汽车作为人类的代步工具，在生活中起着越来越重要的作用。变速器是传动系中的主要部件。它用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速。目的是在各种工作状况下，使汽车获得不同的牵引力和速度。从而使汽车拥有良好的动力性和燃油经济性。本次设计以东风悦达起亚2.0L手动档四驱狮跑车汽车的一些整车参数和发动机参数为设计依据，进行手动档变速器的设计。设计的主要内容包括变速器传动机构布置方案的确定，变速器主要参数如挡数、传动比范围、中心距、各挡传动比、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择，齿轮、轴的设计校核，同步器、操纵机构及箱体的设计。在设计的过程中，本文根据轿车变速器的设计要求和车辆动力传动系统自身的特点，参考多篇文献资料，以及变速器设计图册，设计出中间轴式变速器。　

关键词：变速器；齿轮；轴；设计；计算机辅助设计　　　Automobile as a means of transport of human life plays an increasingly important role. Transmission is the main power train components. It is used to change the engine's torque spread and wheel speed. Aim is to work in a variety of conditions，different vehicle traction and speed，so that the car has good power and fuel economy。The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of Dongfeng Yuedaqiya 2.0L Shipao automobile in this text. The main design contents include the layout program of transmission drive-mechanism, the selection of main transmission parameters such as shifts, the range of gear ratio, center-spacing, each gear ratio, gear parameters and the numble of each gear, the design and verification of gears and shafts, the design of synchronizer, manipulation-framework and gearbox. Bases on the design requirement and the characteristic of power transmission system, consulting a great deal of literatures and transmission design drafts, a kind of three-shafted transmission is designed.

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ

第1章绪论………………………………………………………………………………1

　　　　1.1 课题研究的现状………………………………………………………………1

　　　 1.2 课题研究的目的和意义………………………………………………………2

　　　　1.3 设计完成的主要内容…………………………………………………………3

1.4 车型基本参数…………………………………………………………………3

第2章变速器传动机构布置方案…………………………………………………5

　　　　2.1 传动机构布置方案分析………………………………………………………5

　　　　　　2.1.1两轴式和中间轴式变速器………………………………………………5

　　　　　　2.1.2倒档的形式和布置方案…………………………………………………5

　　　　2.2 零、部件布置方案分析………………………………………………………7

　　　　　　2.2.1齿轮形式…………………………………………………………………7

　　　　　　2.2.2换档的结构形式…………………………………………………………7

　　　　　　2.2.3变速器轴承………………………………………………………………7

　　　　2.3本章小结…………………………………………………………………………8

第 3 章变速器主要参数的选择及设计计算……………………………………9

　　　　3.1变速器的档位数，传动比和中心距的确定……………………………………9

　　　　　　3.1.1档数………………………………………………………………………9

　　　　　　3.1.2传动比范围………………………………………………………………9

　　　　　　3.1.3确定最低档传动比………………………………………………………9

　　　　　　3.1.4初步确定其他各档传动比……………………………………………11

　　　　　　3.1.5初选中心矩……………………………………………………………11

　　　　3.2齿轮参数的确定………………………………………………………………12

　　　　　　3.2.1齿轮的模数……………………………………………………………12

　　　　　　3.2.2压力角………………………………………………………………13

　　　　　　3.2.3螺旋角………………………………………………………………14

　　　　　　3.2.4齿宽……………………………………………………………………14

　　　　　　3.2.5 齿轮的变位系数的选择原则…………………………………………15

　　　　　　3.2.6齿顶高系数……………………………………………………………16

　　　　　　3.2.7 各档传动比及其齿轮齿数的确定……………………………………16

　　　　　　3.2.8变速器齿轮的几何尺寸计算…………………………………………21

　　　　3.3本章小结………………………………………………………………………29

第4章变速器主要结构元件的设计与计算……………………………………30

　　　　4.1 齿轮损坏的原因及形式………………………………………………………30

　　　　4.2 轮齿强度计算…………………………………………………………………31

　　　　　　4.2.1轮齿弯曲强度计算……………………………………………………31

　　　　　　4.2.2轮齿接触应力计算……………………………………………………35

　　　　4.3 变速器齿轮材料的选择及热处理……………………………………………39

　　　　4.4轴的设计计算…………………………………………………………………40

　　　　　　4.4.1初选轴的直径…………………………………………………………40

　　　　　　4.4.2轴的刚度验算…………………………………………………………41

　　　　　　4.4.3 轴的强度计算…………………………………………………………48

　　　　4.5本章小结………………………………………………………………………53

第5章同步器的选择…………………………………………………………………54

　　　　5.1 惯性式同步器…………………………………………………………………54

　　　　　　5.1.1 锁环式同步器的结构…………………………………………………54

　　　　　　5.1.2锁环式同步器的工作原理……………………………………………55

　　　　　　5.1.3锁环式同步器主要尺寸的确定………………………………………55

　　　　5.2主要参数的确定………………………………………………………………56

　　　　　　5.2.1摩擦因数f ……………………………………………………………56

　　　　　　5.2.2同步环主要尺寸的确定………………………………………………57

　　　　　　5.2.3锁止角………………………………………………………………58

　　　　　　5.2.4同步时间………………………………………………………………58

　　　　　　5.2.5转动惯量的计算………………………………………………………58

　　　　5.3本章小结………………………………………………………………………59

第6章变速器操纵机构的选择和箱体设计原则………………………………60

　　　　6.1变速器操纵机构的选择………………………………………………………60

　　　　6.2变速器箱体设计原则…………………………………………………………60

　　　　6.3本章小结………………………………………………………………………61

第7章变速器齿轮和轴的建模……………………………………………………62

　　　　7.1齿轮建模………………………………………………………………………62

　　　　7.2轴的建模………………………………………………………………………64

　　　　7.3本章小结………………………………………………………………………65

结论………………………………………………………………………………………66

参考文献…………………………………………………………………………………67

致谢………………………………………………………………………………………68

附录………………………………………………………………………………………69

第1章绪论

1.1课题研究的现状

汽车变速器是汽车的重要部件之一，用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行使工况下，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。变速器设有空档，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒档，使汽车获得倒退行使能力。

　　　汽车变速器技术的发展历史：

　　　手动变速器（MT：Manual Transmisson）主要采用了齿轮传动的降速原理。变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。

　　　自动变速器（AT：Automatic Transmisson）是由液力变矩器，行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力变矩器和齿轮组合的方式来达到变速变矩。

　　　AMT是在传统干式离合器和手动齿轮变速器的基础上改造而成，主要改变了手动换挡操纵部分。即在MT总体结构不变的情况下改用电子控制来实现自动换挡。

　　　无级变速器（CVT：Continuously Variable Transmission）,又称为连续变速式机械变速器。金属带式无级变速器主要包括主动轮组，从动轮组，金属带和液压泵等基本部件。主要靠主动轮，从动轮和传动带来实现速比的无级变化，传动带一般用橡胶带，金属带和金属链等。

　　　无限变速式机械无级变速器（IVT：Infinitely Variable Transmisson）采用的是一种摩擦板式变速原理。IVT的核心部分由输入传动盘，输出传动盘和Variator传动盘组成。它们之间的接触点以润滑油作介质，金属之间不接触，通过改变Variator装置的角度变化而实现传动比的连续而无限的变化。

　　　汽车的发展经历了三大革命，动力革命（内燃机的使用），传动革命（机械传动的完善和液体传动的使用）和控制革命（用传感器、微机和电液阀进行信息处理）。

从先进国家来看，动力革命和传动革命已经完成，目前正处于控制革命阶段，要解决的主要是机械太“机械”，没有灵性的问题，过去机械全靠人来操纵控制，然而人的生理和心理能力（感觉器官的功能、头脑分析的能力和体能）是有限的，操纵汽车

　　　为了缩短设计周期和降低开发成本，通过CAD软件平台实现汽车变速器的辅助设计。使产品的设计阶段以较少的时间和精力进行虚拟装配并对装配结果进行验证，得到了可靠的装配检验结果。减少建模时间，增加模型可信度，提高产品质量，加快产品上市的时间。

　　　变速器是汽车的重要部件之一，主要是在汽车行进过程中改变传动比，从而改变汽车的行驶速度和驱动轮上的转矩，以适应变化的行驶条件；或利用倒档实现汽车的倒向行驶；在发动机不熄火的情况下利用空挡中断动力传递，便于汽车起动、怠速、换挡、和动力输出。它由几十个零件组成，零件之间的装配关系复杂。因此变速器的设计需要较长的时间和反复的实验。为了缩短设计周期和降低成本，基于CAD软件平台实现变速器的辅助设计是现代制造技术的必要手段。对于车辆工程专业的本科学生，通过本毕业设计可以充分复习所学知识，并能提高计算机及软件使用水平，为以后的工作打下坚实基础。

1.3设计完成的主要内容

　　　1、了解汽车变速器的研究现状；

　　　2、掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理简图；

　　　3、确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核；

　　　4、确定零部件结构尺寸；

　　　5、使用AutoCAD完成工程图纸；利用Pro/E建立体图；

　　　6、编写设计说明书。

1.4车型基本参数

　　　根据东风悦达起亚2.0L手动档四驱狮跑汽车的一些主要技术参数来设计变速器。通过网络查找此车型的基本参数，见表1.1 。

表1.1 车型基本参数

名称数据

总质量mm=1793kg

最大道路阻力系数=0.417

最大扭矩=184/4500rpm

最大功率P/nP = 106kw/6000rpm

传动系机械效率η=0.93

最大爬坡度=16.5

最高车速

前、后轮胎规格215/65 R16

四轮驱动汽车变速器设计.gif

中间轴.gif

内容简介：: 本科学生毕业设计四轮驱动汽车变速器设计系部名称：汽车工程系专业班级：车辆工程B05-17 学生姓名：孙纯指导教师：臧杰职称：教授黑龙江工程学院二九年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of Four-wheel Drive Automobile TransmissionCandidate：Sun ChunSpecialty：Vehicle Engineering Class：B05-17Supervisor：Prof. Zang JieHeilongjiang Institute of Technology2009-06Harbin

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