某型汽车手动变速箱的仿真设计方案.doc

三轴式五档手动变速器设计摘要本设计的任务是设计一台用于通用五菱之光微型车的三轴式五档手动变速器，该变速器有两个突出的优点：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。

随着科学技术的日益发展，汽车的各项性能也日臻完善。

现代汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通工具。

现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽?碌姆⒒映隼矗虼似当渌倨鞯纳杓葡缘糜任匾７治隽宋Ｖけ渌倨骶哂辛己玫墓ぷ餍阅埽员渌倨饔μ岢龅纳杓埔蟆Ｏ晗附樯芰吮渌倨骰狗桨傅娜范ǎ渌倨髦饕问难≡瘢渌倨鞯纳杓萍扑悖狡魃杓萍扑愕仍诒渌倨魃杓乒讨械墓丶街琛?变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下，是汽车获得不同的牵引力和速度，用时使发动机在最有利工况范围内工作。

变速器设有空档和倒档。

需要变速器还有动力输出功能。

关键词：变速器；同步器；档数；轴；Three axis manual shift transmission design in five Abstrack This design task is to design a used for general WuLing sunshine in fiveof the three axis subcompact manual shift transmission ，the transmission hastwo outstanding advantages ：one is its direct transmission of high transmissionefficiency ；wear and noise minimal ；Second：in the gear center distanceissmaller still can acquire larger gear transmission . Along with the development of science and technology the car of variousperformance also is being perfected . Hyundai has become the world nationaleconomic and social life of indispensable transport . Modern car with goodperformance engine except outside still should have excellent performancedrivetrain matching car performance will play out so the incisively and vividlyauto transmission design is particularly important. Analyzed in order to ensuretransmission has good work performance ：the transmission should proposedesign requirements. Introduces the transmission mechanism project determinationand transmission main parameters are selected the transmission design calculation the synchronizer design calculation in design process such asa critical step in transmission. Transmission used to change to the drive wheels on the engine torque ancdrotational speed the purpose is back starting climbing turn accelerate etc. Various kinds of driving conditions the automobile get different traction and theengine speed and use it in the most favorable work within the working conditions. Transmission has gap and reversing. Need transmission and power outputfunctions.Keywords: transmission Synchronizer File numbered Axis 目录中文摘要英文摘要主要符号表1 绪论1.1 概述1.2 五档手动变速器的研究意义1.3 国内外相关研究现状1.3.1 手动变速器（MT）1.3.2 自动/手动变速器（AMT）1.3.3 自动变速器（AT）1.3.4 无级变速器（CVT）1.3.5 双离合器变速器（DCT）1.4 本文主要研究工作2 机械式变速器的概述及其方案的确定2.1 变速器的功用和要求2.2 变速器结构方案的确定2.2.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择2.2.2 倒档传动方案2.3 变速器主要零件结构的方案分析2.3.1 齿轮型式2.3.2 换档结构型式3 变速器主要参数的选择与主要零件的设计3.1 变速器主要参数的选择3.1.1 档数和传动比3.1.2 中心距3.1.3 轴向尺寸3.1.4 齿轮参数3.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定3.2.1 确定一档齿轮的齿数3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数3.2.3 确定其他档位的齿数3.2.4 确定倒档齿轮的齿数3.3 齿轮变位系数的选择4 变速器齿轮的强度计算与材料的选择4.1 齿轮的损坏原因及形式4.2 齿轮的强度计算与校核4.2.1 齿轮弯曲强度计算4.2.2 齿轮接触应力5 变速器轴的强度计算与校核5.1 变速器轴的结构和尺寸5.1.1 轴的结构5.1.2 确定轴的尺寸5.2 轴的校核5.2.1 第一轴的强度与刚度校核5.2.2 第二轴的校核计算6 变速器同步器的设计6.1同步器的结构6.2同步环主要参数的确定6.2.1同步环锥面上的螺纹槽6.2.2锥面半锥角6.2.3 摩擦锥面平均半径R 6.2.4 锥面工作长度b 6.2.5 同步环径向厚度6.2.6锁止角6.2.7同步时间t7 变速器的操纵机构8 结论致谢参考文献主要符号表m 汽车总质量kgg 重力加速度N/kgΨmax 道路最大阻力系数rr 驱动轮的滚动半径mmTδmax 发动机最大扭矩Nm i0 主减速比η 汽车传动系的传动效率igi 一档传动比G2 汽车满载载荷Nφ 路面附着系数A 第一轴与中间轴的中心距mmA′ 中间轴与倒档轴的中心距mmA 第二轴与中间轴的中心距mmKA 中心距系数m 直齿轮模数mn 斜齿轮法向模数α 齿轮压力角°斜齿轮螺旋角°b 齿轮宽度mmZx 齿轮齿数齿轮变位系数W 齿轮弯曲应力MPaj 齿轮接触应力MPaFt 齿轮所受圆周力NFa 轴向力NFr 径向力NTg 计算载荷NmK 应力集中系数Kf 摩擦力影响系数E 齿轮材料的弹性模量MPaK 重合度影响系数rz 主动齿轮节圆半径mm 1 绪论1.1 概述从上世纪50 年代第一辆国产载货汽车下线以来，我国汽车工业经过50 多年的发展，已经成为我国的支柱产业。

阐述手动变速器换挡力仿真运用1、引言虚拟样机开发用数字模型代替物理原型进行产品设计、分析和评价。

以计算机辅助设计（CAD）模型为基础，以机械系统运动学、动力学仿真为核心，集成计算机辅助工程，形成一种全新设计方法。

几何仿真是通过三维实体模型可以直观/准确反映产品几何关系与装配特性。

性能仿真则是对换挡机构的真实运动情况的计算机再现，通过施加约束条件，定义运动摩擦副各种运动特性，通过性能仿真更可以大大降低实际物理样机试验中不必要的消耗。

2、现状调查及分析目前，国内对手动变速器的选/换挡力设计分析主要运用CAD作图+Excel表格计算，将各挡换挡角度进行均分，计算弹簧压缩下的三力叠加，此方法可计算选/换挡力的走向趋势，却忽视摩擦系数的影响，此方法虽然简便，但零件参数一旦发生变更，需要重新计算，较浪费时间且易计算错误。

本文中以某款手动变速器2挡为基础，着重研究摩擦系数对换挡力的影响。

利用ADAMS软件对操纵系统仿真计算，对仿真计算结果比较，得出不同摩擦系数变化对换擋力的影响规律，对手动变速器的选换挡力优化起到指导作用。

2.1CATIA模型确认。

为避免在建模过程中对操纵系统做过多简化，运用CATIA V5参数化建模技术，参照设计图纸，建立换挡摇臂、换挡轴、换挡拨块、拨叉轴、换挡拨叉、同步器齿套、同步器齿毂、同步环、滑块等实体模型，并完成装配，最后，把装配起来的操纵系统模型导出为ADAMS Parasolid格式。

2.2ADAMS建模。

模型导入ADAMS，为使模型最大限度分析操纵系统的换挡过程，需对导入Parasolid模型文件进行前处理。

施加约束，表1所示，经过前处理的模型图1所示。

本文的仿真时长设置为0.5s，步长为500，既可保证仿真过程稳定又确保结果的正确。

2.3换挡过程仿真验证。

操纵系统零件初始条件设置，表2所示对以上建立好的操纵系统动力学仿真模型进行仿真验证，仿真工况为N挡挂2挡，依据机械设计手册中关于动/静摩擦系数的取值：仿真曲线如图2所示（动摩擦系数0.075，静摩擦系数0.1）、仿真曲线如图3所示（动摩擦系数0.05，静摩擦系数0.075）3、结论。

吉林大学珠海学院毕业论文现代ix35汽车手动变速器设计系别：专业名称：学生姓名：学号：指导教师姓名、职称：完成日期：2017年月日摘要对于汽车变速器来说，手动型变速比自动变速器更难以操作。

但是手动变速器有着它有自有的优点，首先手动变速能传递的效率比较高，比自动变速器来说更节约燃料，在节约燃料的同时，还能提供较好的动力性，在短时间内有较强的加速能力。

因此本论文研究了现在ix35汽车的手动变速器，它应用6档位变速器，本文对变速器的基本尺寸进行了大量的计算，并利用画图的相关软件对变速器的装配图进行相应的绘制。

同时对同步器的尺寸和结构也进行了相应的设计工作。

关键字：汽车变速器三轴六挡AbstractFor auto transmission,manual type variable speed automatic transmission is more difficult to operate..But there are manual transmission has its own advantages,the first manual transmission can transfer efficiency is higher，more fuel economy than for automatic transmission, at the same time of saving fuel，also can provide good power performance,has strong ability of acceleration in a short time. So this thesis studied the ix35 now car manual transmission, it applies 6 gear transmission,in this paper,the basic dimensions of transmission for a large amount of calculation, and use of drawing software of transmission assembly drawing accordingly. At the same time on the size and structure of the synchronizer and the corresponding design work.Key words:Car Gearbox Three-axisSix-speed；I目录摘要.......................................................... Abstract . (I)1 绪论 01.1概述 01.2研究背景及意义 (1)1.3设计要求 (2)2 变速器主要参数的选择 (3)2.1传动机构布置方案分析 (3)2.2主要参数的选择 (6)2.2.1 档数 (6)2.2.2 传动比范围 (6)2.2.3 变速器各档传动比的确定 (7)2.2.4 中心距的选择 (10)2.2.5 变速器的外形尺寸 (11)2.2.6 齿轮参数的选择 (11)2.3各档齿轮齿数的分配及传动比的计算 (13)2.4变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整 (17)II2.5本章小结 (19)3 变速器齿轮强度校核 (19)3.1变速器齿轮弯曲强度校核 (19)3.2轮齿接触应力校核 (21)3.3倒档齿轮的校核 (24)3.4本章小结 (25)4 轴的及轴上零件的设计与选择 (25)4.1初选轴的直径 (25)4.2轴的强度验算 (27)4.2.1 轴的刚度计算 (27)4.2.2轴的强度计算 (32)4.3轴承选择与寿命计算 (36)4.3.1 输入轴轴承的选择与寿命计算 (36)4.3.2 输出轴轴承的选择与寿命计算 (38)4.4本章小结 (40)5 变速器同步器及结构元件设计 (40)5.1同步器锁销的设计 (40)5.2同步器齿套的设计 (41)I I I5.3变速器壳体 (42)5.4本章小结 (43)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (47)I V1 绪论1.1 概述汽车已经进入了千家万户，已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

1 变速器动力学与结构耐久性分析齿轮箱作为变速器的主要和关键部件，在产品研发过程中最关心的工程品质包括疲劳耐久性与可靠性、振动噪声等。

变速器通过齿轮箱的齿轮啮合和传动轴进行载荷传递和变速，在传动过程中，变速器承受发动机的高频交变载荷，同时包括传动链下游和整车的负载，同时由于齿轮传动本身的特点，因此齿轮、传动轴、箱体等部件都承受变化的载荷，容易在轮齿、传动轴等部位产生损伤和破坏。

长期以来，变速器和齿轮箱的结构强度与疲劳可靠性一直是动力总成开发研究的重点之一。

除了疲劳破坏问题，交变载荷同时也会激发齿轮箱结构的振动并引起辐射噪声，此外，变速器可能会与传动链的上下游部件发生动力耦合而产生振动噪声问题。

变速器的振动和噪声是整车NVH分析中的重要部分。

变速器和齿轮箱的结构强度与疲劳可靠性分析、振动噪声分析都属于多学科分析的范畴，在分析过程中需要综合多体动力学、有限元、疲劳、振动与声学分析等多种学科和分析方法。

LMS b为这两类问题的分析提供了综合性的多学科解决方案，能够在一个平台中完成整个分析流程。

本节主要介绍b齿轮箱结构可靠性分析解决方案，下节介绍振动噪声分析方法。

基于b Structure、Motion以及b Durability等模块，LMS 为齿轮箱传动及轮齿接触载荷计算、结构强度和疲劳分析提供一体化的仿真分析解决方案。

齿轮箱输入轴接收来自发动机的扭矩，将载荷传递到齿轮和下游传动链，在传动过程中轮齿啮合运动产生的非均匀啮合力是齿轮箱的轮齿齿根、传动轴产生疲劳断裂的重要原因，同时也是结构振动和声辐射的重要原因之一。

因此，齿轮箱的传动计算、轮齿接触分析与载荷计算、疲劳分析和振动噪声分析是密不可分的，几个学科之间具有不可分割的联系，在分析时需要进行整体考虑。

基于CAE仿真对齿轮箱进行动强度和疲劳分析的流程包括两个步骤：1)通过多体动力学进行传动和载荷分析，要求是齿轮啮合力和传递载荷计算要准确；2)以载荷为基础，结合有限元模型，进行动强度和疲劳分析。

编号：毕业设计(论文)任务书题目：汽车手动变速箱的设计学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：职称：讲师题目类型：☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发20 年12月19日一、毕业设计（论文）的内容汽车变速器是汽车传动系统的重要组成部分，其技术是衡量汽车技术水平的重要依据，是决定整车性能的主要部件之一，直接影响这汽车的动力性、燃油经济性、换挡操作的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率。

因此对变速器的研究和开发具有重要意义。

本课题主要研究变速器方案的确定、变速器设计、变速箱体设计等方面，主要包括以下几方面内容：1、阅读相关文献，了解汽车变速器的工作原理、种类、基本结构以及发展现状。

2、根据本课题的任务要求，对汽车变速器进行型式选择与结构分析，拟定变速机构及操纵机构的布置方案。

3、根据的变速范围，确定变速器各档的传动比、齿轮参数、中心距、外形尺寸等参数。

4、根据任务书要求，对变速器齿轮轴、齿轮进行设计计算，包括必要的强度计算、刚度计算、接触应力校核等。

5、根据传动比和转矩设计主轴及轴上零件，轴上零件包括齿轮、变速机构以及其他辅助机构。

二、毕业设计（论文）的要求与数据1、机构设计、零件设计合理。

2、满足大功率、大扭矩的要求，设计五级变速装置（包含倒挡），利用液压拨叉或电磁离合器换档。

3. 用UG、Pro/E或Solidworks建立汽车手动变速箱的3D装配模型及原理动画；4. 绘制汽车手动变速箱装配图及典型零件的零件图；5．设计说明书（毕业设计说明书）应包含中英文摘要、设计方案比较、结构设计、参数计算等内容。

三、毕业设计（论文）应完成的工作整个毕业设计学生应该完成的工作如下：1、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的300-500个单词的英文摘要；2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）；3、完成汽车变速器的机构设计与零件设计。

摘要计算机性能的飞速提高和虚拟样机仿真技术的迅速发展及CAD/CAE/CAM在汽车产品设计开发中的广泛采用，为变速箱技术的深入研究提供了必要的条件。

ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）软件，是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是世界上最具权威性的，使用范围最广的机械系统动力学仿真分析软件。

本文基于ADAMS软件，对变速箱动力学虚拟样机模型进行了仿真分析。

从而能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计到产品方案修改、优化、实验规划甚至故障诊断各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果，从而达到缩短产品开发周期、减低开发成本、提高产品质量及竞争力的目的。

首先对某型变速箱的工作原理、类型、发展及现状等进行了阐述；简要介绍了多体系统动力学的理论基础，对大型多体系统动力学仿真软件ADAMS进行了详细介绍。

并在对ADAMS 软件熟悉的基础上对变速箱动力学虚拟样机模型进行了仿真分析。

关键词：变速箱ADAMS虚拟样机仿真分析浙江工业大学成教毕业论文目录第1章绪论 ....................................................................................................................................................... - 1 -1.1 变速箱简介 .............................................................................................................................................. - 1 -1.1.1 变速箱工作原理 ....................................................................................................................... - 1 -1.1.2 变速箱的类型 ........................................................................................................................... - 1 -1.1.3 变速箱的关键部件 ................................................................................................................... - 2 -1.2 本文研究的主要内容和目的意义 .......................................................................................................... - 2 -第2章多体系统动力学研究的理论基础 ....................................................................................................... - 3 -2.1 多体系统动力学简介 .............................................................................................................................. - 3 -2.1.1 多体系统动力学的研究方法 ..................................................................................................... - 3 -2.1.2 多体系统动力学在汽车动力学分析中的应用.......................................................................... - 4 -2.2 虚拟样机技术 .......................................................................................................................................... - 4 -2.3 机械系统动力学仿真分析软件ADAMS ............................................................................................... - 4 -2.3.1 ADAMS 软件简介 ......................................................................................................................... - 4 -2.3.2 ADAMS 软件的特点 ................................................................................................................... - 5 -2.3.3 ADAMS 软件模块简介 ................................................................................................................. - 5 -2.3.4 ADAMS分析软件的计算方法 ...................................................................................................... - 6 -第3章虚拟样机仿真模型的建立 ................................................................................................................. - 10 -3.1 应用Pro/E软件对变速箱模型进行结构分析 ..................................................................................... - 11 -3.2 基于ADAMS软件建立变速箱虚拟样机模型 .................................................................................. - 14 -3.3 对变速箱虚拟样机模型的动力学仿真分析......................................................................................... - 15 -3.4 仿真结果分析 ........................................................................................................................................ - 16 -第4章全文总结 ............................................................................................................................................. - 16 -参考文献 ............................................................................................................................................................... - 17 -第1章绪论1.1 变速箱简介变速箱是各类机械传动系统中常用的传动装置，因其结构紧凑，传动效率高，传递扭矩大，且传动比准确，在各类机械中得到了广泛的应用。

吉林大学珠海学院毕业论文现代ix35汽车手动变速器设计系别：专业名称：学生姓名：学号：指导教师姓名、职称：完成日期：2017年月日0 / 53摘要对于汽车变速器来说，手动型变速比自动变速器更难以操作。

但是手动变速器有着它有自有的优点，首先手动变速能传递的效率比较高，比自动变速器来说更节约燃料，在节约燃料的同时，还能提供较好的动力性，在短时间内有较强的加速能力。

因此本论文研究了现在ix35汽车的手动变速器，它应用6档位变速器，本文对变速器的基本尺寸进行了大量的计算，并利用画图的相关软件对变速器的装配图进行相应的绘制。

同时对同步器的尺寸和结构也进行了相应的设计工作。

关键字：汽车变速器三轴六挡/ 53AbstractFor auto transmission,manual type variable speed automatic transmission is more difficult to operate..But there are manual transmission has its own advantages,the first manual transmission can transfer efficiency is higher，more fuel economy than for automatic transmission, at the same time of saving fuel，also can provide good power performance,has strong ability of acceleration in a short time. So this thesis studied the ix35 now car manual transmission, it applies 6 gear transmission,in this paper,the basic dimensions of transmission for a large amount of calculation, and use of drawing software of transmission assembly drawing accordingly. At the same time on the size and structure of the synchronizer and the corresponding design work.Key words:Car Gearbox Three-axisSix-speed；I / 53目录摘要.......................................................... Abstract . (I)1 绪论 01.1概述 01.2研究背景及意义 (1)1.3设计要求 (2)2 变速器主要参数的选择 (3)2.1传动机构布置方案分析 (3)2.2主要参数的选择 (6)2.2.1 档数 (6)2.2.2 传动比范围 (6)2.2.3 变速器各档传动比的确定 (7)2.2.4 中心距的选择 (10)2.2.5 变速器的外形尺寸 (10)2.2.6 齿轮参数的选择 (11)2.3各档齿轮齿数的分配及传动比的计算 (12)2.4变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整 (16)II / 532.5本章小结 (18)3 变速器齿轮强度校核 (18)3.1变速器齿轮弯曲强度校核 (18)3.2轮齿接触应力校核 (21)3.3倒档齿轮的校核 (23)3.4本章小结 (24)4 轴的及轴上零件的设计与选择 (25)4.1初选轴的直径 (25)4.2轴的强度验算 (27)4.2.1 轴的刚度计算 (27)4.2.2轴的强度计算 (31)4.3轴承选择与寿命计算 (35)4.3.1 输入轴轴承的选择与寿命计算 (35)4.3.2 输出轴轴承的选择与寿命计算 (37)4.4本章小结 (39)5 变速器同步器及结构元件设计 (39)5.1同步器锁销的设计 (39)5.2同步器齿套的设计 (40)III / 535.3变速器壳体 (41)5.4本章小结 (42)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)IV / 531 绪论1.1 概述汽车已经进入了千家万户，已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

车辆工程毕业设计92捷达轿车六档手动变速器设计引言：随着汽车行业的发展，变速器作为汽车动力传输系统中的关键组成部分，对于提高汽车的性能和燃油经济性起着重要作用。

本文以92捷达轿车为研究对象，设计了一款六档手动变速器，旨在提高汽车的动力性能和操控性。

一、设计原理：1.1变速器工作原理汽车变速器的主要功能是将发动机提供的动力通过不同的变速比传递给车轮，以实现不同行驶速度和扭矩要求。

通过调整不同的齿轮组合，可以实现不同的变速比，从而实现变速器的工作。

1.2六档手动变速器设计原理六档手动变速器是一种常用的变速器类型，它通过六个不同的齿轮组合来实现不同的变速比。

其中，一档齿轮组合用于低速起步，二档至五档齿轮组合用于中速行驶，六档齿轮组合用于高速巡航。

通过操纵离合器和档位杆，驾驶员可以根据需要选择不同的变速比。

二、设计要求：2.1提高捷达轿车的动力性能和燃油经济性；2.2保持变速器的可靠性和耐久性；2.3确保变速器的操控性和驾驶舒适性。

三、设计步骤：3.1变速器总体设计首先进行变速器总体设计，确定变速器的结构、布局和尺寸。

根据捷达轿车的底盘结构和空间限制，设计合适的变速器结构，确保变速器可以安装在车辆中。

3.2齿轮设计根据捷达轿车的动力需求和行驶特点，确定合适的齿轮比和传动比。

通过计算和模拟分析，选取适当的齿轮参数，包括齿数、模数和转速比等。

3.3离合器设计离合器是手动变速器中的重要部件，通过控制离合器的接合和分离，实现变速操作。

根据捷达轿车的设计要求，选取合适的离合器盘和离合器壳。

3.4操控机构设计操控机构是指控制变速器操作的机构，包括离合器踏板和档位杆。

通过合理设计操控机构，确保驾驶员可以方便地操控变速器，提高操控性和驾驶舒适性。

四、设计结果和讨论：经过设计和优化，完成了92捷达轿车六档手动变速器的设计。

该变速器在满足捷达轿车动力性能和燃油经济性的基础上，具有较高的可靠性和耐久性。

同时，操控机构的设计使得驾驶员可以方便地操控变速器，提高了车辆的操控性和驾驶舒适性。

摘要本设计的任务是设计一台10款捷达两轴手动变速器。

与中间轴式变速器比较，两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间档位传动效率高和噪声低等优点。

根据轿车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该轿车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。

再结合某些轿车的基本参数，选择适当的主减速比。

根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。

它功用是：①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；②在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；③利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于发动机换档或进行动力输出。

这台变速器具有五个前进档（包括一个超速档五档）和一个倒档，并通过锁环式同步器来实现换档。

关键词：变速器，锁环式同步器，传动比，中间轴，第二轴，齿轮ABSTRACTThe duty of this design is to design a FR type manual transmission used in the saloon,It’s the countershaft-type transmission gearbox.This transmission has two prominent merits: Firstly,the transmissionefficiencyof the direct drive keeps off high, the attrition and the noise are also slightest;Secondly ,it’s allowed to obtain in the biger gear ratio of the first gear when the center distance is smaller.According to the contour,track，wheel base，the smallest ground clearance,the smallest turning radium,the vehicles weight, the all-up weight as well as the highest speed and so on, union the choosing engine model we can obtain the important parameters of the max power,the max torque, the displacement and so on. According to the basic parameters of the certain saloon,choose the suitable final drive ratio.According to the above parameters,combining the knowledge of automobile design, automobile theory, machine design and so on, calculate the correlated parameters of the gearbox and proof the rationality of the design.Its function is:①Changing gear ratio,expanding the torque of the driving wheel and the range of the rotational speed,to adapt the travel condition which frequently changes, like start, acceleration, climbing and so on, simultaneously causes the engine to work under the advantageous operating mode;②Under the premise of the invariable rotation, enables the automobile to travel back;③Using neutral, severances the power transmission, to make the engine start, idle, and is advantageous for the engine to shift gears or to carry on the dynamic output. This gearbox has five (including over drive—fifth gear) and a reverse gear, and through the inertial type of synchronizer to realize shift gears.KEY WORDS：transmission, inertial type of synchronizer,gear ratio,countershaft,second axis, gear毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

汽车手动变速器设计摘要:本设计的任务是设计一台用于轿车上的FR式的手动变速器。

本设计采用中间轴式变速器，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。

根据轿车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该轿车的发动机型号可以+得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。

再结合某些轿车的基本参数，选择适当的主减速比。

根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。

关键词：变速器，锁环式同步器，传动比，中间轴The design of saloon gearboxABSTRACT:The duty of this design is to design a FR type manual transmission used in the saloon,It’s the countershaft-type transmission gearbox.This transmission has two prominent merits: Firstly,the transmission efficiency of the direct drive keeps off high, the attrition and the noise are also slightest;Secondly ,it’s allowed to obtain in the biger gear ratio of the first gear when the center distance is smaller.According to the contour,track，wheel base，the smallest ground clearance,the smallest turning radium,the vehicles weight, the all-up weight as well as the highest speed and so on, union the choosing engine model we can obtain the important parameters of the max power,the max torque, the displacement and so on. According to the basic parameters of the certain saloon,choose the suitable final drive ratio.According to the above parameters,combining the knowledge of automobile design, automobile theory, machine design and so on, calculate the correlated parameters of the gearbox and proof the rationality of the design.Key words：transmission, inertial type of synchronizer,gear ratio, countershaft目录前言 (1)1机械式变速器的概述及其方案的确定 (2)1.1 变速器的功用和要求 (2)1.2 变速器结构方案的确定 (2)1.2.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择 (2)1.2.2 倒档传动方案 (5)1.3 变速器主要零件结构的方案分析 (6)2 变速器主要参数的选择与主要零件的设计 (10)2.1 变速器主要参数的选择 (10)2.1.1 档数和传动比范围 (10)2.1.2 中心距 (11)2.1.3 轴向尺寸 (11)2.1.4 齿轮参数 (12)2.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定 (13)2.2.1 确定一档齿轮的齿数 (13)2.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数 (14)2.2.3 确定其他档位的齿数 (15)2.2.4 确定倒档齿轮的齿数 (15)2.3 齿轮变位系数的选择 (16)3 变速器齿轮的强度计算与材料的选择 (17)3.1 齿轮的损坏原因及形式 (17)3.2 齿轮的强度计算与校核 (17)3.2.1 齿轮弯曲强度计算 (17)4 变速器轴的强度计算与校核 (21)4.1变速器轴的结构和尺寸 (21)4.1.1 轴的结构 (21)4.1.2 确定轴的尺寸 (22)4.2 轴的校核 (22)4.2.1 第一轴的强度与刚度校核 (22)4.2.2 第二轴的校核计算 (23)4.3 变速箱总体装配图： (26)5 变速器同步器的设计 (27)5.1 同步器的结构 (27)5.2 同步环主要参数的确定 (28)6 变速器的操纵机构 (31)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (35)前言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）。

图1变速器内部档位排布
五六档拨叉；2、三四档拨叉；3、一二档拨叉；4、倒档拨叉
图2
选换挡过程中会压缩定位钢球里的弹簧，从而给换挡轴提供了选档力和换挡力。

当基本功能实现后，在合适的位置设计王字板及互锁选档定位钢球；2、王字板；3、换挡定位钢球；4互锁板
图3
图4ADAMS中模型
2.2在ADAMS软件中进行运动仿真
通过模拟换挡机构在各种工况下的运动，如1档挂2档、2档挂3档、空档挂2档，来计算运动是否有干涉，量
化干涉量，及干涉的运动时间点。

例如图5所示，可以计算
在t=2.6s和t=5.5s时（t：时间；s：秒），换挡拨指与拨叉有局
部的干涉。

这种干涉会形成阻力，通过换挡轴传递到整车图6选档扭矩曲线
图7换挡力曲线
1-零件摆放台；2-零件；3-图像采集装置；4-上位机
图1内燃机连杆大小头孔中心距测量系统结构图
2图像处理过程
本系统采用的图像采集装置为数码相机，采集到的零
件图像为真彩图像，为更加精确的对目标图像进行分析，
图5ADAMS运动仿真
3选换挡力分析
通过软件仿真，除了输出零部件的运动过程外，还将
输出选档力矩曲线和换挡力曲线，如图6及图7所示。

工。

汽车手动变速器建模目录●手动变速器的设计与建模✓传动机构的设计与建模✓操纵机构的设计与建模●变速器零件建模✓齿轮、传动轴、箱体的建模✓标准件的建模●变速器装配●变速器传动机构分析●工程图手动变速器的设计与建模传动机构的设计与建模汽车手动变速器是以三轴式变速器为设计与建模对象的。

该变速器由变速传动机构和变速操纵机构两大部分组成，在设计与建模过程中，把变速器整个设计分为传动机构设计和操纵机构设计两个主要部分；对这两个主要部分进行设计和建模。

汽车手动变速器的传动机构主要由壳体、输入轴、输出轴、中间轴、倒档轴等组成。

其传动机构的设计主要包括：传动轴结构的选择、换档结构的选择，齿轮的安排等。

该汽车手动变速器结构方案是为了满足商用车变速器的应用。

传动机构的设计与建模(续)•汽车手动变速器的结构方案采用了三轴式方案。

•换档结构形式采用啮合套换档形式。

•手动变速箱传动档数采用五个前进档和一个倒车档。

这种方式具有结构简单，制造成本低以及减小变速器长度等优点，可以满足商用车变速器的应用。

操纵机构的设计与建模•变速器操纵机构设计采用直接操纵式机构，它由变速操纵杆、变速操纵杆弹簧、变速叉、拨块、变速轴以及安全锁止装置等组成。

•变速器操纵机构的锁止装置主要包括互锁装置、自锁装置,锁止装置保证了变速器不同时挂两个档位、不脱档、不挂档。

•操纵机构安装于上盖中，操纵机构具有结构简单，操纵方便的特点。

变速器零件设计与建模•手动变速器的零件较复杂，有齿轮、变速叉、轴、弹簧以及盘盖类零件。

•在建模中，综合运用特征命令（如阵列、特征复制、扫描、混合等）和参数关系，以及组合中的布尔运算等。

•建模中需要考虑装配尺寸，对于一些辅助特征，可做简略处理。

齿轮建模通用齿轮建模手动变速器的齿轮采用渐开线齿廓,主要用到直齿圆柱变位齿轮、斜齿圆柱变位齿轮、内齿圈等。

在建模过程中，通过参数驱动齿轮主要技术值，更改参数实现所需规格的齿轮。

参数化建模可以避免重复设计，提高了设计效率。

车辆工程毕业设计83轿车手动变速箱设计一、设计背景手动变速器作为传统汽车驱动系统的重要组成部分，对于车辆的性能、经济性和可靠性起着决定性的作用。

本设计旨在对83轿车的手动变速器进行设计，以提高车辆的驾驶性能和经济性。

二、设计要求1.变速器应具备可靠性和耐久性，能够承受各种工况和负荷条件下的运行。

2.变速器的换挡操纵力应适中，易于驾驶员操作。

3.变速箱的换挡感应和换挡力矩应适中，以提高驾驶舒适性。

4.变速器的传动比和齿轮设计应优化，以提高车辆的性能和经济性。

5.变速器的结构应简洁、紧凑、轻量化，以减小车辆的自重和油耗。

6.变速器应符合车辆制造商的标准和要求，容易与其他部件的组装和安装。

三、设计方案根据设计要求，本设计采用5速手动变速器方案，以满足车辆在各种工况下的动力需求。

变速器采用常见的齿轮传动方式，以提高传输效率和可靠性。

1.高速轴结构设计高速轴是变速器主要承受动力输出的轴，承受较大的转矩和载荷。

在设计时，应选择适当的材料和加工工艺，以提高轴的强度和刚度。

同时，考虑到重量和成本的因素，轴的设计应尽可能轻量化。

2.齿轮传动设计变速器的齿轮传动是变速器最重要的组成部分之一，其设计直接影响到车辆的传动比和操纵力矩。

在设计中，应根据车辆的使用情况和动力需求，选择合适的齿轮模数、齿数和齿轮材料，以实现优化的传动效果。

3.换挡机构设计换挡机构是手动变速器的关键组成部分，直接影响到驾驶员的换挡操作。

在设计时，应考虑换挡杆的位置、形状和操作力度，以提高驾驶的方便性和舒适性。

四、设计结果通过对83轿车手动变速器的设计，可以得到以下结果：1.变速器结构紧凑、简洁，轻量化达到设计要求。

2.5速变速器的传动比和齿轮设计经过优化，能够使车辆在不同速度下具备较好的动力输出和经济性。

3.换挡机构的设计满足驾驶员的操作需求，换挡操纵力适中，操作简便易行。

五、总结整体来说，本设计充分考虑了83轿车的使用需求和参数要求，通过对手动变速器的设计，能够提高车辆的驾驶性能和经济性。