5挡手动变速箱设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕 业 论 文 姓名 ： 专业 ： 学号 ： 指导教师 所属系（部） ： 二 年 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 变速器是汽车不可或缺的组成部分，其功用是使汽车在起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况下工作。手动式五档变速器具有成本低廉，操控感强的优势。因此对提高发动机性能具有很大的意义。 本设计针对轿车的变速器进行设计，计算了变速器传动齿轮的传动比、选定齿轮的模数、齿数、齿宽并校核了齿轮的强度输出轴一档齿轮受弯曲应力 30650受应力符合强度要求。及轴的强度和刚度计算得出输出轴所受应力 15000合强度要求。并运用画图软件如 制变速器零件图及装配图。 最终设计出手动中间轴式五档变速器其传动比，齿轮参数，经过校核后，其弯曲强度和接触强度都符合标准。轴的选用，并经过强度和刚度校核后符合标准。轴承的选用，同步器的选用。以及变速器相关的设计图纸。 关键词： 变速箱； 传动机构 ;齿轮校核 ;轴校核；三维建模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is an of is to in of a of of on of of 06 （ is 50 （ , of 50 is 00 （ , of AD he of of is D 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 第一章 绪论 . 1 . 1 . 1 . 2 . 3 . 3 . 3 第二章 变速器的整体结构方案设计 . 3 . 4 动方案与倒挡布置的确定 . 4 第三章 变速器主要参数的选择与齿轮设计 . 4 . 5 . 5 数和传动比 . 5 . 6 . 7 速器各档齿轮的参数选择及计算 . 7 . 7 . 8 . 8 . 8 . 8 . 12 第四章 变速器齿轮的校核 . 16 . 16 . 17 . 17 . 18 . 20 第五章 变速器轴的计算及校核 . 24 . 24 . 25 . 25 轴和中间轴的刚度 . 26 轴和中间轴的刚度 . 28 轴和中间轴的刚度 . 30 轴和中间轴的刚度 . 31 轴和中间轴的刚度 . 32 速器轴的强度校核 . 34 第六章 轴承的选择 . 37 第七章 同步器的选择 . 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 38 . 39 . 40 . 40 . 40 b. 40 . 41 . 41 第八章 三 维建模 . 42 英文资料及翻译 . 50 第九章 致谢 . 61 参考文献 . 62 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 绪论 随着我国汽车工业不断的壮大，以及汽车行业持续快 速的发展， 如何 设计出经济实惠， 工作可靠， 性能优良汽车已经是当前汽车设计者的紧迫 问题。为了发挥发动机的最佳性能， 就必须有一套传动效率高， 维修保养成本低，能够带来驾驶乐趣变速装置， 来协调发动机的转速和车轮的实际 行驶速度。 该课题针对机械专业学生，使学生了解变速器的设计，通过对该课题的研究加强了学生对汽车变速箱的认识，培养了学生进行综合分析和提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的。加强了学生对运用国家标准、规范、手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力。使学生 建立正确的设计思想；初步掌握解决本专业工程技术问题的方法和手段；从而使学生受到一次工程师的基本训练。 变速箱在历史发展过程中，经历了从手动倒自动的发展过程，分别经历了手动变速器（ 自动变速器（ 手自一体变速箱（ 无级变速器（ 双离合变速器 (种型式。 （ 1）手动变速器（ 手动变速器（ 用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的， 所以各档的变速比是个定值曾有人断言， 繁琐的驾驶操 作等缺点， 阻碍了汽车高速发展的步伐， 手 动变速器会在不久被淘汰， 从 事物发展的角度来说， 这话确实有道理。 但是从目前市场的需求和适用角 度来看，手动变速器不会过早的离开。 首先，从商用车的特性上来说， 手 动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。 其次， 对于老司机和大部分 男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。 第三， 随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭， 对于普通工薪阶级的老百姓来说， 经济型 轿车最为合适，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型轿车厂家， 而 且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。 （ 2）自动变速器（ 自动变速器 （ 利用行星齿轮机构进行变速，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。 虽说自动变速汽车没有离合器， 但自动变速器中有很多离合器， 这些离合器能随车速变化而自动分离或合闭， 从而达到自动变速的目的。 （ 3）手自一体变速箱（ 此车型在其挡位上没有“ +”，“ -”选择挡位。在 自由变换降档（ +）或加挡（ -），如同手动挡一样。自动 为了驾驶乐趣使用手动挡，而在交通拥挤时使用自动挡，这样的变速方式对于我 国现状还是非常合适的。 （ 4） 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。 （ 5） 双离合变速器 (它是从 传统的手动变速器演变而来， 目前代表变速器 的最高技术。双离合变速器(别于一般的自动变速器系统，它基于手 动变速器而又不是自动变速器， 除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速 器的舒适性外， 还能提供无间断的动力输出。 而传统的手动变速器使用一 台离合器，当换挡时， 驾驶员须踩下离合器踏板， 使不同挡的齿轮做出啮 合动作，而动力就在换挡期间出现间断，令输出表现有所断续。 循科学规律，作风严谨。能在规定的期限内，圆满的完成毕业设计中所规定的任务。 文 文献。对获取的相关信息具有正确的分类、归纳、总结、运用的能力。 3设计方案合理，工艺可靠，具有可操作性、实用性。程序运行可靠。 4运用所学的专业知识，提出问题，进行分析。结合设计需求，提出见解，使设计有鲜明的创新性、应用性。 5思路清晰，书写规范，论据充分，符合推理，实验数据可靠，结构严谨。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 图表清晰，布局合理，尺寸规范，文字注释准确。 计内容 1、根据给定条件设计变速箱齿轮，轴的参数，包括变速器齿轮接触力、弯曲应力、轴的输出扭转力，计算及强度校核； 2、设计变速器的操纵机 构，选择同步器； 3、三维建模 . 计思路 查看变速器相关资料，理解变速器的结构组成和工作原理，先对变速器进行整体布置，包括整体的变速方案和倒挡的布置。其次对变速器中的齿轮和轴进行设计计算，只要确定了齿轮和轴的尺寸就可以用 此基础上再对同步器进行设计计算，进一步完善草图。对各个部分进行校核计算，查看其尺寸是否满足使用要求，如果不正确可以对其进行修改。着重分析同步器与操纵机构的工作原理，对其进行细化处理并出一张 操纵机构图。当 维图纸绘制完成后，用 件进行三维建模，并 仿真运动，立体结构更能直观的把变速器呈现出来，也能把内部机构的配合看的更清楚。 第二章 变速器的整体结构方案设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 变速器的种类很多，按其传动比的改变方式可以分为有级、无级和综合式的。有级变速器按根据前进档档数的不同，可以分为三、四、五档和多档变速器；而按其轴中心线的位置又分为固定轴线式、螺旋轴线式和综 合式的。其中固定轴式应用广泛，有两轴式和三轴式之分，前者多用于发 动机前置前轮驱动的汽车上， 而后者多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。 动方案与倒挡 布置的确定 固定轴式变速器中有两轴式和中间轴式，本论文设计 采用的是中间轴式变速器，变速器的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撑在第一轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同一直线上，经啮合套将他们连接后可得到直接挡。使用直接挡，变速器的齿轮和轴承均不承载， 发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达到 90%以上，噪声低、齿轮和轴承的磨损减少。因为直接挡的使用率要高于其他档 位，因而提高了变速器的使用寿命。中间轴式变速器的缺点为在除直接挡以外的其他档位工作时，中间轴式变速器 的传动效率略有降低。 此方案所有前进挡均为常啮合齿轮传动，变速器同步器都集中在二轴上使变速器操作方便，反应时间短。倒挡采用直齿滑动齿轮方式，将中间轴上的一，倒挡齿轮做成一体，将过齿宽加长。 第三章 变速器主要参数的选择与齿轮设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 发动机功率（ P）： 66动机最大转速（ r） :5600r/动机最大扭矩（ 减速器传动比（ 车质量（ m）： 1360轮半径（ r）： 大爬坡度（ 传动系机械效率： 数和传动比 最近几年来，汽车变速器的档位都在不断增加以达到更好的燃油经济性。经济适用性乘用车目前大多采取五到六个前进档位。本设计采用的是五档的手动变速器。 确定最大传动比时，要考虑三个方面的问题：汽车的最大爬坡度、附着率、汽车的最低稳定速度。就普通汽车而言，传东西最大传动比是变速器一档传动比与主减速器传动比的乘积。当主减速器的传动比已知时，确定传动系最大传动比就能确定变速器一档传动比。 所以汽车以一档，在无风、干砂路面行驶时，公式简化为： 0 （ 0m a s o s( （ G 作用在汽车上的重力， m 汽车质量， g 重力加速度， =1360*3328N 45N*m； T 传动系效率， T= r 车轮半径， r= f 滚动阻力系数，干砂路面 f（ f= i 坡度， i= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 4. 3374. 1110. 96145 i ）满足附着条件 201m a x （ 求的变速器一挡传动比： iT 0 （ 式中 在沥青混凝土干路面， = = 汽车传动比采用等比级数分： （ 式中： q 常数，也就是各挡之间的公比； 本次设计采用直接挡，即五档传动比为 1 因此： 61 15 61 15 心矩 对中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称之为变速器中心距 A。它是一个基本参数，其大小不仅仅对变速器的外形尺寸、体积和质量大小有影响，而且对齿轮接触强度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力越大，齿轮寿命越短。因此，最小允许中心距应当由保证齿轮有必要的接触强度来确定。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 变速器轴经轴承安装在变速器壳 体上，从布置轴承的可能与方便和不因同一垂直面上的的两轴承孔之间的距离过小而影响壳体的强度考虑，要求中心距取大一些。 初选中心距 根据下述经验公式： （ 中心距系数，乘用车： ； 发动机最大转矩； 则： A A=85 轴向尺寸 变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒挡中间齿轮和换挡机构的不知初步确定。 影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数等乘用车五档变速器壳体的轴向尺寸为（ A。所以轴向尺寸取 315366初选轴向尺寸为 330 数选择 齿轮模数是一个重要参数，并且影响它的选取因素有很多，如齿轮强度、质量、噪声、工艺要求等。 应该指出，选取齿轮模数时一般要遵守的要求是： 从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用一种模数； 对于轿车，减少工作噪声较为重要，因此模数应选得小些； 为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽； 强度方面考虑，各档齿轮应 有不同的模数。 使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽； 对于货车，减小质量比减小噪声更重要，因此模数应选得大些。 低档齿轮选用大一些的模数，其它档位选用另一种模数 变速器用齿轮模数范围大致如下：微型和轻型轿车为 级轿车为 型货车为 啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线。由于工艺上的原因，同一变速器买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 中的接合齿模数相同。轿车和轻型货车取 2取较小的模数值可使齿数增多，有利于换挡。 所以初选变速箱所有挡模数为 3合套和同步器的模数定为 力角 齿轮压力角较小时，重合度较大并降低了齿轮的刚度，为此能减少进入啮合和退出啮合时的动载荷，使传动平稳，有利于降低噪声；压力角较大时，可提高齿轮的抗强度和表面接触强度。 实际上，因国家规定的压力角为 20，所以变速器齿轮普遍采用压力角为20。啮合套或同步器接合压力角有 20、 25、 30等，但普遍采用 30。 直齿： 20 斜齿： ， 旋角 斜齿轮在变速器中得到广泛应用。选取斜齿轮的螺旋角，应该注意它对齿轮工作噪声轮齿的强度和轴向力有影响。在齿轮选用大些的螺旋角时， 是齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低。随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高，不过当螺旋角大于 30时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度继续上升。因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角，以 15 25为宜；从而提高高档齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应当选用较大的螺旋角度。所以取螺旋角 =24。 宽 在选择齿宽时，应该注意齿宽对变速器的轴向尺寸、质量、齿轮工作平稳性、齿轮强度和齿轮工作时的受力均匀程度等均有影响。考虑到尽可能缩短变速器的轴向尺寸和减小质量，应该选用较 小的齿宽。另一方面，齿宽减小使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，此时虽然可以用增加齿轮螺旋角的方法给与补偿，但这是轴承承受的轴向力增大，使其寿命降低。 通常根据齿轮模数来选定齿轮的齿宽： 直齿 b=kc*m， 为 斜齿 b=kc*m， 用啮合套或者同步器换挡时，其接合齿的工作宽度初选是可取为 24 档齿轮齿数分配 在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的档数、传动比和传买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 动方案来分配各档齿轮的齿数。变速器的传动及各部件如 图 2 图 3速器传动示意图 1 第一轴 2 第一轴常啮合齿轮 3 第一轴齿轮接合齿圈 4 五档同步器锁环 5、 12、 20 结合套 6 四档同步器锁环 7 四档同步器接合齿圈 8 第二轴四档齿轮 9 第二轴三档齿轮 10 三档齿轮接合齿圈 11 三档同步器锁环 13、 24、 35 花键毂 14 二档同步器锁环 15 二档齿轮接合齿圈 16 第二轴二档齿轮 17 第二轴一档齿轮 18 一档齿轮接合齿圈 19 一档同步器锁环 21 倒档档齿轮接合齿圈 22 第二轴倒档齿轮 23 第二 轴 25 中间轴倒档齿轮 26 中间轴 27 倒档轴 28 倒档中间齿轮 29 中间轴一档齿轮 30 中间轴二档齿轮 31 中间轴三档齿轮 32 中间轴四档齿轮 33 中间轴常啮合传动齿轮 34 变速器壳体 . （ 1）一档齿数的确定 一档传动比： 6229 33171 zz 如果一档齿数确定了，则常啮合齿轮的传动比可求出，为了求一档的齿数，要先求其齿数和 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 一档齿数和 直齿： 斜齿：nh 9 中间轴上小齿轮的最小齿数，还受中间轴轴径尺寸的限制，即受刚度的限制。在选定时，对轴的尺寸及齿轮齿数都要统一考虑。乘用车 中间轴式变速器一档齿轮的齿数 29z =1517，本设计选取 29z =17，初选 2429 ， 3 代入公式得： 51. 773 24c 取整为 52，则 35z 2917 zz h ； 对中心矩 85. 424c hn 取整： A=86 所以变位后： c osc A ， （ 2） 常啮合齿轮传动齿轮副的齿数确定 229 33171 zz 而常啮合齿轮的中心距与一档相同，即 33 2917co ( n 86,17,35,24,3 291733 n 代入的： 624co 862293317332取整的： 9,14 1332 取整后偏差不大，该数据可取。 （ 3） 二档齿数的确定 已知： 6,3 2 n 由式子： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 30301630216332c 82.3取整： 32,21 1630 （ 4）三档齿数的确定： 已知： 6,3 2 n 由式子： 31319312933343.2取整： 27,26 931 （ 5）四档齿数的确定： 已知： 6,3 2 n 由式子： 32328322833355.1取整的 ; 23,35 832 （ 6）倒挡齿数的确定： 初选： 2228z （ 21， 25z 小于 29z 取为 16， 22z 为 33 142 333 不发生运动接触，所以合适： 中间轴与倒挡轴间距离确定： ( 25281 n 取整为 56 二轴与倒挡轴间的距离： ( 22282 n 取整为 83 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 轮参数的选择 （ 1） 一档齿轮参数 法向模数： 3 端面模数： o s 3c o s nt 分度圆直径： o s,115c o s 29291717 齿顶高： 13,313 2917 齿根高： , 2917 全齿高： 92929171717 齿顶圆直径： 21321152292929171717 齿根圆直径： 当量齿数 : 4( co co 6)24( co co 节圆直径： t tt t c o sc o s, 6c o sc o s 29291717 （ 2）二档齿轮参数 法向模数： 3 端面模数： o s 3c o s nt 分度圆直径： o s, 5c o s 30301616 齿顶高： 13,313 3016 齿根高： , 3016 全齿高： 03030161616 齿顶圆直径： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 2303030161616 齿根圆直径： 当量齿数 : 4( co co 6)24( co co 节圆直径： t tt t c o sc o s, 6c o sc o s 30301616 （ 3） 三档齿轮参数 法向模数： 3 端面模数： o s 3c o s nt 分度圆直径： o s,o s 313199 齿顶高： 13,313 319 齿根高： , 319 全齿高： 13131999 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 当量齿数 : 4( co co 4( co co 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 节圆直径： t tt t c