变速器设计
变速器的要求：
1.正确选择挡数和传动比。
2.设置空挡和倒挡
3.换挡迅速、省力。
4.工作可靠。
5.设置动力输出装置。
6.效率高、噪声低、体小质轻、制造容易、成本低。
两轴式变速器与中间轴式的比较：
变速器换挡机构：直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡。
在最低挡传动比不变的条件下，增加变速器的挡数会使变速器相邻的低挡与高挡之间的传动比比值减小，使换挡工作容易进行。
挡数选择的要求：
1.相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下。
2.高挡传动比间距小于低挡。
轿车4～5个挡，货车4～5个挡或多挡
变速器中心距A：对中间轴式变速器，中间轴与第二轴之间的距离。
Ng=0.96，KA为中心距系数，轿车：KA=8.9～9.3，货车：KA=8.6～9.6，多挡变速器：KA=9.5～11.0。
使中间轴上两个斜齿轮的轴向力平衡，须满足下述条件：（考试给旋向画出轴向力）
中间轴上的全部齿轮的螺旋方向一律为右旋，第一轴，第二轴上的斜齿轮取为左旋。
斜齿轮螺旋角选用范围：
轿车变速器： 两轴式为20°～25° ,中间轴式为22°～34°
货车变速器：18°～26° 31maxgeAiTKA各挡齿轮齿数的分配（P94 抄上简要流程）
初选中心距A、齿轮模数m和螺旋角B
（1）确定一挡齿轮齿数
求Z7,Z8：
A=m(Z7+Z8)/2;Zh=Z7+Z8
直齿：Zh=2A/m;
A=m(Z7+Z8)/2cosB
斜齿：Zh=2AcosB/m;
计算后取Zh为整数，进行大、小齿轮齿数的
分配
中间轴上一挡小齿轮齿数Z8尽可能小，
使Z7/Z8大，i1一定，则Z2/Z1可以分配小些，
使Z1大些，好布置第二轴
先取Z8，Z7=Zh-Z8
（2）对中心距A进行修正
因为经过取整数使中心距有了变化,按取定的Zh重新计算中心距A，再以修正后的中心距A作为各挡齿轮齿数分配的依据。
（3）确定常啮合传动齿轮副的齿数
1 目 录
摘要 ..................................................................................................... 2
Abstract: .................................................................................................... 4
第一章 绪论 ............................................................................................ 5
§1.2 机械无级变速器的特征和应用 ..................................................... 6
§1.3机械无级变速器的选用和润滑密封 ................................................. 8
§1.4 本文的主要内容及要求 ................................................................ 10
第二章 摩擦无级变速器的机械特性加压装置和调速机构 ............... 11
§2.1 机械特性 ................................................................................... 11
§2.2 调速操纵机构 ............................................................................ 12
§2.3 加压装置 ................................................................................... 13
第三章
•机械式变速器设计
21.在各种行驶工况下使汽车获得不同的车速和牵引力
2.使发动机在最有利的转速范围内工作
3.使汽车能倒退行驶
4.在停车和滑行时能分离发动机的动力
5.需要时提供动力输出功能3.1.1 变速器的功用
31.保证汽车有必要的动力性和经济性，正确选择档数和传动比
2.设置空档，用来切断发动机动力向驱动轮的传输
3.设置倒档，使汽车能倒退行驶
4.设置动力输出装置，需要时能进行功率输出5.换档迅速、省力、方便
6.工作可靠，没有跳档、乱档以及换档冲击等现象
7.应当有高的工作效率
8.工作噪声低
9.还应满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等3.1.2 变速器设计的基本要求
4Ö传动机构布置方案分析
变速器传动机构的分类
两轴式变速器、中间轴式变速器
Ö零部件结构方案分析齿轮型式、换档机构形式、变速器轴承3.2 机械式变速器结构方案
53.2.1 变速器传动机构的分类
¾按前进挡数的不同
三挡；四挡；五挡；多挡变速器
¾按轴的形式不同
固定轴式
•两轴式、中间轴式、双中间轴式、多中间轴式
旋转轴式
6两轴式变速器
¾优点
结构简单、轮廓尺寸小、重量轻、布置方便
中间档传动效率高，噪音小
¾缺点
结构限制低档传动比不能设计得太大
没有直接档
高档工作时齿轮和轴承均承载，易损坏且噪音大
¾多用于发动机前置前轮驱动的汽车上
福州大学车辆工程系汽车理论与设计精品课程建设课程反馈信箱：fzuqiche@
7两轴式变速器的结构设计特点
•输出轴与主减速器主动齿轮做成一体
•
发动机纵置时主减速器可用弧齿锥齿轮或准双曲面齿轮
•发动机横置时主减速器采用圆柱齿轮
•倒档常用滑动齿轮，其它档位均采用常啮合齿轮
•各档同步器多数装在输出轴上，因为装在输入轴上位置较困难
•高档同步器可装在输入轴右端
•辅助支承可用来提高轴的刚度，减小齿轮磨损和降低工作噪声
•通过隔套替代，五档变速器变为四档，可形成一个系列产品
8两轴式变速器传动方案
1 第二章 汽车可靠性设计
2.2 应力 强度干涉理论
(1) 可靠度的表达式
分析汽车零部件的可靠性，就是研究其工作应力与构件强度之间的关系问题。若构件上的应力小于其固有强度，则该结构是可靠的；否则认为此结构失效。
设用s表示应力，用r表示强度，并用fs(s)和fr(r)分别表示应力和强度的概率密度函数，则应力与强度之间关系如下图所示。
显然，尽管强度的均值μr大于应力的均值μs，但它们的分布曲线仍有部分重叠。即出现所谓应力大于强度的干涉互区(如上图中阴影部分)，其面积大小表示失效概率。
结构的可靠度就是其应力与强度相互干涉时强度大于应力的概率，即：
R=P(r>s)=P[(r-s)>0]
如果已知强度和应力的概率密度函数，则不难推导出计算可靠度的一般表达式:
(2)强度和应力均为正态分布时的可靠度计算
2 若强度r和工作应力s都符合正态分布，即：
于是可靠度为：
式u将强度、应力和可靠度三者联结在一起，称为“联结方程”。u称为联结系数或可靠度系数，它与可靠度R一一对应，可由概率论、可靠性设计专著或数学手册中查得。如下表给出一些常用的R值及其相应的u值。
3 2.3 典型零件的可靠性设计
在可靠性设计中，应力和强度的概率分布fs(s)和fr(r)除为上述的正态分布外，也可能为对数正态分布、指数分布或威布尔分布等等。
这里仅介绍强度与应力均为正态分布的可靠性设计计算方法。其它类型分布的计算方法可参阅有关的文献资料。
(1) 承受拉伸载荷的零件设计
此类零件在汽车上应用很多，如各种操纵杆件。设其承受正态随机载荷P，且载荷波动很小，即可按静强度进行设计计算。若杆件的横截面积A也为正态分布，则它所承受的随机拉伸应力为：
显然s也为正态随机变量的函数。
下表列出了常用的一些正态分布函数的统计特征值计算公式。
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例1 设计一圆截面拉杆。已知作用于杆上的拉伸载荷，拉杆的材料为低合金钢，其强度。求可靠度R=0.999时的拉杆最小
