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变速器 设计 仿真 全套 cad 图纸

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大纲,背景及意义,对变速器的主要要求,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。,变速器相关参数,变速器结构方案的确定,总结,谢谢！,变速器主要零件结构方案,齿轮型式,换档结构型式,变速器轴承,变速器传动机构的结构分析与型式选择,塔里木大学毕业论文（设计）中期检查记录表年 月 日学生姓名 班级课题名称指导教师意见（课题进展情况、优缺点、整改措施等）指导教师签名 年 月 日学院意见负责人签名 年 月 日塔里木大学优秀毕业论文（设计）推荐表毕业论文（设计）题目 变速器的设计与仿真学生姓名 于德会 性 别 男 学号 8011208228所在学院 机械电气化工程学院 专业 机械设计自造及其自动化指导教师 李凤娟 职 称指导教师评语：（不少于 200 字）1该设计合理，理论性强，无明显漏洞数据详实，图纸表达准确、规范；2立题科学性强，目的明确，中心突出，选题有理论意义和参考价值；3设计工作量适当，符合学校毕业设计对工作量的要求；4图表无重复现象，图标自明性较强、运用恰当；5文体基本规范，符合学校毕业设计的书写格式要求；6观点正确，观点和材料统一，实事求是，基本没有主观捏造理论；7论证逻辑严密，推理正确，层次分明，条理清楚；8文理通畅，无语法、文字错误，公式、中英文、标点无明显错误。指导教师签字：年 月 日学院评审意见：院长签字：年 月 日教务处意见：教务处处长签字：年 月 日 购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396前 言在电视和现实生活中看到很多人驾驶着各式汽车施展着自己的的车技，速度变化让人瞠目结舌。这时，我们谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。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，这是横量汽车品质优劣的一个标准。作为动力的缔造者，拥有一颗“超强的心脏”是非常重要的。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器。通过查阅一些资料得知现在市场上不同车型所配置的变速器主要分为：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） 1。手动变速器（Manual Transmission）采用的是齿轮组，而且每档的齿轮组的齿数是不变的，所以不同档位变速比是个定值。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 7。自动变速器（AutomaticTransmission ） ，通过借助行星齿轮机构实现变速，根据踩压油门踏板程度，实现自动变速。自动变速汽车是没有离合器，可是自动变速器中却有很多离合器，自动变速器中的离合器能随车速变化而自动分离或合闭，从而达实现自动变速。自动变速器的轿车优势就是通过简便的操作来降低驾驶疲劳，同时还能享受高速驾驶时快乐的感觉。而且，现在大多数的城市的交通状况不好，堵车是经常的事情，有时要不停地起步停步，使用手动档的轿车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。使用自动挡就完全可以避免此类麻烦。手动/自动变速器，由于有些司机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。这样便诞生手动/ 自动变速器。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。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（VanDoornes）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。有些时候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，也就是常说的档，一般自动变速器有 27 个档 2。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。购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396目 录1 绪 论 .11.1 变速器的设计背景及目的 .11.2 国内外研究状况及成果 .11.2.1 摩擦传动 CVT .21.2.2 液力传动 .21.2.3 电控机械式自动变速器 .21.2.4 齿轮无级变速器 .21.3 变速器的设计方法原理和设计内容 .21.3.1 三轴五档变速器的工作原理 .21.3.2 各档动力动力传递情况 .31.3.3 变速器的设计内容 .32 变速器结构方案的设计 .32.1 两轴式和三轴式变速器 .32.2 齿轮安排 .42.3 换档结构方式 .42.4 倒档的结构方案及倒档轴的位置 .43 变速器主要参数的选择与主要零件的设计 .53.1 变速器主要参数的选择 .53.1.1 档数与传动比 .53.1.2 中心距 .63.1.3 轴向尺寸 .63.1.4 齿轮参数 .63.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定 .73.2.1 确定一档齿轮的齿数 .73.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数 .73.2.3 确定其他档位的齿数 .83.2.4 确定倒档齿轮的齿数 .83.3 齿轮变位系数的选择 .94 变速器齿轮的强度计算与材料的选择 .94.1 齿轮的损坏原因及形式 .94.2 齿轮的强度计算与校核 .94.2.1 齿轮弯曲强度计算 .94.2.2 齿轮接触应力 .115 变速器轴的强度计算与校核 .125.1 轴的设计 .125.1.1 轴的功用及其设计要求 .125.1.2 轴的尺寸 .125.1.3 轴的结构设计 .125.1.4 接合器设计 .135.2 轴的受力分析与校核 .135.2.1 轴的受力分析 .145.2.2 轴的强度计算 .145.2.3 轴的刚度计算 .176 变速器同步器的设计 .186.1 同步器的结构 .186.2 同步环主要参数的确定 .197 变速器操纵机构 .207.1 操纵机构的功用 .20购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 1972163967.2 换档位置图 .207.3 变速杆的布置 .207.3.1 直接操纵手动换挡变速器 .207.3.2 远距离操纵手动换挡变速器 .207.4 锁止装置 .217.4.1 互锁装置 .217.4.2 自锁装置 .217.4.3 倒档锁装置 .21小 结 .22致 谢 .23参考文献 .24购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396购买后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396塔里木大学毕业设计11 绪 论1.1 变速器的设计背景及目的现代汽车很多都采用往复活塞式内燃机的动力设置的动力设置。它虽然有着体积小、质量轻、工作可靠、使用方便等方面优点，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。即便以低速等速直线行驶在平坦的柏油路上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2050Nm.的扭矩。而 NJ130 汽车发动机的最大扭矩只有 205Nm，此时，所产生的最大牵引力为 482N，和上坡阻力相差 10 倍之多。像这样小的牵引力，不仅在上坡时难以行驶，就是在平坦的路面上也是不能行驶的。另一方面，NJ130 汽车发动机，最大功率为 51.5kW，此时曲轴的转速为 2800r/min。如发动机和车轮直接相连，则对应于该转速所换算的汽车速度，竟达到 458km/h.。显然，这样高的车速是不能实现的。上述发动机的扭矩、转速与汽车的牵引力、车速要求之间的矛盾，靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。为此，在汽车传动系中设置了变速器和主减速器。既可使驱动车轮的扭矩增大为发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的若干分之一。此外，汽车的使用条件有着复杂，变化很大的特点。譬如：汽车的载货量、道路坡度、路面好坏以及交通等方面。这就要求汽车的牵引力和车速具有较大的变化范围，以及适应使用的需要。当汽车在平坦的道路上，以高速行驶时，可挂入变速器的高速档；而在不平的路上或爬较大的坡道时，则应挂入变速器的低速档。根据汽车的使用条件，选择合适的变速器档位，不仅是汽车动力性的要求，而且也是汽车燃料经济性的要求。例如，汽车在同样的载货量、道路、车速等条件下行时，往往可挂入较高的变速器档位，也可挂入较低的档位工作。此时只是发动机的节气门开度和转速或大或小而已，可是发动机在不同的工况下，燃料的消耗量是不一样的。一般变速器具有四个或更多的档位，驾驶员可根据情况选择合适的档位，使发动机燃料消耗量减小。汽车在某些情况下，如进出停车场或车库，或在较窄的路上掉头等需要倒向行驶。然而，汽车发动机不能倒转工作，因此在变速器设立倒档。此外，变速器还设有空档，可中断动力传递，以满足汽车暂时停止行驶和对发动机检查调整的需要 4。对变速器的要求。除一般便于制造、使用、维修以及质量轻、尺寸紧凑外，主要还有以下几点：1) 保证汽车有必要的动力性和经济性。2) 设置空挡，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) 换挡迅速，省力，方便。6) 工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。7) 变速器应当有高的工作效率。8) 变速器的工作噪声低。1.2 国内外研究状况及成果现代汽车工业的飞速发展以及人们对汽车的要求不断的变化，机械式变速器不能满足人们的需要。从 40 年代初，美国成功研制出两挡的液力-机械变速器以来，自动变速器技术得到了迅速发展。80 年代，美国已将液力自动变速器作为轿车的标准装备。1983 年时，美国通用汽车公司的自动变速器装车率已经达到了 94%。近些年来，由于电子技术和电子计算机技术的发展，自动变速器技术已经达到了相当高的水平。自动变速器与机械式变速器相比，具有许多不可比拟的优势：提高发动机和传动系的使用寿命；提高汽车的通过性；具有良好的自适应性；操纵更加方便 10。目前，国内变速器厂商都朝无级变速器和自动变速器方向发展，国内现已有好几款轿车已经应用上无级变速器，而重型汽车则采用多中间轴的形式，将低速档和高速档区分开。汽车行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，这就是无级变速(Continuously Variable Transmission 简称CVT) 。尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结构简单、效率高、功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。汽车的无奈和缺憾是在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级塔里木大学毕业设计2变速箱。但是,人们始终在为实现汽车理想变速器做着不懈的努力,各大汽车厂商对无级变速器(CVT)表现了极大的热情，极度重视 CVT 在汽车领域的实用化进程。这是世界范围尚未根本解决的难题，也是汽车变速器的研究的终极目标 5。围绕汽车变速箱四个研究方向，各国汽车变速器专家展开了激烈的角逐。1.2.1 摩擦传动 CVT金属带式无级变速箱(VDT-CVT)的传动功率已能达到轿车实用的要求，装备金属带式无级变速箱的轿车已达 100 多万辆。据报道：大排量 6 缸内燃机（2.8L）的奥迪 A6 轿车上装备的金属带式无级变速箱 Multitronic CVT ，能传动 142kw（193bhp ）功率，280Nm 扭矩。这是真正意义的无级变速器。另一种摩擦传动 CVT(名为 Extroid CVT)是滚轮转盘式。日产把它装在概念车 XVL 上首次于去年东京车展展示，新款公爵(Cedric)车也装用这种 CVT。可与 3L 以上排量的大马力内燃机(XVL的引擎输出为 330Nm/194kw)搭配使用，可谓汽车变速箱发展史上又一重要进步 4。从 V 形橡胶带 CVT 到 V 型金属带 CVT 再到滚轮转盘式 CVT，摩擦传动 CVT 的研究已持续了整整一个世纪，尽管摩擦传动无级变速器的发展已经达到很高的水平，也已经装备上汽车达到了实用的水平。但齿轮变速箱依然占据着半壁河山，这至少说明了四个问题：1) 无级变速（CVT）是汽车变速箱始终追逐的目标。2) 摩擦传动 CVT 实现大功率的无级变速传动是极为困难的。3) 摩擦传动 CVT 传动效率低是必然的。4) 摩擦传动 CVT 的效率，功率无法与齿轮变速相比。1.2.2 液力传动人们经常把液力自动变速器（AT）和无级变速器（CVT）两个概念混为一谈。实际上这两种变速器工作原理完全不同。液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单、省力。但是, 液力自动变速器（AT）不是无级变速，是有级变速的自动控制，没有从根本上满足汽车对变速器的要求。从原始橡胶带无级变速箱到现代金属链无级变速箱、滚轮转盘式 CVT，百年大回转说明：无级变速箱是汽车变速箱的最终归属，液力自动变速器只不过是一种过渡产品。1.2.3 电控机械式自动变速器电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission 简称AMT)和液力自动变速器（AT）一样，不是无级变速器，是有级变速器的自动换档控制。其特点是机械传动部分沿用了传统的有级变速箱，但控制参量太多，实现自动控制相当困难。 1.2.4 齿轮无级变速器齿轮无级变速器（Gear Continuously Variable Transmission）这是一种全新的设计思想，是利用齿轮传动实现高效率、大功率的无级变速传动。据最新消息：一种齿轮无级变速装置 (Gear Continuously Variable Transmission 简称G-CVT)已经试制成功，并已经进行了多次样机试验。齿轮无级变速装置结构相当简单，只有不足20 种非标零件，51 个零件，生产成本甚至低于手动变速箱。预计今年进行装车试验 6。1）齿轮无级变速器的优势表现为：2）2）传动功率大，200KW 的传动功率是很容易达到的；3）传动效率高，90%以上的传动效率是很容易达到的；4）结构简单，大幅度降低生产成本，相当于自动变速箱的 1/10；5）对汽车而言，提高传动效率，节油 20%；6）发动机在理想状态下工作，燃料燃烧完全，排放干净，极大的减少了对环境的污染。1.3 变速器的设计方法原理和设计内容1.3.1 三轴五档变速器的工作原理一对啮合传动的齿轮，设小齿轮齿数 Z1=20，大齿轮齿数 Z2=40，在相同的时间内小齿轮转 过一圈时，大齿轮转过半圈。显然，当小齿轮是主动齿轮时，它的转速经大齿轮输出时就降低了;如果大齿轮是主动齿轮时，它的转速经小齿轮输出时就提高三轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴、中间轴、第二轴、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成 4。1) 第一轴第一轴和第一轴常啮合齿轮为一个整体，是变速器的动力输入轴。第一轴前部花键插于离合器从动盘毂中。2) 中间轴在中间轴上制有有六个齿轮，作为一个整体而转动。最前面的齿轮与一轴常啮合齿轮塔里木大学毕业设计3相啮合，称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动力经这一对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。向后依次称各齿轮为中间轴三档、二档、倒档、一档和五档齿轮。3) 第二轴在第二轴上，通过花键固装有三个花键毂，通过轴承安装有二轴各档齿轮。其中从前向后，在第一和第二花键毂之间装有三档和二档齿轮，在第二和第三花键毂之间装有一档和五档齿轮，它们分别与中间轴上各相应档齿轮相啮合。在三个花键毂上分别套有带有内花键的接合套，并设有同步机构。通过接合套的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给二轴。其中在第二个接合套上还制有倒档齿轮。第二轴前端插入一轴齿轮的中心孔内，两者之间设有滚针轴承。第二轴后端通过凸缘与万向传动装置相连。4) 倒档轴倒档轴采用过盈配合压装在壳体相应的轴孔中。倒档齿轮通过轴承活套在倒档轴上 11。1.3.2 各档动力动力传递情况一档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴第一档齿轮第二轴一档齿轮一档同步器接合齿圈接合套第二轴输出。二档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴第二档齿轮第二轴二档齿轮二档同器接合齿圈接合套第二轴输出。三档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴第三档齿轮第二轴三档齿轮三档同步器接合齿圈接合套第二轴输出。四档输入轴一档常啮齿轮第一轴上四档齿轮接合齿圈三、四档同步器接合套第二轴输出。五档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴第五档齿轮第二轴五档齿轮五档同步器接合齿圈接合套第二轴输出。倒档输入轴第一轴常啮齿轮中间轴中间轴倒档齿轮倒档轴上的倒档齿轮第二轴上倒档齿轮第二轴倒档齿轮接合齿圈倒档同步器接合套第二轴输出了 10。1.3.3 变速器的设计内容在本次设计中，由于是对传统的变速器进行改进性设计，我们在设计中采用了锁环式同步器与锁销式同步器相结合的换档方式。在设计中，我们除了对汽车变速器的结构进行了合理的布置外还运用了材料力学、机械原理、机械设计等知识，对变速器的重要零件轴和齿轮进行受力分析，强度、刚度的校核，以及为这些零件选择合理的工程材料和热处理方法，同时也为变速器选择合理的同步器和操纵机构。设计的主要参数：主减速比：4.982最高时速：190km/h 最大扭矩：170Nm/4500最大功率：95kw/5750最高转速：5000r/min2 变速器结构方案的设计目前，汽车上采用的变速器结构形式是多种多样的，这是由于各国汽车的使用、制造、修理等条件不同，也是由于各种类型汽车的使用要求不同所决定的。尽管如此，一般变速器的结构形式，仍具有很多共同点。各种机构形式都有其各自的优缺点，这些优缺点随主观和客观条件的变化而变化。因此，设计人员应深入实际，收集资料，调查研究，对结构进行分析比较，并尽可能地考虑到产品的系列化、通用化和标准化，最后确定较合适的方案 11。2.1 两轴式和三轴式变速器现代汽车大多数采用三轴式变速器。两轴式变速器只用于发动机前置、前轮驱动或发动机后置、后轮驱动的轿车上。究竟采用哪种形式，除了汽车总布置的要求外，主要考虑以下三个方面。1) 变速器的径向尺寸两轴式变速器的前进档均由一对齿轮传递动力。当需要大的传动比时，需将主动齿轮做得小些，而将从动齿轮做得大些，因此两轴的中心距和变速器壳体的相关尺寸也必然增大。而三轴式变速器由两对齿轮传递动力，在同样传动比的情况下，可将大齿轮的径向尺寸做得小些，因此中心距及变速器壳的相关尺寸均可减小。塔里木大学毕业设计42) 变速器的寿命两轴式变速器的低档齿轮幅大小相差悬殊，小齿轮工作循环次数比大齿轮要高得多，因此小齿轮的寿命比大齿轮的寿命短。三轴式变速器各前进档（除直接档） ，均为常啮合斜齿轮传动，大小齿轮的径向尺寸相差较小，工作循环次数和寿命也比较接近，用直齿轮工作时，因第一轴与第二轴直接连接在一起，齿轮只是空转，并不传递动力，故不影响齿轮的寿命。3) 变速器的效率两轴式变速器虽然可以由等于 1 的传动比，但仍要经过一对齿轮传递动力，因此用功率损失。而三轴式变速器可将输入轴和输出轴直接相连，得到直接档，这种动力传递方式几乎无功率损失，且噪声较小 5。轿车、尤其是微型汽车，采用两轴式变速器比较多，这样可将变速器和主传动器组成一个整体，使传动系的结构紧凑，汽车得到较大的有效空间，便于汽车的总体布置。因此，近年来在欧洲的轿车中采用的比较多。2.2 齿轮安排各齿轮副的相对安装位置对于整个变速器的结构布置有很大的影响。各档位置的安排应考虑以下四个方面。1) 整车总布置根据整车的总布置，对变速器输入轴和输出轴的相对位置和变速器的轮廓形状以及换档机构提出要求。2) 驾驶员的使用习惯有人认为人们习惯于按档的高低顺序，由左到右或由右到左排列来换档。但是也有人认为应该将常用档位放在中间位置。值得注意的是倒档，虽然他是平常换档序列之外的一个特殊档位，然而却是决定序列组合方案的重要环节。按习惯，倒档最好与序列不接合。否则，从安全角度考虑，将倒档与一档放在一起较好。在五档变速其中，倒档与序列接合与不接合两者比较，前者在结构上可省去一个拨叉和一根变速滑杆，后者的布置适当，则可使变速器的轴向长度缩短。3) 提高平均传动效率为提高平均传动效率，在三轴式变速器中，普遍采用具有直接档的传动方案，并尽可能地将使用时间最多的档位设计成直接档。4) 改善齿轮受载状况各档齿轮在变速器中的位置安排，应考虑齿轮的受载状况。承受载荷大的低档齿轮，一般安置在离轴承较近的地方，以较小轴的变形，使齿轮的重叠系数不致下降过多。变速器齿轮主要是因接触应力过高而造成表面点蚀损坏，因此将高档齿轮安排在离两支撑较远处较好。该处因轴的变形而引起齿轮的偏转角较小，故齿轮的偏载也小 12。2.3 换档结构方式目前汽车上的机械式变速器采用的换档结构形式有三种。1) 滑动齿轮换档通常是采用滑动直齿轮进行换档，但也有采用滑动斜齿轮换档的。滑动直齿轮换档的优点是结构简单、紧凑、容易制造。缺点是换档使齿面承受很大的冲击，会导致齿轮过早损坏，并且直齿轮工作噪声大，所以这种换档方式一般仅用在倒档上。2) 啮合套换档用接合套换档，可将构成某传动比的一对齿轮，制成常啮合斜齿轮。而斜齿轮上另外有一部分做成直的结合齿，用来与啮合套向啮合。这种结构具有斜齿轮的传动优点，同时克服了滑动齿轮换档时冲击力集中在 12 个轮齿上的缺陷。因为在换档时，有啮合套以及相啮合的结合齿上所有的轮齿共同承担所受到的冲击，所以啮合套和结合齿的轮齿所受的冲击损伤和磨损较小。它的缺点是增大了变速器的轴向尺寸，未能彻底消除齿轮端面所受到的冲击。3) 同步器换档现在大多数汽车的变速器都采用同步器。使用同步器可减轻结合齿在换档时引起的冲击及零件的损坏。并且具有操纵轻便，经济性和缩短换档时间等优点，从而改善了汽车的加速性，经济性和山区行使的安全性。其缺点是零件增多，结构复杂，轴向尺寸增加，制造要求高，同步环磨损大，寿命低。但是近年来由于同步器的广泛使用，受命问题已解决。上述三种换档方案，可同时用在同一变速器中的不同档位上。一般考虑原则是不常用的倒档塔里木大学毕业设计5和一档采用结构较简单的滑动直齿轮或啮合套的形式。对于常用的档位则采用同步器或啮合套 12。2.4 倒档的结构方案及倒档轴的位置倒档齿轮的结构及其轴的位置，应与变速器的整体结构方案同时考虑。在结构布置上，要注意在不挂入倒档时，不能与第二轴齿轮有啮合情况。换倒档时能顺利换入倒档，而不和其它齿轮发生干涉。在轿车和其它轻型汽车中，经常只采用一个倒档齿轮，结构较简单。载货汽车由于需要较大的倒档传动比，则多采用由两个齿轮组成的齿轮组。为缩短变速器的轴向尺寸充分利用空间。但一档和倒档需各用一根变速滑杆，这比通常的换档机构多用一根变速滑杆和拨叉，使变速器的上盖结构变得复杂。倒档齿轮安排在变速器的左侧或右侧，关系到操纵杆拨动的方向和倒档轴的受力状况。挂倒档时，操纵杆向左侧拨动，比较符合习惯要求。但此时倒档齿轮需安排在右侧，这是倒档轴的轴向承受较大的作用力。反之，操纵杆向右侧，虽不符合习惯，但可以减轻倒档轴的负荷 12。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 档数与传动比年来，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 45 个档位的变速器。本设计也采用 5 个档位。选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。汽车爬陡坡时1车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有max0maxgriTTgI则由最大爬坡度要求的变速器档传动比为（3-0maxiirg1）式中 -汽车总质量； m-重力加速度；g-道路最大阻力系数；ax-驱动轮的滚动半径；r-发动机最大转矩；maT-主减速比；0i-汽车传动系的传动效率。根据驱动车轮与路面的附着条件2maxGriTgI求得的变速器 I 档传动比为： (3-2)TrgIii0ax式中 G2-汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷；-路面的附着系数，计算时取 =0.5 0.6。由已知条件：满载质量 1800kg；=337.25mm； =170Nm； =4.782； =0.95。rmax0i根据公式（3-2）可得： =3.85。gIi塔里木大学毕业设计6超速档的的传动比一般为 0.70.8，本设计取五档传动比 =0.75。gVi中间档的传动比理论上按公比为：（3-minax)1(gq3）的等比数列，实际上与理论上略有出入，因齿数为整数且常用档位间的公比宜小些，另外还要考虑与发动机参数的合理匹配。根据上式可的出： =1.51故有： 5.2gi691.gi3.1.2 中心距中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距、应能保证齿轮的强度。三轴式变速器的中心局 A（mm）可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初定：（3-4 ）3maxTAK式中 K A-中心距系数。对轿车， =8.99.3；对货车， =8.69.6；对多档AK主变速器， =9.511；A-变速器处于一档时的输出扭矩：axTImNiTgIax3.628maI故可得出初始中心距 A=77.08mm。3.1.3 轴向尺寸变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。轿车四档变速器壳体的轴向尺寸 3.03.4A 。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关：四档(2.22.7)A五档(2.73.0)A当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数 KA 应取给出系数的上限。为检测方便，A 取整。本次设计采用 5+1 手动挡变速器，其壳体的轴向尺寸是3 77.08mm=231.24mm变速器壳体的最终轴向尺寸应由变速器总图的结构尺寸链确定。 3.1.4 齿轮参数1) 齿轮模数建议用下列各式选取齿轮模数，所选取的模数大小应符合 GB1357-80 规定的标准值。第一轴常啮合斜齿轮的法向模数 nm（3-mT3ax47.05） 其中 ，可得出 。NT170max 5.2n一档直齿轮的模数 m（3-3ax.06）通过计算 。3同步器和啮合套的接合大都采用渐开线齿形。由于制造工艺上的原因，同一变速器中的结合套模数都取相同，轿车和轻型货车取 23.5。本设计取 2.5。2) 齿形、压力角 、螺旋角 和齿宽 b压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度以降低噪声，取小些；对货车，为提高齿轮承载力，取大些。在本设塔里木大学毕业设计7计中变速器齿轮压力角 取 20,啮合套或同步器取 30；斜齿轮螺旋角 取 30。应该注意的是选择斜齿轮的螺旋角时应力求使中间轴上的轴向力相互抵消。为此，中间轴上的全部齿轮一律取右旋，而第一轴和第二轴上的的斜齿轮取左旋，其轴向力经轴承盖由壳体承受。齿轮宽度 b 的大小直接影响着齿轮的承载能力，b 加大，齿的承载能力增高。但试验表明，在齿宽增大到一定数值后，由于载荷分配不均匀，反而使齿轮的承载能力降低。所以，在保证齿轮的强度件下，尽量选取较小的齿宽，以有利于减轻变速器的重量和缩短其轴向尺寸 8。通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽 13：直齿 b=(4.58.0)mm斜齿 b=(6.08.5)mm第一轴常啮合齿轮副齿宽的系数值可取大一些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动的平稳性和齿轮寿命。表 3-1 汽车变速器齿轮的齿形、压力角与螺旋角车型 齿形 压力角 螺旋角 轿车 高齿并修形的齿形 14.5，15，1616.5 2545一般货车 GB1356-78 规定的标准齿形 20 2030重型车 GB1356-78 规定的标准齿形 低档、倒档齿轮 22.5，25 小螺旋角3.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定在初选了中心距、齿轮的模数和螺旋角后，可根据预先确定的变速器档数、传动比和结构方案来分配各档齿轮的齿数。下面结合本设计来说明分配各档齿数的方法。3.2.1 确定一档齿轮的齿数一档传动比（3-1092zZigI7）为了确定 Z9 和 Z10 的齿数，先求其齿数和 :Z= （3-ZmA28）其中 A =77.08mm、m =3 ；故有 。 4.51Z当轿车三轴式的变速器时，则 93gIi，范 围 内 选 择可 在 710此处取 =16，则可得出 =35。9Z上面根据初选的 A 及 m 计算出的 可能不是整数，将其调整为整数后，从式（3-8 ）看出中心距有了变化，这时应从 及齿轮变位系数反过来计算中心距 A，再以这个修正后的中心距作为以后计算的依据。这里 修正为 51，则根据式（3-8）反推出 A=76.5mm。Z3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数由式（3-7）求出常啮合齿轮的传动比塔里木大学毕业设计8cos2)(21ZmAn （3-9）91012ZigI由已经得出的数据可确定 76.Z而常啮合齿轮的中心距与一档齿轮的中心距相等 （3-10）由此可得： （3-n2111） 而根据已求得的数据可计算出： 5321Z联立可得： =19、 =34。1Z2则根据式（3-7）可计算出一档实际传动比为： 91.gIi图 3-1 档变速器示意3.2.3 确定其他档位的齿数二档传动比： （3-8712Zig12）而 ，故有： 5.2gi 45.87对于斜齿轮， （3-13）nmAZcos2故有： 387Z联立得： 21、按同样的方法可分别计算出：三档齿轮 ；四档齿轮 2765、 371643Z、塔里木大学毕业设计91231ZigrmZA5.72)(1133.2.4 确定倒档齿轮的齿数一般情况下，倒档传动比与一档传动比较为接近，在本设计中倒档传动比 取 3.7。中间轴gri上倒档传动齿轮的齿数比一档主动齿轮 10 略小，取 。12而通常情况下，倒档轴齿轮 取 2123，此处取 =23。13Z由 变速器的设计与仿真设计说明书学生姓名 xxx 学 号 8011208228 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 12-2 指导教师 xxx 日 期 2012.06 xxx 大学教务处监制机械电气化工程学院毕业设计撰写规范第 1 页 共 3 页塔里木大学机械电气化工程学院毕业设计撰写规范一、设计说明书格式的要求1、设计说明书应包括的内容及排列的顺序(1) 封面（包括文头、说明书标题（二号宋体加粗居中） 、学院、专业、学生姓名、学号、学院、专业、班级、指导教师、日期等） 。注意：封面不需要加页码。(2) 前言：“前言”用 2 号宋体加粗居中， “前言”两个字之间加一空格，前言的内容为 5 号宋体。 注意：前言单独放一页，但不需要加页码。(3) 目录（按章节次序编号页码，包括论文的一级标题、二级以上标题的名 称 以 及 对 应 的 页 码 ， 致 谢 、 参 考 文 献 、 附 录 的 对 应 页 码 ） 。“目录” 用 2 号宋体加粗居中， “目录”两个字之间加一空格，1 级标题为小 4 号宋体加粗，顶格写；2 级及以下标题为 5 号宋体（注意：2 级及以下标题不加粗） ，首行空两个汉字。(单倍行距)目录内容：工程概况（或项目概况） （当作一级标题） ，正文内容，致谢（当作一级标题） ，参考文献（当作一级标题） ，附录（当作一级标题） （如公式的推导、程序流程图、图纸、数据表格等） ，注意：目录单独放一页，但不需要加页码。（4）设计说明书主体要求：1）工程概况（或项目概况） 。 2) 正文内容正文部分内标题：各层次标题一律用阿拉伯数字连续编号，如1，1.1，1.2，2，2.1，2.2 等。标题不得超过 3 级。特别注意：工程概况不标号，从正文内容开始连续标号。一级标题：小 4 号字宋体加粗，段前后间距 0 行，左右缩进 0 字符，首行缩进0 字符。一级标题顶格写。二级及二级以下标题：5 号字，宋体，段前后间距 0 行，左右缩进 0 字符，首行缩进 0 字符。也是顶格写。正文：5 号字 宋体 段前后间距 0 行 左右缩进 0 字符 首行缩进 2