机械式变速器设计例题

机械式变速器设计4.1题目及要求变速器用来改变发动机传到驱轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。

变速器由变速传动机构和操纵机构组成。

变速器的基本设计要求：1）保证汽车有必要的动力性和经济性。

2）设置空档，用来切断发动机的动力传输。

3）设置倒档，使汽车能倒退行驶。

4）设置动力输出装置。

5）换档迅速、省力、方便。

6）工作可靠。

变速器不得有跳档、乱档及换档冲击等现象发生。

7）变速器应有高的工作效率。

8）变速器的工作噪声低。

除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。

变速器由变速传动机构和操纵机构组成，变速器传动机构有前进档位数和轴的形式两种分类方法。

根据前进档数⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧多挡变速器五挡变速器四挡变速器三挡变速器根据轴的形式⎪⎩⎪⎨⎧旋转轴式固定轴式固定轴式⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧多中间轴上变速器双中间轴式变速器中间轴式变速器两轴式变速器固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。

设计题目：某商用货车的基本参数如下：其他设计参数在根据第二章汽车总体设计结果中已经得出。

4.2中间轴式变速器设计4.2.1传动方案和零部件方案确定根据题目给定参数和总体设计结果可以确定，作为一辆前置后驱的货车，毫无疑问应该选用中间轴式多档位机械式变速器。

中间轴式变速器传动方案的共同特点是：(1)设有直接档；(2)一档有较大的传动比；(3)档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，档位低的齿轮（一档）可以采用或不采用常啮合齿轮传动；(4)除一档以外，其他档位采用同步器或啮合套换档；(5)除直接档以外，其他档位工作时的传动效率略低。

4.2.1.1传动方案初步确定为：1.变速器第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体，第二轴前端经轴承支承在第一轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同一条直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接档。

机械式变速器设计例题例题1、已知一汽车变速器尺寸参数如下图。

当车载总重 79000N ，轮胎自由外径 1.014 米，发动机最大扭矩 326N · m ，主传动比 7.63 ，传动系机械效率 0.89 ，最大道路阻力系数 0.372 时，试求该变速器各前进档之传动比。

（注意：超速档传动比在 0.7~0.8 范围内选定）解：由图可知i =1，i <1i 应保证汽车能克服最大道路阻力系数，故有：79000X0.372X1.014/2=326X i X7.63X0.89i =6.73根据汽车理论，中间档传动比按照等比级数分配i = i g11/3=6.731/3=1.888， i =1.8882=3.56i 可预选0.752. 根据上面确定的传动比 i 、 i 、 i 、 i 、 i ，设图中常啮齿轮 1 、 2 、 7 、 8 、 9 、 10 用斜齿轮，其法向模数 mn =3.75 ，螺旋角β=25051’24”；齿轮 3 、 4 、 5 、 6 用直齿轮，端面模数 m=4.0 ，试决定各齿轮的齿数，并由此得出各前进档的实际传动比。

解：z1+z2=2Acosβ/ mn=64 (1)z4+z3=2A/m=66.7≈67Z3=12~17，取Z3=12，则Z4=55i =Z2XZ4/（Z1XZ3）=6.73 得到Z2/Z1=1.468 (2)解(1) (2)得Z1=26，Z2=38同理 i = Z2XZ6/（Z1XZ5）=3.56 即 Z6/Z5=2.436 (3)Z5+Z6=67 (4)解(3 )(4)得 Z5=20，Z6=47i = Z2XZ8/（Z1XZ7）=1.888，即 Z8/Z7=1.29 (5)z8+z7=2Acosβ/mn=64 (6)解(5 )(6)得Z7=28，Z8=36i = Z2XZ10/（Z1XZ9）=0.75，即 Z10/Z9=0.51 (7)z10+z9=2Acosβ/mn=64 (8)解(8 )(7)得z9=42，Z10=22实际传动比：i =Z2XZ4/（Z1XZ3）=6.7 i = Z2XZ6/（Z1XZ5）=3.43i = Z2XZ8/（Z1XZ7）=1.88 i = Z2XZ10/（Z1XZ9）=0.77i =13. 计算齿数最少最薄弱的齿轮的轮齿强度。

1． 推导BUS 型机械无级变速器的滑动率ε。

解：BUS 的滑动率求解主要求出*i ，要根据有滑移存在时的几何尺寸来计算，方法同无滑移时一样，关键是找出几何关系，可求出BUS 的滑动率。

图1 BUS 变速器运动分析简图(主要几何尺寸)由图1可知BUS 型变速器的传动原理属于3K 型行星传动，a,b,e 为中心论，H 为转臂，V 为行星锥。

当中心轮e 固定不动时，中心轮b 和a 之间的传动比为：HaeH bee bai i i --=11 (1) 上式中Hae i 是转臂H 固定不动时，a 和e 的传动比，由下图2图2 BUS 变速器运动分析简图(角速度矢量图)可知它应为：rR r R r R R r i a e e ea H ae 11-=⨯-= 而Hbe i 是转臂不动时，b 和e 的传动比为：rR r R r R R r i b e e eb H be 11-=⨯-= 将H ae i 和Hbe i 代入式(1)中，得到：11r R R r r R R r i be bee ba+-=由于外环e 实际是固定不动的，其角速度0=e ω，所以：abe a e b e ba i ωωωωωω=--=由此可知eae i 实际上就是变速器的传动比，并且等于输出轴角速度b ω与输入轴aω角速度的比值。

把变速器的传动比eba i 简写为i ，则：11r R R r r R R r i be beab +-==ωω (2) (2)式可进一步简化为：11r R R r r r i ae +-=(3) 又由锥体半径之间的关系：当βα,被确定后，外环的摩擦半径e R ，主动锥的大端半径a R 和行星锥打断半径1r 之间有下述唯一确定的关系：()()ββαβαsin sin sin 1rR R a e =-=+则式(3)可简化为()()eeR r R r i ⋅-+⋅+-=βαββαβsin sin sin sin * (4)当变速器调速时，该传动比会随β,r 而变化。

毕业设计（论文）开题报告学生姓名孙海瑛系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-16指导教师姓名孙远涛职称助理实验师从事专业车辆工程是否外聘□是■否题目名称乘用车机械式变速器设计一、课题研究现状、选题目的和意义现状：世界最大的手动变速器制造商德国ZF公司预测说，到2012年北美市场出售的汽车中将只有6%是手动挡，欧洲与美国的情况不同，有机构预测，到2013年欧洲有52%的汽车还是手动挡，配备自动手动的变速器将只有10%,配备无级变速器的将占2%,配备双离合变速器的将占16%，欧洲人崇尚节能环保，喜欢开小型车，更青睐手动变速器的经济燃油性。

而在日本变速器市场，CVT的市场占据绝对优势。

在我国，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是不会轻易放弃手动变速器的。

另外，现在在我国的汽车驾校中，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基础以及锻炼驾驶协调性。

目的和意义：汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。

由于汽油机额定转矩对应的速度范围很小,而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，因此要用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化。

变速器是传动系的主要部件,它的性能对整车的动力性、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面都有十分重要的影响。

手动机械变速器可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、传动效率高、故障率相对较低、经济性好、环保性强、物美价廉,因此在市场上仍占有一席之地，开发手动机械变速器也适应当代世界经济的发展和需要。

随着科技的高速发展，节能与环境保护、应用新型材料、高性能及低成本都可将作为汽车新型变速器的研究方向。

二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题基本内容：（1）在保证汽车有必要的动力性和经济性的前提下，进行齿轮和传动轴设计，设置动力输出装置。

（2）对变速器的齿轮和轴进行校核，对轴承的选择及校核，进行变速器操纵机构的设计等。

名词解释固定轴式变速器分类？答：固定轴式变速器又分为两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。

变速器换挡机构形式？答：变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。

同步器同步时间t同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间；同步时间与车型有关，计算时可在下述范围选取：对轿车变速器高挡取0.15～O.30s，低挡取O.50～O.80s；对货车变速器高挡取O.30～O.80s，低挡取1.O0～1.50s。

直接操纵手动换挡变速器;当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。

远距离操纵手动换挡变速器;平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手力经过这些转换机构才能完成换挡功能。

这种手动换挡变速器称为远距离操纵手动换挡变速器。

电控自动换挡变速器有级式机械变速器尽管应用广泛，但是它有换挡工作复杂、对驾驶员操作技术要求高、使驾驶员容易疲劳等缺点。

80年代以后，在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。

驾驶员只需控制油门踏板，汽车在行驶过程中就能自动完成换挡时刻的判断，接着自动实现收油门、离合器分离、选挡、换挡、离合器接合和回油门等一系列动作，使汽车动力性、经济性有所提高。

电控自动换挡变速器：在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。

流体式无级变速器（AT）：液力变矩器和借助液体压能变化传动或变换能量的液压传动的无级变速器。

填空题变速器的作用用来改变发动机传到驱动轮上的______和______，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的_____和______，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。

汽车设计之机械变速器复习题第三章机械式变速器设计一、学习目的和要求1、掌握机械式变速器结构，工作原理及功用；2、熟练掌握机械式变速器设计时的基本要求；3、熟练掌握两轴式变速器与中间轴式变速器的特点，特别是不能实现的方案形式。

3、熟练掌握变速器主要参数的概念，以及变速器各档位分配计算（传动比范围，各档位传动比分配，各档位齿轮齿数等）；4、熟练掌握变速器齿轮参数的确定原则与方法（不同车型、不同档位在应用时的不同要求）；5、掌握变速器换挡方式及其特点；6、熟练掌握中间轴式变速器的齿轮螺旋方向及螺旋角应满足的要求.二、课程内容和考核方法1、机械式变速器的结构、功用及设计要求（选择，简答）2、两轴式变速器与中间轴式变速器结构特点（选择）3、变速器参数选择原则及计算（术语，选择，判断改错，简答，综合计算应用）4、变速器换挡方式及特点（填空、判断改错，简答）5、齿轮参数选择的原则与方法（简答，选择，填空，判断改错，综合计算应用）6、中间轴式变速器中间轴齿轮螺旋角方向及大小的选择原则与方法（选择、简答、填空、判断改错）；7、机械式变速器与自动变速器比较，传动效率的高低.三、章节练习题1、教材练习题3-1,3-2,3-3.2、中间轴式变速器的中间轴上各齿轮的螺旋角与第一轴、第二轴的齿轮螺旋角方向与大小如何确定？中间轴上同时工作的两对齿轮的螺旋角满足什么关系才能保证中间轴上的轴向力平衡？3、给定一个变速器简图（见教材图3-1，图3-2，图3-3，图3-4），请指出其形式与特点？4、给定变速器简图（见教材图3-18），计算各档位传动比分配及各档位齿轮齿数？并根据不同简图举一反三。

5、齿轮模数与节圆直径、齿轮齿数的关系？调整哪些齿轮参数可以实现配凑中心距？如何调整？6、齿轮模数、压力角对齿轮的弯曲强度、接触强度以及啮合噪声有何影响？这些参数的选择条件和原则是什么？7、变速器的换挡形式及其特点是什么？四、历年试题（1）单选题1．两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等优点，多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，【】在两轴式变速器中没有采用。

机械式变速器设计引言机械式变速器是一种常见的传动装置，用于改变机械系统的转速和扭矩。

它由多个齿轮和连杆组成，通过不同的齿轮组合实现不同的变速比。

本文将探讨机械式变速器的设计原理和步骤。

设计原理变速原理机械式变速器通过改变齿轮之间的传动比，实现不同的变速效果。

常见的机械式变速器有齿轮变速器和连杆变速器两种。

•齿轮变速器：通过改变不同齿轮之间的齿数，实现不同的变速比。

常见的齿轮变速器有平行轴齿轮变速器和斜齿轮变速器两种。

•连杆变速器：通过改变连杆的长度或位置，实现不同的变速效果。

连杆变速器可以采用曲柄连杆机构实现，也可以采用对数螺线机构实现。

设计步骤机械式变速器的设计过程可以分为以下几个步骤：1.确定设计参数：包括所需的变速范围、输入和输出转速、扭矩等。

2.选择变速器类型：根据设计参数，选择合适的变速器类型，例如齿轮变速器或连杆变速器。

3.设计齿轮传动：如果选择了齿轮变速器，需要根据传动比和所需的转速计算齿轮的齿数，然后进行齿轮的排列和组装设计。

4.设计连杆传动：如果选择了连杆变速器，需要根据所需的变速比和所需的连杆长度或位置，进行连杆的设计。

5.进行齿轮或连杆的强度计算：根据设计参数和材料的强度性能，进行齿轮或连杆的强度计算，以确保设计的可靠性。

6.进行齿轮或连杆的优化设计：根据强度计算的结果，进行齿轮或连杆的优化设计，以减小体积和重量，并提高变速器的效率。

7.进行变速器的装配和调试：对设计完成的齿轮或连杆进行装配，并进行变速器的调试和测试，以确保其正常运行。

设计案例以下是一个简单的机械式变速器设计案例：设计参数： - 输入转速：1000 RPM - 输出转速：5000 RPM - 变速比范围：10:1 - 20:1设计步骤： 1. 确定设计参数。

2. 选择齿轮变速器作为变速器类型。

3. 根据输出转速和变速比范围，选择合适的齿轮组合。

假设选择一个4齿和20齿的齿轮组合，变速比为5:1。

4. 根据输入转速和输出转速，计算所需的齿轮齿数。

汽车设计课程设计（论文）题目：某轿车机械式变速器设计（4+1档）学院：专业班级：学号：姓名：指导教师：教师职称：起止时间：学院：机械学院教研室（系别）：车辆工程摘要轿车作为一种最常用汽车，已在现代的社会中占有举足轻重的地位。

而变速器是汽车传动系统结构中最重要的部分之一，汽车的前进、后退，增速、减速都要靠变速器传动来实现。

而且变速器在汽车的动力性和燃油经济性上也有很重要的影响。

本次设计的汽车变速箱主要是从强度方面来对齿轮的尺寸计算及校核，轴的尺寸计算和位置的确定，选择设计满足其承载能力的同步器。

另外，针对齿轮作用力的不同，在不同的轴上选择合适的轴承。

利用软件AUTCAD完成变速器总成图、第一轴、第二轴、中间轴、各个挡齿轮及同步器的设计。

随着我国汽车行业的迅猛发展，人们对汽车的需求也越来越高。

通过对轿车车变速器的设计，我了解到变速器在汽车结构中具有着重要的作用，因此变速器结构的改进对汽车行业的发展与进步具有着深远的意义。

关键词：汽车；变速器；齿轮目录第一章绪论 ---------------------------------------------1 1.1变速器的概述------------------------------------------1 1.2 变速器的种类 -------------------------------------------1 1.3机械式变速器的特点 ---------------------------------------3 第二章变速器传动机构布置方案-----------------------------4 2.1传动机构的布置方案分析---------------------------42.1.1中间轴式变速器-----------------------------------42.1.2倒档的布置方案--------------------------------------6 2.2变速器零、部件结构方案分析 ----------------------------7 2.2.1齿轮型式 ----------------------------------------7 2.2.2换档结构型式 ---------------------------------------72.2.3变速器轴承形式-------------------------------72.2.4齿轮变位系数的选择原则 -------------------------8 第三章变速器主要参数选择 ----------------------------------83.1中心距A的选定-----------------------------------8 3.2齿轮参数-----------------------------------------9 3.2.1模数的选取 -------------------------------------9 3.2.2压力角α ----------------------------------------10 3.2.3螺旋角β ---------------------------------------10 3.2.4齿宽 b ----------------------------------------10 3.3各档齿数的分配与计算 -------------------------------11 3.3.1一档齿轮齿数的确定---------------------------------11 3.3.2二档齿轮齿数的确定--------------------------------11 3.3.3三档齿轮齿数的确定--------------------------------12 3.3.4四档齿轮齿数的确定---------------------------------123.3.5倒档齿轮齿数的确定--------------------------------123.3.6各档齿轮参数表--------------------------------13第四章变速器的设计与计算 -------------------------------14 4.1齿轮的损坏形式---------------------------------14 4.2齿轮的强度计算---------------------------------14 4.3轴的强度计算 ---------------------------------------17 第五章同步器的设计----------------------------------28 5.1惯性式同步器----------------------------------28 5.2锁环式同步器 -------------------------------------28 5.3同步器重要参数的确定---------------------------------29 第六章变速器的操纵机构 --------------------------------32 致谢 ------------------------------------------------------33 参考文献 ------------------------------------------------34第一章绪论1.1变速器的概述变速器作为传递力和改变汽车车速的主要装置，现在对其操纵的方便性和档位数方面的要求愈来愈高。