　　　本次设计的题目是日产锐骐皮卡三轴式变速器设计。变速器由变速器传动机构和操纵机构组成，其基本功用是改变传动比，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，同时使发动机在有利的工况下工作;在发动机曲轴旋转方向不变的前提下使汽车能倒退行驶；利用空挡中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。

　　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。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。本设计论述了变速器的总体结构，在设计中完成了各挡齿轮和轴的计算和校核及CAD绘图等工作。　

关键词：变速器，锁环式同步器，传动比，中间轴，第二轴，齿轮　　　The design of the subject is Nissan Pick-up thestrals sharpness triaxial type transmission design. Transmission of transmission mechanism and manipulate the transmission mechanism, its basic function is changed, expand the rotation drive transmission torque and speed range, in order to adapt to the changing conditions, also make the engine driving in the favorable conditions work, In the engine crankshaft direction invariable under the premise of driving the car can reverse, Use neutral interrupt power to make the engine can start, idle, and facilitate transmission shift or power output.

　　　Using the transmission of transmission oart has two outstanding advantages: one is the direct transmission efficiency, the wear and tear of noise and minimum, The center distance of small gear cases can still get larger gear transmission. The transmission has five forward (including a overdrive five files) and one reverse, and through the lock ring type synchronizer to realize the shift. This design is discussed in the overall structure, design of the gear and finish the checking and calculating and axial CAD drawing, etc.　

Key wordS：Transmission, Locking ring type synchronizer,Gear ratio, Countershaft,Second axis, Gear

摘要……………………………………………………...…………………..…………I

Abstract………………………………………………………………………..……....II

第1章绪论………………………………………………………………..…………1

　　　1.1 汽车变速器概述…………………………………………………………..…..1

　　　1.2汽车变速器设计的目的和意义………………………………………….……1

　　　1.3 汽车变速器国内外现状和发展趋势………………………………….……...2

　　　　　1.3.1 变速器国内外的现状…………………………………………….……2

　　　　　1.3.2 汽车变速器的发展趋势……………………………………….……....3

　　　1.4 手动变速器的特点和设计要求及内容……………………………….……...3

　　　　　1.4.1 手动变速器的特点……………………………………………….……3

　　　　　1.4.2 手动变速器的设计要求……………………………………….………4

　　　　　1.4.3设计的主要内容………………………………………………….…….4

第2章变速器传动机构布置方案确定………………………………..………6

　　　2.1设计所依据的主要技术参数……………………………………………….…6

　　　2.2 变速器传动机构的结构分析和形式选择………………………….………...6

　　　　　2.2.1两轴式变速器的特点分析……………………………………….…….7

　　　　　2.2.2 中间轴式变速器特点分析……………………………….……………7

　　　　　2.2.3 倒挡布置方案分析……………………………………………….……8

　　　　　2.2.4 传动机构布置的其他问题……………………………………….……9

　　　2.3 零部件结构方案分析……………………………………………………........10

　　　　　2.3.1 齿轮形式……………………………………………………….…...….10

　　　　　2.3.2 换挡机构形式………………………………………………….…...….10

　　　　　2.3.3 防止自动脱挡的结构……………………………………………….....11

　　　　　2.3.4 变速器轴承………………………………………………………...…..11

　　　2.4 本设计所采用的传动机构布置方案………………………………………….11

　　　2.5 本章小结……………………………………………………………………….12

第3章变速器主要参数的选择和齿数分配…………………………………..13

　　　3.1 变速器各挡传动比的确定…………………………………………..…..…….13

　　　　　3.1.1 变速器最低挡传动比的确定…………………………………………..13

　　　　　3.1.2 变速器其他各挡传动比的确定……………………………..……..…..14

　　　3.2中心距的确定…………………………………………………………..…..…..14

　　　3.3变速器外形尺寸的初选……………………………………………..……..…..15

　　　3.4 变速器齿轮参数的选择…………………………………………………..…...15

　　　　　3.4.1模数……………………………………………………………………...15

　　　　　3.4.2 齿形、压力角及螺旋角………………………………………………..16

　　　　　3.4.3 齿宽……………………………………………………………………..16

　　　　　3.4.4 齿顶高系数……………………………………………………………..17

　　　3.5 变速器各挡齿轮齿数的分配……………………………………………..……17

　　　　　3.5.1 确定一挡齿轮的齿数….……………………………………………...17

　　　　　3.5.2 对中心距进行修正……………………………………………………..18

　　　　　3.5.3 确定常啮合齿轮的齿数………………………………………………..19

　　　　　3.5.4 确定其他各挡齿轮的齿数……………………………………………..20

　　　3.6 本章小结…………………………………………………….………………….23

第4章变速器齿轮的设计计算…………………………………………………..24

　　　4.1变速器齿轮的几何尺寸计算……………………………………………….…..24

　　　4.2 计算变速器各轴的扭矩和转速………………………………………….…….24

　　　4.3 齿轮的强度计算和材料选择………………………………………….……….25

　　　　　4.3.1 齿轮损坏的原因和形式……………………………….………………..25

　　　　　4.3.2 齿轮的材料选择……………………………………………….………..26

　　　　　4.3.3 齿轮的强度计算………………………………………….……………..27

　　　4.4 本章小结…………………………………………………………….………….38

第5章变速器轴和轴承的设计计算………………………………………...…..39

　　　5.1初选变速器轴的轴径和轴长…………………………………………….……..39

　　　5.2 轴的结构设计………………………………………………………….….……39

　　　5.3 变速器轴的强度计算…………………………………………………..….…...40

　　　　　5.3.1齿轮和轴上的受力计算…………………………………………………40

　　　　　5.3.2 轴的强度计算…………………………………………………………...41

　　　　　5.3.3 轴的刚度计算……………………………………………………..……...46

　　　5.4变速器轴承的选择和校核……………………………………………………….49

　　　　　5.4.1 第一轴轴承的选择和校核……………………………………………….49

　　　　　5.4.2 第二轴轴承的选择和校核……………………………………………….50

　　　　　5.4.3 中间轴轴承的选择和校核……………………………………………….51

　　　5.5 本章小结………………………………………………………………………….51

第6章同步器和操纵机构的设计选用…………………………………………..52

　　　6.1 同步器的设计选用……………………………………………………………….52

　　　　　6.1.1 锁环式同步器…………………………………………………………52

　　　　　6.1.2 锁销式同步器…………………………………………………………53

　　　　　6.1.3 锁环式同步器主要尺寸的确定………………………………………54

　　　　　6.1.4 同步器主要参数的确定…………………………………………………..55

　　　6.2 变速器操纵机构的设计选用…………………………………………………….57

　　　　　6.2.1 变速器操纵机构的分类…………………………………………………..57

　　　　　6.2.2 变速器常用操纵机构分析………………………………………………..58

　　　6.3 变速器箱体的设计……………………………………………………………….59

　　　6.4 本章小结………………………………………………………………………….60

结论………………………………………………………………….....................61

参考文献………………………………………………………………………………….62

致谢………………………………………………………………………………………...63

附录A……………………………………………………………………………………...64

附录B……………………………………………………………………………………...66

第1章绪论

1.1 汽车变速器概述

　　　变速器用于转变发动机曲轴的转矩和转速，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不同要求的需要。用变速器转变发动机转矩、转速的必要性在于内燃机转矩-转速变化特性的特点是具有相对小的对外部载荷改变的适应性[1]。

　　　变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定车速是难以达到的。变速器的倒挡使汽车能倒退行驶；其空挡使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机和传动系分离。

　　　变速器按其传动比的改变方式可分为有级、无级和综合式的。有级变速器按其前进挡的挡位数分为三、四、五挡和多挡的；而按其轴中心线的位置又可分为固定轴线式、旋转轴线式和综合式的。固定轴式变速器又分为两轴式、三轴式和多轴式的。变速器按其操纵方式又可分为自动式、半自动式、预选式、指令式、直接操纵式和远距离操纵式[2]。

　　　变速器的结构对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与经济性；采用自锁及互锁装置，倒挡安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧措施以及其他结构措施，可使操纵可靠，不跳挡、乱挡、自动脱挡和误挂倒挡；采用同步器可使换挡轻便，无冲击及噪声；采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低，降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。随着汽车技术的发展，增力式同步器，双、中间轴变速器，后置常啮合传动齿轮、短第二轴的变速器，各种自动、半自动以及电子控制的自动换挡机构等新结构也相继问世。

　　　变速器多采用飞溅润滑，重型汽车有时强制润滑第一、二轴轴承等。

　　　变速器都装有单向的通气阀以防壳内空气热胀而漏油及润滑油氧化。壳底放油塞多放置磁铁以吸附油内铁屑。

1.2汽车变速器设计的目的和意义

　　　现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速的变化范围很小，而复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器，用来改变传动比，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，同时使发动机在最有利的工况范围下工作；在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。变速器设计的目的就是为了满足上述的要求，使汽车在特定的工况下稳定的工作。[9]

　　　变速器除了要能满足一定的使用要求外，还要保证使其和汽车能有很好的匹配性，可以提高汽车的动力性和经济性，保证发动机在有利的工况范围内工作提高汽车的使用寿命、降低能源消耗、减少汽车的使用噪声等。这就要求设计人员依据汽车的技术参数，合理的选择变速器的参数，使所设计的变速器能和整车具有很好的匹配性。

1.3 汽车变速器国内外现状和发展趋势第2章变速器传动机构布置方案确定

2.1设计所依据的主要技术参数

　　　本设计是根据日产锐骐皮卡的技术参数来设计一种轻型货汽车变速器，其具体参数如表2.1。

　　　表2.1 日产锐骐皮卡的主要技术参数

发动机最大功率80kw车轮型号215/75 R15

发动机最大转矩260Nm最大功率时转速3800 r/min

最大转矩时转速1600~1800r/min最高车速140km/h

总质量2595kg整备质量1780kg

2.2 变速器传动机构的结构分析和形式选择

　　　有级变速器与无级的相比，其结构简单、造价低廉，具有高的传动效率（η=0.96～0.98），因此在各种类型的汽车上均得到了广泛的应用。

　　　通常，有级变速器具有三个、四个、五个前进挡；重型载货汽车和重型越野车则采用多挡变速器，其前进挡位数多大6～16个甚至20个。变速器挡位的增多可提高发动机的功率利用率、汽车的燃料经济性和平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但挡位数的增多也使变速器的尺寸及质量增大，结构复杂，制造成本提高，操纵也复杂。

　　　某些轿车和货车的变速器，采用仅在良好的路面和空载行驶时才使用的超速挡。采用传动比小于1（约为0.7～0.8）的超速挡，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，因而会减少发动机的磨损，降低燃料消耗。但与传动比为1的直接挡比较，采用超速挡会降低传动效率。

　　　有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力的齿轮副数目、转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度、刚度等。

　　　两轴式和三轴式变速器都得到了广泛的应用。

2.2.1两轴式变速器的特点分析

　　　与中间轴式变速器相比较，两轴式变速器结构简单、紧凑且除最高挡外其他各挡的传动效率高、噪声低。轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置，因为这种布置使汽车的动力-传动系统紧凑、操纵性好且可使汽车质量减少6%～10%。两轴式变速器则方便于这种布置且使传动系的结构简单。两轴式变速器没有直接挡，因此在高挡工作时，齿轮和轴承均承载，因而噪声较大，也增加了磨损，这是它的缺点。

　　　如图2.1a～c所示为发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体；多数方案的倒挡传动常用滑动齿轮，其它挡位均用常啮合齿轮传动。图2.1c中的倒挡齿轮为常啮合齿轮，并用同步器换挡；图2-1a所示方案的变速器有辅助支承，用来提高轴的刚度。

日产锐骐皮卡三轴式变速器设计.gif

内容简介：: SY-025-BY-8毕业设计答辩评分表学生姓名刘金池专业班级车辆工程BW06-7指导教师王瑛璞职称高级实验师题目日产锐骐皮卡三轴式变速器设计答辩时间月日时答辩组成员姓名出席人数序号评审指标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总分 Z= 答辩过程记录、评语：答辩组长签字：年月日

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