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变速器毕业论文变速器毕业论文一、引言变速器是汽车传动系统中的重要组成部分，它承担着将发动机的动力传递到车轮上，并根据不同的驾驶条件和需求，调整车辆的速度和扭矩输出。
随着汽车工业的发展和技术的不断进步，变速器的设计和制造也在不断创新和改进。
本篇毕业论文将围绕变速器的结构、工作原理、发展历程以及未来趋势进行研究和探讨。
二、变速器的结构和工作原理1. 手动变速器手动变速器是最早出现的一种变速器类型，它通过操作离合器和换挡杆来实现换挡。
手动变速器的结构相对简单，由齿轮、轴承、离合器等部件组成。
它的工作原理是通过离合器将发动机动力传递到变速器的输入轴，再通过齿轮的组合和配合，将动力传递到输出轴，从而实现不同的速度和扭矩输出。
2. 自动变速器自动变速器是近年来发展起来的一种变速器类型，它通过传感器和液压系统来实现换挡，驾驶员只需踩下油门即可完成换挡操作。
自动变速器的结构相对复杂，由液力变矩器、行星齿轮机构、离合器等部件组成。
它的工作原理是通过液力变矩器将发动机动力传递到变速器的输入轴，再通过行星齿轮机构和离合器的组合和配合，将动力传递到输出轴，实现不同的速度和扭矩输出。
三、变速器的发展历程1. 机械变速器时代在汽车发展的早期，机械变速器是主要的变速器类型。
它采用齿轮传动的方式，通过手动操作实现换挡。
机械变速器具有结构简单、可靠性高的优点，但操作相对繁琐，需要驾驶员具备一定的技术和经验。
2. 自动变速器的兴起随着汽车工业的发展和人们对驾驶舒适性的要求不断提高，自动变速器逐渐兴起。
自动变速器能够根据驾驶条件和需求，自动调整换挡时机和方式，使驾驶更加轻松和舒适。
自动变速器的发展使得驾驶员不再需要频繁操作离合器和换挡杆，大大提高了驾驶的便利性。
3. CVT变速器的应用连续可变传动（CVT）变速器是近年来的一项技术创新，它通过钢带或链条等传动装置，实现无级变速。
CVT变速器具有换挡平稳、传动效率高的优点，逐渐在高档车型中得到应用。
汽车变速器的优化与改进汽车作为现代社会重要的交通工具，其性能的提升一直是汽车工业不断追求的目标。
而变速器作为汽车传动系统的关键部件之一，对汽车的动力性、燃油经济性、驾驶舒适性等方面都有着至关重要的影响。
因此，对汽车变速器的优化与改进一直是汽车研发领域的重要课题。
汽车变速器的主要作用是改变发动机输出的转速和扭矩，以适应不同的行驶条件和驾驶需求。
目前常见的汽车变速器类型包括手动变速器、自动变速器和无级变速器等。
每种变速器都有其特点和优缺点，例如手动变速器具有结构简单、成本低、传动效率高等优点，但操作相对复杂，对驾驶员的技术要求较高；自动变速器则操作简便，驾驶舒适性好，但成本较高，传动效率相对较低；无级变速器则能够实现连续无级变速，使发动机始终工作在最佳工况，但承载能力相对较弱。
为了提高汽车变速器的性能，近年来相关技术不断取得突破和创新。
在材料方面，高强度、轻量化的材料被广泛应用，如铝合金、钛合金等，不仅减轻了变速器的重量，还提高了其强度和耐久性。
在制造工艺方面，先进的加工技术如数控加工、激光焊接等，提高了变速器零部件的精度和质量，降低了生产成本。
在结构设计方面，变速器的挡位数量不断增加。
更多的挡位意味着更细密的传动比分布，能够使发动机在更广泛的车速范围内保持在高效工作区间，从而提高燃油经济性和动力性能。
例如，一些高端车型已经配备了 9 速甚至 10 速自动变速器。
同时，变速器的换挡机构也在不断改进，以实现更快速、更平稳的换挡过程。
例如，双离合变速器通过两组离合器交替工作，实现了几乎无间断的换挡，大大提高了换挡速度和动力传递效率。
除了硬件方面的改进，变速器的控制策略也在不断优化。
通过先进的电子控制系统，变速器能够根据车速、油门踏板位置、发动机负载等多种参数，实时调整换挡时机和挡位选择，以实现最佳的动力输出和燃油经济性。
例如，智能变速器能够学习驾驶员的驾驶习惯，自适应地调整控制策略，提供更加个性化的驾驶体验。
汽车变速箱毕业论文作为汽车工程专业的毕业论文，本文将主要讨论汽车变速箱相关内容。
随着汽车制造技术的不断发展和普及，汽车变速箱已经成为汽车动力系统中不可或缺的部分。
本文将从汽车变速箱的基本原理、分类、结构以及故障检测和维修等方面进行探讨。
一、汽车变速箱的基本原理汽车变速箱的基本原理是通过改变车辆引擎和驱动轮之间的传动比，以调节发动机转速和驱动车辆所需的扭矩。
从基本的原理上来说，汽车变速箱主要由齿轮系传动和液力传动两种方式组成。
齿轮传动是指通过齿轮的啮合和分离来改变输出轴的转速和扭矩。
液力传动则是通过液体的动力转换来改变输出轴的转速和扭矩。
二、汽车变速箱的分类根据变速箱的传动方式，汽车变速箱可以分为手动变速箱和自动变速箱两种类型。
手动变速箱是指驾驶员通过手动操作离合器，控制齿轮的选择和匹配，来实现车辆的换挡。
而自动变速箱则是指车辆会根据驾驶员的需求和行驶的状态，在自动控制下进行换档和匹配。
根据车辆的用途和型号不同，自动变速箱还可以进一步分为手自一体变速箱、CVT变速箱和双离合变速箱等多种类型。
这些不同类型的变速箱都有着各自特定的优点和适用性。
三、汽车变速箱的结构汽车变速箱的主要组成部分包括齿轮、轴系、离合器、液力变矩器、传动链条等。
其中齿轮和轴系是汽车变速箱最核心的组成部分，它们决定了汽车变速箱的传动比和输出效率。
离合器主要用来分离发动机和变速箱，使得车辆可以在不通过传动链的情况下切换档位。
液力变矩器则是汽车变速箱用来传递动力和扭矩的另一种重要方式。
四、汽车变速箱故障检测和维修汽车变速箱是汽车动力系统中比较复杂和故障率比较高的部分。
汽车变速箱经常会出现换挡不顺畅、异响、油泥变黑、温度异常等故障症状。
针对这些常见故障，我们需要对变速箱进行正确的检测和维修。
一般情况下，我们可以通过变速箱油色、气味、粘度等表现来初步判断变速箱是否出现故障。
另外，我们还需要根据车辆的症状和保养情况进行更加详细的检测和维修。
汽车变速器设计毕业论文目录前言 (1)1 低速载货汽车主要参数的确定 (4)1.1质量参数的确定 (4)1.2发动机的选型 (5)1.3车速的确定 (6)2 变速器方案的设计与主要参数的确定 (8)2.1设计方案的确定 (8)2.1.1 两轴式 (8)2.1.2 三轴式 (8)2.1.3 液力机械式 (9)2.1.4 确定方案 (9)2.2零部件的结构分析 (10)2.3基本参数的确定 (12)2.3.1 变速器的档位数和传动比 (12)2.3.2 中心距 (15)2.3.3 变速器的轴向尺寸 (16)2.3.4 齿轮参数 (17)2.3.5 各档齿轮齿数的分配 (21)3 齿轮的设计计算 (26)3.1几何尺寸计算 (26)3.2齿轮的材料及热处理 (27)3.3齿轮的弯曲强度 (27)3.4齿轮的接触强度 (29)4 轴的设计与轴承的选择 (35)4.1轴的设计与校核 (35)4.1.1 校核第二轴在各档位下的的强度与刚度 (38)4.1.2 校核中间轴在各档位下的强度与刚度 (43)4.1.3 校核倒档轴的强度与刚度 (47)4.2轴承的选择 (51)5 变速器的操纵机构 (61)5.1变速器的操纵机构 (61)6 结论 (62)参考文献 (63)致谢 (65)前言近几十年来,中国的汽车工业的得到了空前的发展，汽车的生产量不断提高,1971年、1988年、1992年和 2000年分别突破10万辆、50万辆、100万辆和 500万辆，目前我国已经成功跻身世界汽车前列。
伴随着汽车工业突飞猛进的发展和人民生活水平日益的提高，高速公路高等级公路的不断建设，汽车逐渐进入越来越多的家庭，渐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
载货车市场的运行情况，既是反映国民经济走势的一面镜子，又是判断市场需求变迁的重要依据。
近年以来载货车在市场上表现出强劲的开拓力，尤其以重卡最为亮点，深层原因得益于中央扩大需的拉动。
中央政府为确保国民经济持续快速发展，采取了一系列财政、货币政策，并加大对基础设施建设的投资力度，为载货车创造了趁势而上的市场环境，提供了难得的发展机遇。
汽车变速器毕业设计汽车变速器毕业设计引言汽车变速器是汽车传动系统中至关重要的组成部分，它能够根据车辆的速度和负载情况，实现发动机输出转矩和车轮转速之间的匹配。
在现代汽车工业中，变速器的设计和优化一直是一个重要的研究领域。
本文将探讨汽车变速器的毕业设计，包括设计目标、设计流程和关键技术。
设计目标汽车变速器的设计目标是提高汽车的性能和燃油经济性。
性能包括加速性能、爬坡能力和最高速度等方面。
燃油经济性则是指在保证性能的前提下，尽可能降低油耗。
因此，在进行变速器设计时，需要考虑以下几个方面：1. 齿轮比的选择：齿轮比是决定车辆行驶性能的关键因素之一。
通过合理选择齿轮比，可以实现加速度和爬坡能力的提升，同时降低发动机负荷，提高燃油经济性。
2. 齿轮材料和制造工艺：齿轮的材料和制造工艺直接影响变速器的可靠性和寿命。
选择高强度、耐磨损的材料，并采用先进的制造工艺，可以提高变速器的使用寿命。
3. 润滑系统设计：润滑系统对变速器的正常运行至关重要。
合理设计润滑系统，确保齿轮和轴承的充分润滑，可以减少摩擦和磨损，提高变速器的效率和寿命。
设计流程汽车变速器的设计流程通常包括以下几个步骤：1. 确定设计要求：根据汽车的使用条件和性能要求，确定变速器的传动比范围、最大扭矩和最高转速等参数。
2. 齿轮设计：根据设计要求，选择合适的齿轮模数和齿轮比，进行齿轮的几何设计。
通过计算和仿真，优化齿轮的齿形和齿向，提高传动效率和静音性能。
3. 轴承设计：根据变速器的负载情况，设计合适的轴承布局和尺寸。
通过计算和有限元分析，确定轴承的载荷和寿命，确保变速器的可靠性。
4. 润滑系统设计：根据变速器的结构和工作条件，设计合适的润滑系统。
选择合适的润滑油和润滑方式，确保变速器的正常运行。
5. 性能评估和优化：通过试验和仿真，评估变速器的性能和燃油经济性。
根据评估结果，对设计进行优化，提高变速器的性能和燃油经济性。
关键技术在汽车变速器的设计过程中，有几个关键技术需要重点考虑：1. 齿轮传动技术：齿轮传动是汽车变速器的核心技术。
（完整版）汽车变速器毕业设计重庆航天职业技术学院汽车六档变速器毕业设计专业 xxxxxxxxxx班级 xxxxxxxxxxxxxx学号___ xxxxxxxxxx __姓名___ xxxxxxxxxx_ ___指导教师 xxxxxxxxxxxx起止日期 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx机电信息工程系摘要作为汽车传动系统的重要组成部分，变速器对整车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着较为直接的影响。
虽然传统机械式的手动变速器具有换档冲击大，体积大，操纵麻烦等诸多缺点，但仍以其传动效率高、生产制造工艺成熟以及成本低等特点，广泛应用于现代汽车上。
本文在深入了解和学习变速器开发流程和相关设计理论知识的前提下，首先确定该微型汽车手动变速器的设计方案，包括齿轮和轴的总布置形式、换档操纵机构及档位布置形式等；其次根据所配发动机的基本参数以及考虑到整车动力性和经济性要求下的传动比，设计计算出变速器主要零件的相关参数，通过对设计参数的分析，找到影响手动变速器性能的因素，完成齿轮、轴和轴承等主要零件以及同步器同步过程的分析。
同时针对各影响因素结合变速器的结构和目标性能进行优化。
在提高传动效率，换挡舒适性，整机NVH性能，轻量化等方面进行研究。
关键词：手动变速器传动效率 NVH性能轻量化- I -AbstractAs an important part of automobile transmission, gearboxnot only has a direct i-mpact on the vehicle’s power and economy, also affects the operation reliability andease, transmission stability and efficiency．Although the traditional mechanical manual transmission has many disadvantages，such as large shift shock, huge volumeand complicated control，it is still widely used in modem cars for its advantages ofhigh transmission efficiency, mature production technique and more importantly lowcost．This thesis firmly confirms the design plan of manual gearbox of micro car, basing on the comprehension and study on gearbox development process as well asrelevant theories．The design plan includes the layout of gear and shaft, layout of gearshifting operation mechanism，etc．Secondly based on the essential parameter offurnished engine and the requ ired transmi ssion ratio of the vehicle’s powerperformance，the related parameters on main components of gearbox are worked out．Via analysis to design parameters，finds out the factors which take effects on theperformance of manual gearbox．This thesis completes gear, shaft and bearing main parts and synchronizer synchronous process analysis. Considering all the factors combined with the structure of the performance target and transmission is optimized .In improve the transmission efficiency, the shifting comfort ability, the overall performance of NVH, lightweight, etc,Key word: manual transmission transmission efficiency NVH performance lightweight- II -目录摘要........................................................................................................................... (I)Abstract............................................................................................................... ....................... I I 一、绪论 .. (1)(一)选题的背景及意义 (1)(二)国内外研究状况 (2)(三)研究的内容 (4)二、变速器方案的确定 (5)(一)变速器结构方案的确定 (5)1.变速器传动机构的结构分析与型式选择 (5)2.倒挡传动方案 (10)(二)变速器主要零件结构方案的分析 (12)1.齿轮型式 (12)2.换挡机构型式 (12)三、变速器主要参数的选择 (14)(一)变速器主要参数的选择 (14)1.挡数和传动比 (14)2.中心距 (15)3.轴向尺寸 (16)4.齿轮参数 (16)四、主要零件的选择 (18)(一)各档传动比机器齿轮齿数的确定 (18)1.确定各挡齿轮的齿数 (18)- III -2.齿轮变位系数的选择 (20)(二)变速器齿轮的强度计算与材料的选择 (21)1.齿轮的损坏原因及形式 (21)2.齿轮的强度计算与校核 (22)(三)变速器轴的强度计算与校核 (26)1.变速器轴的结构和尺寸 (26)2.轴的校核 (28)(四)轴承的选择与校核 (32)1.轴承选择 (32)2.轴承的校核 (33)(五)变速器同步器的设计 (40)1.同步器的结构 (40)2.同步环主要参数的确定 (42)五、提高整机的NVH性能设计 (44)(一)摇结构的NVH 优化设计 (45)(二)齿轮的NVH 优化设计 (45)结论 (46)致谢 (46)参考文献 (47)附录 (49)- IV -一、绪论(一)选题的背景及意义汽车在不同使用场合有不同的要求，采用往复活塞式内燃机为动力的汽车，其在实际工况下所要求的性能与发动机的动力性、经济性之间存在着较大的矛盾。
轻型货车变速器设计毕业论文轻型货车变速器设计毕业论文目录1 绪论 (1)1.1变速器的设计背景及目的 (1)1.2国内外研究状况及成果 (2)1.3变速器的设计方法和研究内容 (4)2变速器结构方案的设计 (5)2.1两轴式和三轴式变速器 (5)2.2齿轮安排 (6)2.3换档结构方式 (7)2.4倒档的结构方案及倒档轴的位置 (7)3 变速器主要参数的选择 (9)3.1挡数 (9)3.2传动比范围及选择 (9)3.3中心距A (10)3.4外形尺寸 (11)3.5齿轮物理性质 (11)3.6 齿轮参数 (13)3.7齿轮的材料及其选择原则 (22)3.8圆柱齿轮强度的简化计算方法 (24)3.9轴的设计 (27)3.10变速器轴承 (39)三、轴承的选择与校核 (40)4 同步器设计 (43)4.1惯性式同步器 (43)4.2同步器的主要参数的确定 (47)5.变速器操纵机构 (50)5.1直接操纵手动换挡变速器 (50)5.2远距离操纵手动换挡变速器 (51)5.3选换挡操纵机构 (51)5.4操纵机构安全装置 (52)6. CATIA软件部分应用 (55)6.1CATIA软件的介绍 (55)6.2 CATIA软件在变速器设计中的应用示例 (61)结论 (68)参考文献 (69)1 绪论1.1变速器的设计背景及目的现代汽车的动力设置，几乎都采用往复活塞式内燃机。
它具有体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等优点。
但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。
大家知道，汽车需要克服作用在它上面的阻力，才能起步和正常的行驶。
即使在平坦的柏油路上，汽车以低速等速直线行驶，也需要克服约占汽车总质量1.5%的滚动阻力。
例如，NJ130汽车，满载时总质量为5360kg，其滚动阻力为800N左右。
若需要满载汽车在坡度为9%的道路上等速上坡行驶，仅上坡阻力就达4824N。
如果用发动机直接带动汽车驱动轮，则发动机需要发出2050N·m.的扭矩。
摘要变速器用于转变发动机曲轴的转矩及转速以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要。
传动装置除要提高传动效率以外，更重要的是以自身的调节使动力装置沿最佳燃油经济性工作。
档位越多，越能提供可能迫近最佳工作线路的客观条件，故有级式变速器向多档化，自动化方向发展。
本次设计的变速器为采用三轴式结构带有同步器装置并具有超速档的五档货车变速器，这样可提高发动机的功率利用率、汽车的经济性及平均车速，从而进一步提高汽车的运输效率，降低运输成本。
在好路和空载行驶时才使用的超速档可充分地利用发动机功率，降低单位行驶里程的发动机曲轴总转数，而减少发动机的磨损。
采用锁环式同步器换档，减小齿轮间的摩擦。
关键词：变速器同步器发动机经济AbstractThe transmission is used to transform the motor bent axle torque and revise the motor vehicle rotate speed ，so to adapt to the motor vehicle to be living to move, speedup and other distinct demands when playing. And along with to over come the different obstructions, and adapt to the requirement of traction force and speed.The gearing will not only lift the drive effectiveness but also to guarantee power plant through the way of self-regulation, and this is more significant. And do along optimum to ignite oil economy. The more pigeonholes there is, the more optimized objective term of work line it will supply. So the orientation of grade transmission development is more pigeonholes and automation.The transmission in this design is a transmission of five pigeonholes’ motto which has adopted three-axes structure, the synchronizer and exceed speed pigeonholing. So that it will improve the economy of motor vehicle and the average speed of a vehicle. Then it can improve the transportation effectiveness of motto further and reduce the transportation cost. When the motto is living in the good pavement or under zero load, the hypervelocity pigeonholes will be used. Through this way we can reduce the quantity of the motor’s running per kilometer and abrasion of the motor. This design also adopts the synchronizer that is the style of lock-ring for reducing conflict among gears.K eywords:The transmission engine synchronizer economic引言变速器是汽车传动系的重要组成部件，它与离合器驱动桥等部件使动力装置输出的动力达到驱动车轮，使汽车实现起步、变速、减速等功能为汽车提供良好的动力性、燃油经济性。
汽车变速箱毕业论文汽车变速箱毕业论文引言汽车变速箱作为汽车动力传动系统的重要组成部分，对汽车的性能和驾驶体验起着至关重要的作用。
随着汽车工业的发展和技术的进步，汽车变速箱也在不断演进和改进。
本文将对汽车变速箱的发展历程、工作原理以及未来的发展趋势进行探讨。
一、汽车变速箱的发展历程1.1 手动变速箱的诞生汽车变速箱的起源可以追溯到19世纪末的蒸汽汽车时代。
最早的汽车变速箱是手动操作的，驾驶员需要通过手动操纵离合器和换挡杆来实现换挡。
这种变速箱的结构简单、可靠性高，但操作复杂，需要驾驶员具备较高的驾驶技术。
1.2 自动变速箱的出现随着科技的不断进步，自动变速箱应运而生。
自动变速箱通过液压系统和电子控制单元实现换挡，使驾驶更加便捷和舒适。
自动变速箱的出现极大地降低了驾驶员的操作难度，提高了驾驶的安全性和舒适性。
1.3 CVT变速箱的兴起近年来，CVT（Continuously Variable Transmission）变速箱逐渐兴起。
CVT变速箱通过钢带和变径轮的组合实现无级变速，使汽车的加速和燃油经济性得到了显著提升。
CVT变速箱的兴起标志着汽车变速箱技术的新一轮革命。
二、汽车变速箱的工作原理2.1 手动变速箱的工作原理手动变速箱通过离合器和换挡杆的操作实现换挡。
当驾驶员踩下离合器踏板时，离合器分离，发动机的动力不再传递到变速箱。
驾驶员通过换挡杆将齿轮从一档换到另一档，再松开离合器踏板，使发动机的动力重新传递到车轮上。
2.2 自动变速箱的工作原理自动变速箱通过液压系统和电子控制单元实现换挡。
液压系统通过控制液压离合器和制动器来实现换挡，电子控制单元则负责监测车速、转速等参数，并根据驾驶员的需求进行换挡操作。
自动变速箱的工作原理复杂，但驾驶员只需踩下加速踏板即可实现换挡，极大地提高了驾驶的便捷性。
2.3 CVT变速箱的工作原理CVT变速箱通过钢带和变径轮的组合实现无级变速。
当驾驶员踩下加速踏板时，变径轮会改变直径，使钢带在不同直径的变径轮上移动，从而实现无级变速。
摘要传统的汽车变速器设计是由经验丰富的设计人员按经验公式来确定变速器的关键尺寸,这样设计的变速器往往结构笨重、传动效率不高、且材料的运用过于保守。
而现代汽车变速器的设计趋势之一却是小型轻量化，因此采用全新的设计方法来优化汽车变速器就成了本文研究的目标。
本文以SJ汽车变速器为例，首先通过传统的设计方法对变速器的结构及具体参数进行初步设计，然后通过MATLAB优化工具箱中的最优化函数来重新校验变速器的设计。
根据设计要求和特点，在满足变速器可靠性的前提下，建立了汽车变速器的优化设计数学模型，使变速器齿轮和轴系的配合最合理化，变速器壳体的利用率达到最大化，从而减小了变速器的整体体积，同时也降低了变速器整体的质量，达到了预期优化的目的。
结果表明：采用优化设计方法，可以缩短设计周期、减轻质量和降低成本，这是传统设计方法所不具备的，因此这种优化设计的方法是具有可行性的。
关键词：变速器，优化，传动比Optimize Design for SJ Automobile GearboxABSTRACTThe traditional design of Automobile gearbox used empirical formula to make sure the key sizes of gearbox，these designs always outdated，have lower efficiency，and the usage of material was too conservative. Along with the development of modern automobile industry，the design trends of gearbox are to request smaller volume and better function. So a new method which can get a small and lightweight gearbox becomes our target.In this thesis，SJ automobile gearbox was taken as an example. Firstly, traditional design was used to get the key sizes of gearbox；and then CAD was used to design its structure，such as shell、shaft、selector mechanism and so on；at last the toolbox of MATLAB was used to optimize the parameters of gearbox.The result manifests that using new method can shorten the design period，lower the costs for design，and the weight of gearbox can be reduced too. In conclusion，a satisfactory result can be achieved through optimizing the parameters of gearbox．Keyword：gearbox，optimization，transmitting ratioSJ汽车变速器的设计与优化0 引言随着时间的流逝，昔日的辉煌渐渐落下了尘埃；当轻轻的掸去岁月留下的痕迹，闪露的就是历史的光华。
卡尔·奔驰和戈特利布·戴姆勒就是尘封于汽车工业史上的两个伟大的名字。
1886年，德国人奔驰自行设计了四行程发动机，并将其安装在一辆皮带传动的三轮车上，然后成功的驱动了它。
同年，德国的戴姆勒将其自行发明的立式发动机安装在改装后的四轮马车上，也成功的驾驶了它。
这两位同一国家，但素不相识的人，几乎同时发明了汽车，自此使人类跨入了汽车的时代。
光阴似箭，时光如梭，在经历了100多年的变革和发展后，汽车已成为人类生活中必不可缺的元素，交通运输、代步工具、时尚娱乐等等都有其独特的优势。
随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高，汽车保有量迅猛增长，同时也对汽车的性能和质量提出了更高的要求。
汽车制造商不仅面临着用户对产品性能与质量越来越高的要求，而且面临着严格的技术法规约束以及降低产品成本等压力，这就迫使企业必须缩短产品开发周期。
因此在汽车开发过程中，进一步使用各种先进的技术和理论方法，使设计过程自动化，以满足产品设计的需要就显得十分重要了。
汽车变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定汽车整车性能的主要部件之一，开展汽车变速器的优化设计，对提高汽车的整车性能和设计质量无疑有着重要的意义。
目前从国内来看，大部分的汽车采用的还是手动换档的机械式变速器，其设计和一些主要参数选择的方法却依然沿袭传统设计方法——经验类比法。
现代汽车技术的发展对传动装置的设计工作提出了更高的要求。
在这种情况下，传动装置的设计，不但要满足动力性和经济性指标，而且要求结构紧凑、尺寸小、重量轻、传动效率高、工作可靠、寿命长、噪音低等等。
而传统设计的方法不但缺乏严密的科学性，如为了强调零件的可靠性，往往选取较大的安全系数，结果增大了设计零件的重量，而且设计生产周期长，质量低，材料消耗大。
因而采用传统设计法进行变速器设计已不能满足汽车发展的客观需要。
采用优化设计的方法确定汽车变速器的结构参数，可减小变速器的体积，得到良好的汽车动力性和燃料经济性，使换档轻便、无冲击噪声。
同时也使设计者从大量的、繁琐的、重复的计算工作中解脱出来，使之有更多的精力从事创造性的工作，并可大大缩短设计周期，提高设计效率。
所以，采用优化设计的方法进行汽车变速器的设计是十分必要的。
1 汽车变速器1.1 概述现代汽车通常采用活塞式内燃机，其特点是扭矩变化范围比较小。
但是汽车复杂的使用条件却要求汽车的驱动力和车速必须在相当大的范围内变化。
这就需要在汽车的传动系中设置一个能够改变发动机扭矩和转速的装置，从而适应汽车经常变化的行驶条件，使汽车具有良好的动力性和经济性。
汽车变速器就是传动系中能够达到这一功能的装置。
其主要功用为：(A)改变传动比，扩大驱动轮扭矩和转速变化范围，以适应各种行驶条件，并使发动机在有利的工况下工作；(B)在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒向行驶；(C)利用空档，中断动力传递，使发动机能够迅速起动，保持怠速、并便于发动机的换档或进行动力输出。
变速器在分类上通常有两种方式：按传动比变化方式和按操纵方式的不同来分。
A.按传动比变化方式来分：(1)有级式变速器：是目前使用最广的一种。
它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。
按所用轮系型式不同，有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。
目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3～5个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。
(2)无级式变速器：其传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式(动液式)两种。
电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机，除在无轨电车上应用外，在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。
动液式无级变速器的传动部件为液力变矩器。
(3)综合式变速器 是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大指与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。
B.按操纵方式来分：(1)强制操纵式变速器：是靠驾驶员直接操纵变速杆进行换档。
(2)自动操纵式变速器：其传动比选择和换档是自动进行的，所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。
驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。
(3)半自动操纵式变速器：有两种型式：一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。
1.2 齿轮变速器的变速原理一个普通的齿轮式变速器是利用不同齿数的齿轮啮合传动，以实现转速和转矩改变的。
由齿轮传动的原理可知，一对齿数不同的齿轮啮合传动时可以变速。
而且两齿轮的转速与其齿数成反比。
设主动齿轮转速为n 1，齿数为Z 1，从动齿轮转速为n 2，齿数为Z 2。
主动轮(即输入轴)转速与从动轮(即输出轴)转速之比值称为传动比。
用字母i 12表示。
即:121221n Z i n Z == ……………………………………………………………………(1.1) 因而,1212Z n n Z =⋅ ………………………………………………………………………(1.2) 如图1.1a 所示。
当以小齿轮为主动轮(即Z 1＜Z 2),其转速经大齿轮传出时就降低了，即n 2＜n 1，称为减速传动，此时传动比i ＞1如图1.1b 所示，当以大齿轮为主动轮(即Z 1＞Z 2)，其转速经小齿轮传出时就升高了，即n 2＞n 1,称为增速传动，此时传动比i<1。
这就是齿轮传动的变速原理。
（a ） （b ）图1.1 齿轮传动的变速原理I.主动齿轮；II.从动齿轮一对齿轮传动只能得到一个固定的传动比。
从而得到一种输出转速，并构成一个档位。
为了扩大变速器输出转速的变化范围，普通齿轮变速器通常都采用多组大小不同的齿轮啮合传动。
这样就构成了多个不同的档位。
对应于不同的档位，均有不同的传动比值，从而可得到多种不同的输出转速。
一般轿车和轻、中型客货车辆的变速器通常有3～6个前进档和一个倒档。
所谓变速器档数就是指其前进档数。
传动比值i ＞1的档位称为降速档，即其输出轴转速低于发动机转速，而且传动比越大则输出转速越低；i ＝1的档位称为直接档，即其输出轴转速与发动机转速相等；i ＜1的档位称为超速档，即其输出轴转速超过发动机的转速。
习惯上把变速器传动比值较小的档位称为高档，传动比值较大的档位称为低档；变速器档位的变换称为换档，由低档向高档变换称为加档(或升档)。
反之称为减档（或降档)。
变速器就是通过档位变换来改变传动比，从而实现多级变速的。
由齿轮传动的原理可知，一对齿轮啮合传动时，齿轮的齿数愈多，其转速就愈低，而其转矩愈大；反之，齿轮的齿数愈少，其转速就愈高，而其转拒则愈小，就是说齿轮传动的转矩与其转速成反比。
设主动轮的转速为n 1，转矩为M 1,；从动轮的转速为n 2，转矩为M 2,即:1221n M n M = …………………………………………………………………………(1.3) 由于，1122n i n =所以： 2121M i M = …………………………………………………………………………(1.4) 由此可见，齿轮式变速器在改变转速的同时也改变了输出转矩，而且随着输出转速的降低，输出转矩反而增大；当输出转速升高时，输出转矩减小。
