从汽车诞生时起，汽车变速器在汽车传动系中扮演着至关重要的角色。现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的动力性和燃油经济性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。本文以五羊本田新锋影摩托车的一些整车参数和发动机参数为依据，进行变速器的设计。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、外形尺寸、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择，齿轮、轴、轴承的设计校核，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，以及国内外变速器设计图册，从经济性和实用性方面着手进行分析,设计出一种两轴式变速器。

关键词：变速器；齿轮；轴；箱体；设计

ABSTRACT

Since automobile was born, the transmission has played a critical role in the drive train. A modern car widely uses engines as the power source. The range of torque and speed are small, but complex using conditions require the automobile’s dynamic and fuel economical efficiency can change in a very large range. To solve this contradiction, transmission is set up in the drive train. The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of Wu Yang Ben Tian Xin Feng Ying 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, size, gear parameters and the mumble of each gear, the design and verification of gears, shafts and bearings, 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 from both home and overseas, at economical efficiency and practicability angle, a small kind of two-shafted transmission is designed.

Key words: Transmission；Shell；Gear；Shaft；Design

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ

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

第1章绪论……………………………………………………………………………2

1.1概述……………………………………………………………………………2

1.2 研究目的意义……………………………………………………………………2

第 2 章变速器齿轮的设计与计算………………………………………………4

2.1 变速器主要参数的选择………………………………………………4

2.2 变速器格挡传动比的确定……………………………………………………4

第3章齿轮校核…………………………………………………………12

3.1变速器齿轮的变位………………………………………………………………15

3.2齿轮强度校核……………………………………………………………………15

第4 章轴的设计及校核…………………………………………………………25

4.1轴的结构尺寸计算………………………………………………………………25

4.2轴的强度计算………………………………………………………………26

第5章轴承校核…………………………………………………………38

5. 1轴承的选择及校核………………………………………………………………38

5.2本章小结………………………………………………………………39

第6章变速箱体的设计…………………………………………………………41

6. 1变速器箱体的选择………………………………………………………………41

结论………………………………………………………………………………………42

参考文献 ………………………………………………………………………………43

致谢………………………………………………………………………………………45

一、设计（论文）目的、意义

为了往复活塞式发动机的工作特性，满足消费者对汽车高性能、安全、可靠、舒适性的需求，所以对变速器的性能要求也更高。现代汽车上广泛采用的往复活塞式内燃机具有体积小、质量轻、工作可靠和使用方便等优点，但其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，因此，在汽车传动系中设置了变速器和主减速器，以达到减速增矩的目的。手动变速器有成本低、可靠性高、维护简便的特点。

随着汽车对安全、节能、环保的不断重视，汽车变速器作为整车的一个关键部件，其产品的质量对整车的安全使用及整车性能的影响是非常大的，因而对汽车后桥进行有效的优化设计计算是非常必要的。

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）

基本参数

驱动型式：3*1

总质量：0.12t

发动机功率6.6kw

驱动桥满载：0.4T;

最高车速55km/h

最大爬坡：20%

设计4档二轴式变速器

设计的主要内容：

（1）研究汽车机械变速器的组成、结构与设计；

（2）研究汽车机械变速器的载荷；

（3）加载进行应力分析与结果分析；

（4）对汽车机械变速器的结构参数进行优化设计。

技术要求（研究方法）：

（1）要求研究汽车有限元分析、优化设计基本理论，并将其与机械制图、机械设计、材料力学、计算机软件等相关知识有机结合、熟练运用；

（2）要求运用CAD/CAM/CAE软件进行建模；

（3）实现变速器参数的优化设计。

1.1 概述

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。

1.2 研究目的与意义

在汽车变速箱100多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器为手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT）五种型式。

它们各有优缺点：MT的节能效果最好、经济性娱乐性强，但对驾驶技术要求高；AT的节能效果差一些，但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高；AMT具备前两者的优点，但在换挡时会有短暂的中断，舒适性差一些；CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳，但它的传动带容易损坏，无法承受较大的载荷；DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性，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。

在我国，据调查2007年手动变速器的市场比重为74%，占据较大的市场份额。从2002到2007年间自动档变速器市场占有率从9%增长到26%，Global Insight公司预计到2012年自动档变速器将占据33%的份额，而乘用车市场自动档所占的比例可能达到44%。从2002-2006年间，女性用户从20.3%增长到30.9%，而自动档变速器使用方便特点深受女性用户群的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中，第一名是安全气囊，第二就是自动档的变速器。在中国，自动档变速器的市场是十分乐观的。同时手动档变速器的节能型，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。

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。

保证汽车有必要的动力性和经济性;设置不同档位,满足用来调整与切断发动机动力向驱动轮的传输并使汽车能倒退行驶;工作可靠,汽车行驶过程中,变速器不得有跳档、乱档,以及换档冲击等现象出现;工作效率高,噪声小;结构简单、方案合理;在满载及冲击载荷条件下,使用寿命长。

本次设计的具体内容是结合设计要求，在保证汽车有必要的动力性和经济性的前提下，利用所选定的发动机参数，完成变速器结构布置和设计。需要解决的主要问题包括：使变速器能有效的防止脱档，跳档，乱挡并方便挂档；减小噪音并尽量能达到轻量化、高承载、低噪声、换档操纵性好和经济实用性；使变速器具有良好的动力性与经济性，换挡迅速、省力、方便；变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。

第2章变速器的设计与计算

2.1变速器主要参数的选择

本次毕业设计是在给定主要参数的情况下进行设计，整车主要技术参数如表1所示：

表1.1主要技术参数

发动机最大功率66kw驱动桥满载0.4t

发动机最大转矩10N·m最大功率时转速7500 r/min

最大转矩时转速4600r/min最高车速55km/h

总质量0.12t

2.1.1档数

近年来，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4～5个档位的变速器。发动机排量大的乘用车变速器多用5个档。商用车变速器采用4～5个档或多档。载质量在2.0～3.5t的货车采用五档变速器，载质量在4.0～8.0t的货车采用六档变速器。多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。

档数选择的要求：

1、相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。

2、高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。

因此，本次设计的轿车变速器为4档变速器。

2.1.2传动比范围

变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。最高档通常是直接档，传动比为1.0；有的变速器最高档是超速档，传动比为0.7～0.8。影响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其它商用车则更大。

本设计最高档传动比为0.923。

2.2变速器各档传动比的确定

1、初级传动比

根据《本田维修手册》查得触及传动比为=3.350

（1.1）

式中：

——汽车行驶速度（km/h）；

——发动机转速（r/min）；

——车轮滚动半径（m）；

——变速器传动比；

——发动机链轮传动比。

——变速器触及传动比

已知：最高车速==55 km/h；最高档为超速档，得到=0.25(m)；发动机转速==7500（r/min）；由公式（1.1）得到主减速器传动比计算公式：

2、关于链传动比与变速器传动比的分配

根据设计的要求与通过找寻资料，查得关于的分配，若要使得车能更好的行驶，节能环保，使得变速器能以最佳的状态进行运作，得分配为、。此分配更能有效的使得变速器以最佳的状态下运转，达到要求。

3、变速器各档速比的配置

一档传动比,按等比级数分配其它各档传动比，即：

则各档传动比都可以确定：

参考文献

[1] 刘惟信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001

[2] 王望予.汽车设计[M].第3版.北京:机械工业出版社,2000

[3] 成大先．机械设计手册[M]．北京:化学工业出版社，2004

[4] 余志生.汽车理论[M].第3 版.北京:机械工业出版社,2000

[5] 王宝玺，贾庆祥.汽车制造工艺学（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2008.

[6] 刘选．变速器锁销式同步器的设计计算[J]．机械工程与自动化，2006，10

[7] 张毅. 离合器及机械变速器. 北京：化学工业出版社，2005.

[8] 石允国. 汽车变速器的现状与前景[J].机械研究与应用, 2007,4

[9] 韦志林. 汽车变速器轴承寿命的校核计算[J]. 广西工学院学报,2000,6

[10] 林绍义. 一种汽车变速器设计[J]. 机电技术,2004,1

[11] 丁华.汽车变速器齿轮的强度分析[J]. 机械研究与应用,2001,12

[12] 罗春香. 汽车变速器设计中速比分配问题的研究[J]. 西南民族大学学报,2004,6

[13] 刘法顺.乘用车两轴式机械变速器的设计[J].交通科技与经济,2008,4

[14] 程乃士.减速器和变速器设计与选用手册.机械工业出版社。2006

[15] Leitermann. Modern manual transmissions – innovative solutions for a mature technology. VDI – Berichte Nr.1943,2006(Germany)

[16] Volker Schindler，Immo Sievers. Forschung fuer das Auto von monger，Springer，2008.

输出轴.gif

输入齿轮轴.gif

四档从动齿轮.gif

一档从动齿轮.gif

装配图.gif

内容简介：: SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程BW07-9指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称HLJIT4H-10变速器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、课题研究现状：汽车工业已经成为我国国民经济的支柱产业之一，根据最新的统计资料显示，我国已经成为世界第四大汽车生产国。伴随着我国现代化进程，汽车工业的发展将会有着更为强劲的势头。随着社会的快速发展和人们生活水平的迅速提高，汽车（尤其是轿车）作为一种必不可少的交通工具已走进千家万户。改革开放30年来，我国汽车变速器行业随着整车行业的快速发展而发展壮大，形成了一批颇具规模的变速器企业。大多数本土变速器企业在引进消化吸收国外先进技术方面取得了突出的成绩，并不断坚持自主创新，在手动变速器领域，尤其是在重型车用和微型车用手动变速器上，涌现了大量自主创新的产片。另外，一些跨国公司或合资的变速器企业开始陆续在中国设厂，为满足持续高速增长的中国汽车市场需求作出了非常大的贡献。汽车变速器是汽车的重要部件之一，变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下，通过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。变速器设有空挡，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。变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行使能力。传统的变速器设计方法一般是根据性能要求利用经验公式取初值，然后计算取其强度，传动质量指标等。通过毕业设计，可综合运用所学知识设计方案，与实践直接接触，从而可以提高解决实际问题的能力，综合提高自身的设计和制造水平。在中国，手动变速器仍然是车用变速器的主流。具体有两个原因：首先，目前国内企业已经基本掌握对手动变速器的开发，所以在一定程度上加大了手动变速器的价格优势；另外，绝大多数中国驾驶者在学车时就用的是手动车，他们更加享受手动车带来的驾驶乐趣。在自动变速器方面，除吉利汽车开发出有自主知识产权的液压控制的三速自动变速器外，其他企业尚没有一家具有自主知识产权，悉数依赖国外技术和进口。从技术、节能和基础设施角度，对各种变速器在中国和国外的发展情况作以下简要分析：（1）手动变速器（MT）亦称手排变速器，是汽车变速器中最基本的一种类型，其作用是改变传动比（亦称齿轮比，是引擎扭力被变速器齿轮放大的倍数，车辆静止刚起步时，由于本身质量较大，惯性也较大，使其运动将使用较大的力，根据杠杆原理用半径最长扭力最大的低速档大直径齿轮把引擎扭力放大，协助车辆开始向前行驶。车辆开始行驶后，由于惯性将保持向前方移动，用较小的扭力即可让车辆继续向前行驶，所以改换入齿轮半径较小齿轮比小，扭力放大倍数较小但旋转转速较快的小齿轮高速档，即可用较少的引擎转速达到相同的车速来省油，或让车速更快。齿轮比小于一的省油档称为overdrive超比档，密齿轮比是指各档位齿轮比落差小，代表各档扭力落差小，有利于车辆加速），并提供倒档和空档。通常，驾驶员通过踩离合器踏板和操纵换挡杆可以在任何档位间进行选择。也有少数手动变速器，如摩托车变速器，某些赛车变速器，只允许顺序换挡，这些变速器被称为顺序换挡变速器。近年来随着电子控制元件耐用度的改善，由电脑控制自动切换离合器自动换档的自动手排变速箱在欧洲车上也愈来愈普及，福斯赛车与福特汽车则在市售车上提供更新一代的双离合器自动手排，变速箱同时具有两组离合器，每次换档时自动切换到另一组未使用的离合器迅速啮合，不需如传统手排变速箱得等唯一一组离合器分开后再重新啮合，换档速度更快，换档震动也更小。：手动变速器应该说是最为节能的变速方式，另外由于中国企业已经掌握该技术，而且在生产方面也积累了长期经验，从而在价格和质量方面会有较大优势。所以在短期内仍将是变速器主流。其不足在于操控上的不便，尤其是在城市工况。（2）自动手动变速器（AMT）：自动手动变速器实际上是由一个机器系统来完成操作离合器和选挡这两个动作。AMT的汽车驾驶简单，省去了离合器踏板，驾驶者只要踩油门，选速器系统会自动选择换挡的最佳时机，从而消除了发动机、离合器和变速器的错误使用，以避免错换挡位。这一点对新手和整车的可靠性都非常重要。选速器大大简化了驾驶的复杂性，令AMT汽车驾驶更加简便、省心，且能够保证最低的动力损耗。由选速器完成驾驶者踩离合器换挡的动作，选择的换挡时机要比驾驶者完成得更准确。因此，在能源日益紧缺和CO2排放压力越来越大这一背景下，AMT顺应了“节能减排”这一趋势，是一项非常适合中国市场的先进技术。AMT的制造成本远低于电液控自动变速器，国内的很多车型都准备采用这一领先技术，即有可能随着中国汽车工业的迅猛发展，将有更多车型采用AMT。中国也将会取代欧洲和美洲，成为世界上最大的AMT的应用市场。（3）电子控制液力自动变速器（AT）：电子控制液力自动变速器近些年新技术也不断在使用，它正朝着多挡位、数字化控制等方面发展。日本最大的自动变速器生产商AISIN AW公司2006年成功推出型号为AA80E型8前速自动变速器，目前被使用在雷克萨斯LS460车上。这就形成了更大的总传动比范围，同时各个传动比之间也比5速变速器更加接近。因此，驾驶员几乎在各种行驶条件中都可以选择最佳传动比。电子控制模块可以选择更多的传动比，传动比取决于行驶条件，从而降低了油耗并提高了换挡平顺性。发动机转速与行驶状态的最优化匹配意味着发动机提高了动力、燃油经济性并降低了运行噪声。（4）无级变速器（CVT）：无级变速器则只需两组可移动锥轮以及传动带或传动链，即可实现无数个前进挡的变速过程。CVT采用传动带、传动链和可变槽宽的锥轮进行动力传递及传动比的选择，即当锥轮变化槽宽时，相应改变主动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速。CVT是真正无级化了，与AT相比具有较高的运行效率，油耗较低。通过近几年市场上的应用看，其发展势头也比较迅猛，目前在我国应用的车型已迅速发展到5、6种以上。目前，全世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力都在大力进行CVT的研发工作，NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI等著名汽车品牌中都配备CVT的轿车销售，全世界CVT轿车的年产量已达到近50万辆。值得注意的一点是，装备有CVT的汽车市场，由最初的日本、欧洲已经渗透到北美市场，CVT汽车已经成为当今汽车发展的主要趋势。（5）双离合器变速器（DCT）：双离合器变速器最早是德国大众技术，因此在大众车系里又称DSG变速器。它可以说是目前世界上最先进的、具有革命性的变速器系统，大众汽车在2002年于德国沃尔夫斯堡首次向世界展示了这一技术创新。2、意义：21世纪，汽车工业成为中国经济发展的支柱产业之一，汽车企业对各系统部件的设计需求旺盛。可以说，变速器是伴随着汽车工业出现的必然产物，是汽车上的必需品。在完成了最基本的传动功能之外，我们对变速器的要求也是越来越高，这是变速箱演变过程的首要催产素。由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。设计一台匹配性好的变速器，是汽车设计的一项重要工作。在设计过程中可以详细了解、掌握变速器中齿轮、轴的设计方法，不同条件下轴承的选取方法，操纵机构的设计和分析方法以及箱体的设计方法。汽车变速器是汽车传动系的重要组成，变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，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，对汽车的动力性、燃油经济性有重要的影响。因此，依据整车的主要技术指标、发动机功率、转速和车辆行驶条件，来确定变速器的结构型式的选择、设计参数的选取及各大零部件的设计计算。通过设计可以掌握汽车变速器结构设计原则和方法，使本科阶段所学习的汽车理论方面知识得到系统的应用。提高理论联系实际的能力。 3、选课目的：通过对变速器的了解，确定变速器的传动路线，整体布置以及变速器的各项参数，依据经验公式进行设计，运用有限元分析软件进行有限元静力学分析，重点进行弯曲强度分析。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。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、本设计的主要内容:（1）本田W125-6摩托车发动机、变速器结构的总体布置及工作原理。（2）变速器的结构方案设置、各档齿轮的设计及其校核，确定各档传动比（3）确定零部件结构尺寸。（4）使用AutoCAD完成工程图纸；利用CAD建立体图。（5）有限元分析，整体优化设计。2、拟解决的主要问题（1）掌握汽车发动机、变速器的结构。（2）掌握汽车变速器各零件的设计方法。（3）变速器各档齿轮的校核，有限元分析。（4）对变速器内部，合理布局。（5）掌握CAD、Pro/E等软件的操作方法，并进行零件图测绘、实体图装配等。三、技术路线（研究方法）确定基本性能参数收集资料及其相关信息有限元分析变速器传动机构布置方案挡数及各挡传动比的确定CAD绘制装配图、零件图完成设计说明书变速器箱体的设计同步器和操纵机构的设计选用主要零部件的设计及计算齿轮参数确定及各挡齿轮齿数分配轮齿强度计算轴的设计及校核轴承的选择及校核轴向尺寸的确定变速器中心距的确定变速器基本参数的确定四、进度安排（1）资料收集、调研，完成开题报告第12周（2月283月13）（2）熟悉车辆及变速器各参数，掌握设计方法及过程第3周（3月143月20）（3）变速器方案确定第45周（3月214月3日）（4）变速器参数的选择、设计、计算第610周（4月4日5月8日）（5）设计说明书定稿，完成图纸绘制第1114周（5月9日6月5日）（6）设计审核、修改第1516周（6月6日6月19日）（7）毕业设计答辩准备及答辩第17周（6月20月6月27日）五、参考文献1 刘惟信.汽车设计M.北京:清华大学出版社,20012 王望予.汽车设计M.第3版.北京:机械工业出版社,2000 3 成大先机械设计手册M北京:化学工业出版社，20044 余志生.汽车理论M.第3 版.北京:机械工业出版社,20005 王宝玺，贾庆祥.汽车制造工艺学（第3版）M.北京：机械工业出版社，2008. 6 刘选变速器锁销式同步器的设计计算J机械工程与自动化，2006，10 7 张毅. 离合器及机械变速器. 北京：化学工业出版社，2005.8 石允国. 汽车变速器的现状与前景J.机械研究与应用, 2007,49 韦志林. 汽车变速器轴承寿命的校核计算J. 广西工学院学报,2000,610 林绍义. 一种汽车变速器设计J. 机电技术,2004,111 丁华.汽车变速器齿轮的强度分析J. 机械研究与应用,2001,1212 罗春香. 汽车变速器设计中速比分配问题的研究J. 西南民族大学学报,2004,613 刘法顺.乘用车两轴式机械变速器的设计J.交通科技与经济,2008,414 程乃士.减速器和变速器设计与选用手册.机械工业出版社。200615 Leitermann.Modern manual transmissions innovative solutions for a mature technology.VDI Berichte Nr.1943,2006(Germany)16 Volker Schindler，Immo Sievers. Forschung fuer das Auto von morger，Springer，2008.六、备注指导教师意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要从汽车诞生时起，汽车变速器在汽车传动系中扮演着至关重要的角色。现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的动力性和燃油经济性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。本文以五羊本田新锋影摩托车的一些整车参数和发动机参数为依据，进行变速器的设计。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、外形尺寸、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择，齿轮、轴、轴承的设计校核，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，以及国内外变速器设计图册，从经济性和实用性方面着手进行分析,设计出一种两轴式变速器。关键词：变速器；齿轮；轴；箱体；设计ABSTRACTSince automobile was born, the transmission has played a critical role in the drive train. A modern car widely uses engines as the power source. The range of torque and speed are small, but complex using conditions require the automobiles dynamic and fuel economical efficiency can change in a very large range. To solve this contradiction, transmission is set up in the drive train. The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of Wu Yang Ben Tian Xin Feng Ying 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, size, gear parameters and the mumble of each gear, the design and verification of gears, shafts and bearings, 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 from both home and overseas, at economical efficiency and practicability angle, a small kind of two-shafted transmission is designed.Key words: Transmission；Shell；Gear；Shaft；DesignI黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要Abstract 第1章绪论21.1概述21.2 研究目的意义2第 2 章变速器齿轮的设计与计算42.1 变速器主要参数的选择42.2 变速器格挡传动比的确定4第3章齿轮校核123.1变速器齿轮的变位153.2齿轮强度校核15第4 章轴的设计及校核254.1轴的结构尺寸计算254.2轴的强度计算26第5章轴承校核385. 1轴承的选择及校核385.2本章小结39第6章变速箱体的设计416. 1变速器箱体的选择41结论42参考文献 43致谢45第1章绪论1.1 概述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。1.2 研究目的与意义在汽车变速箱100多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器为手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT）五种型式。它们各有优缺点：MT的节能效果最好、经济性娱乐性强，但对驾驶技术要求高；AT的节能效果差一些，但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高；AMT具备前两者的优点，但在换挡时会有短暂的中断，舒适性差一些；CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳，但它的传动带容易损坏，无法承受较大的载荷；DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性，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。在我国，据调查2007年手动变速器的市场比重为74%，占据较大的市场份额。从2002到2007年间自动档变速器市场占有率从9%增长到26%，Global Insight公司预计到2012年自动档变速器将占据33%的份额，而乘用车市场自动档所占的比例可能达到44%。从2002-2006年间，女性用户从20.3%增长到30.9%，而自动档变速器使用方便特点深受女性用户群的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中，第一名是安全气囊，第二就是自动档的变速器。在中国，自动档变速器的市场是十分乐观的。同时手动档变速器的节能型，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。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。保证汽车有必要的动力性和经济性;设置不同档位,满足用来调整与切断发动机动力向驱动轮的传输并使汽车能倒退行驶;工作可靠,汽车行驶过程中,变速器不得有跳档、乱档,以及换档冲击等现象出现;工作效率高,噪声小;结构简单、方案合理;在满载及冲击载荷条件下,使用寿命长。本次设计的具体内容是结合设计要求，在保证汽车有必要的动力性和经济性的前提下，利用所选定的发动机参数，完成变速器结构布置和设计。需要解决的主要问题包括：使变速器能有效的防止脱档，跳档，乱挡并方便挂档；减小噪音并尽量能达到轻量化、高承载、低噪声、换档操纵性好和经济实用性；使变速器具有良好的动力性与经济性，换挡迅速、省力、方便；变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。第2章变速器的设计与计算2.1变速器主要参数的选择本次毕业设计是在给定主要参数的情况下进行设计，整车主要技术参数如表1所示：表1.1主要技术参数发动机最大功率66kw驱动桥满载0.4t发动机最大转矩10Nm最大功率时转速7500 r/min最大转矩时转速4600r/min最高车速55km/h总质量0.12t2.1.1档数近年来，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。发动机排量大的乘用车变速器多用5个档。商用车变速器采用45个档或多档。载质量在2.03.5t的货车采用五档变速器，载质量在4.08.0t的货车采用六档变速器。多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。档数选择的要求：1、相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。2、高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。因此，本次设计的轿车变速器为4档变速器。2.1.2传动比范围变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。最高档通常是直接档，传动比为1.0；有的变速器最高档是超速档，传动比为0.70.8。影响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在3.04.5之间，总质量轻些的商用车在5.08.0之间，其它商用车则更大。本设计最高档传动比为0.923。2.2变速器各档传动比的确定1、初级传动比根据本田维修手册查得触及传动比为=3.350 （1.1）式中：汽车行驶速度（km/h）；发动机转速（r/min）；车轮滚动半径（m）；变速器传动比；发动机链轮传动比。变速器触及传动比已知：最高车速=55 km/h；最高档为超速档，得到=0.25(m)；发动机转速=7500（r/min）；由公式（1.1）得到主减速器传动比计算公式：2、关于链传动比与变速器传动比的分配根据设计的要求与通过找寻资料，查得关于的分配，若要使得车能更好的行驶，节能环保，使得变速器能以最佳的状态进行运作，得分配为、。此分配更能有效的使得变速器以最佳的状态下运转，达到要求。3、变速器各档速比的配置一档传动比,按等比级数分配其它各档传动比，即：则各档传动比都可以确定： 2.2.1中心距的选择初选中心距可根据经验公式计算：（1.5）式中：A 变速器中心距（mm）；中心距系数，乘用车=8.09.3；因从链轮传到变速器时，转矩扩大三倍，故发动机最大输出转距为30（Nm）；变速器一档传动比为2.5初级传动比为3.350 变速器传动效率，取96%。（8.09.3）=47.8757.89mm轿车变速器的中心距在4758mm范围内变化。初取A=49mm。2.2.2变速器的外形尺寸变速器的横向外形尺寸，可以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。影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数、换档机构形式以及齿轮形式。乘用车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列公式选用：mm初选长度为160mm。2.2.3齿轮参数的选择1、模数选取齿轮模数时一般要遵守的原则是：为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽；为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用一种模数；从强度方面考虑，各档齿轮应有不同的模数。对于轿车，减少工作噪声较为重要，因此模数应选得小些；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。表1.2 汽车变速器齿轮的法向模数车型乘用车的发动机排量V/L货车的最大总质量/t1.0V1.61.6V2.56.014模数/mm2.252.752.753.003.504.504.506.00轿车模数的选取以发动机排量作为依据，由表1.2选取各档模数为，由于此变速器要求环保与节能，且排量不是很大，发动能力水平要求一般，所以各档均采用直齿轮。2、压力角压力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪声较低；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对于轿车，为了降低噪声，应选用14.5、15、16、16.5等小些的压力角。对货车，为提高齿轮强度，应选用22.5或25等大些的压力角15。国家规定的标准压力角为20，所以普遍采用的压力角为20。啮合套或同步器的压力角有20、25、30等，普遍采用30压力角。本变速器为了加工方便，故全部选用标准压力角20。3、螺旋角齿轮的螺旋角对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低。试验证明：随着螺旋角的增大，齿的强度相应提高，但当螺旋角大于30时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。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；而从提高高档齿轮的接触强度着眼，应当选用较大的螺旋角。本设计初无斜齿轮，故无螺旋角。4、齿宽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予补偿，但这时轴承承受的轴向力增大，使其寿命降低。齿宽较小又会使齿轮的工作应力增加。选用较大的齿宽，工作中会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀造成偏载，导致承载能力降低，并在齿宽方向磨损不均匀。通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽：直齿，取为4.58.0，故mm，取齿宽为5、齿顶高系数齿顶高系数对重合度、轮齿强度、工作噪声、轮齿相对滑动速度、轮齿根切和齿顶厚度等有影响。若齿顶高系数小，则齿轮重合度小，工作噪声大；但因轮齿受到的弯矩减小，轮齿的弯曲应力也减少。因此，从前因齿轮加工精度不高，并认为轮齿上受到的载荷集中齿顶上，所以曾采用过齿顶高系数为0.750.80的短齿制齿轮。在齿轮加工精度提高以后，包括我国在内，规定齿顶高系数取为1.00。为了增加齿轮啮合的重合度，降低噪声和提高齿根强度，有些变速器采用齿顶高系数大与1.00的细高齿。本设计取为1.00。2.1.4各档齿轮齿数的分配及传动比的计算在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的档数、传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数。应该注意的是，各档齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀。根据图1.1确定各档齿轮齿数和传动比。1、一档齿数及传动比的确定一档传动比为：取整得49。轿车可在1217之间选取，取14，则。则一档传动比为： 1-一档主动齿轮 2-一档从动齿轮 3-二档主动齿轮 4-二档从动齿轮 5-三档主动齿轮 6-三档从动齿轮 7-四档主动齿轮 8-四档从动齿轮 9-图1.1 四档变速器传动方案简图2、对中心距A进行修正mm取整得mm，为标准中心矩。3、二档齿数及传动比的确定（1.6）（1.7）已知：=49mm，=1.534，=2，；将数据代入（1.6）、（1.7）两式，齿数取整得：，所以二档传动比为：4、计算三档齿轮齿数及传动比（1.8）（1.9）已知：=49mm，=1.150，=2，；将数据代入（1.8）、（1.9）两式，齿数取整得：，所以三档传动比为：5、计算四档齿轮齿数及传动比（1.10）（1.11）已知：=49mm，=0.923，=2，；将数据代入（1.10）、（1.11）两式，齿数取整得：，所以四档传动比为：本设计变速器各档齿轮均为直齿，且并无倒档。故各档经计算及修正，传动比如下：第3章齿轮校核3.1 变速器齿轮的变位采用变位齿轮的原因：配凑中心距；提高齿轮的强度和使用寿命；降低齿轮的啮合噪声17。为了降低噪声，对于变速器中除去一、二档以外的其它各档齿轮的总变位系数要选用较小一些的数值。一般情况下，随着档位的降低，总变位系数应该逐档增大。一、二档和倒档齿轮，应该选用较大的值。一档齿轮的变位mm mm端面啮合角： tan=tan =20=0 一挡齿轮参数：分度圆直径 =212=24mm =335=70mm齿顶高 =2mm =2mm齿根高 =2.5mm =2.5mm齿全高 =4.5mm齿顶圆直径 =26mm =72mm齿根圆直径 =23.5mm =69.5mm二档齿轮的变位mm mm端面啮合角： tan=tan =20=0二档齿轮参数：分度圆直径 =219=mm =230=60mm齿顶高 =2mm =2mm齿根高 =2（1+0.25）=2.5mm =2（1+0.25）=2.5mm齿全高 =4.5mm齿顶圆直 =40mm =62mm齿根圆直径 =37.5m=59.5mm三档齿轮的变位mm mm端面啮合角： tan=tan =20三档齿轮参数：分度圆直径 =323=46mm =226=52mm齿顶高 =2mm =2mm齿根高 =2（1+0.25）=2.5mm =2（1+0.25）=2.5mm齿全高 =4.5mm齿顶圆直 =48mm=54mm齿根圆直径 =45.5mm=51.5mm四档齿轮的变位mm mm端面啮合角： tan=tan =20 四档齿轮参数：分度圆直径 =225=50mm =224=48mm齿顶高 =2mm =2mm齿根高 =2（1+0.25）=2.5mm =2（1+0.25）=2.5mm齿全高 =4.5mm齿顶圆直径 =52mm=48mm齿根圆直径 =49.5m=47.5mm啮合角： cos=0.9275 =21.95、表1.3各档齿轮的参数各档齿数分度圆直径齿顶高齿根圆吃定圆直径齿根圆直径=1424mm2 mm2.5 mm26 mm23.5 mm=3570 mm2 mm2.5 mm72 mm69.5 mm=1938 mm2 mm2.5 mm40 mm37.5 mm=3060 mm2 mm2.5 mm62 mm59.5 mm=2346 mm2 mm2.5 mm48 mm45.5 mm=2652 mm2 mm2.5 mm54 mm51.5 mm=2550 mm2 mm2.5 mm52 mm49.5 mm=2448 mm2 mm2.5 mm50 mm47.5 mm分度圆齿距：P=m=3.142=6.28mm基圆齿距：mm3.2变速器齿轮强度校核3.2.1 齿轮材料的选择原则（1）满足工作条件的要求。不同的工作条件，对齿轮传动有不同的要求，故对齿轮材料亦有不同的要求。但是对于一般动力传输齿轮，要求其材料具有足够的强度和耐磨性，而且齿面硬，齿芯软。（2）合理选择材料配对。如对硬度350HBS的软齿面齿轮，为使两轮寿命接近，小齿轮材料硬度应略高于大齿轮，且使两轮硬度差在3050HBS左右。为提高抗胶合性能，大、小轮应采用不同钢号材料。（3）考虑加工工艺及热处理工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁；中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常采用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢，经正火或调质处理后，再进行切削加工即可；硬齿面齿轮（硬度350HBS）常采用低碳合金钢切齿后再表面渗碳淬火或中碳钢（或中碳合金钢）切齿后表面淬火，以获得齿面、齿芯韧的金相组织，为消除热处理对已切轮齿造成的齿面变形需进行磨齿。但若采用渗氮处理，其齿面变形小，可不磨齿，故可适用于内齿轮等无法磨齿的齿轮18。由于一对齿轮一直参与传动，磨损较大，齿轮所受冲击载荷作用也大，抗弯强度要求比较高。应选用硬齿面齿轮组合，所有齿轮均选用20CrMnTi渗碳后表面淬火处理，硬度为5862HRC。3.2.2变速器齿轮弯曲强度校核齿轮弯曲强度校核（斜齿轮） (1.15)式中：圆周力（N），；计算载荷（Nmm）；节圆直径（mm），，为法向模数（mm）；应力集中系数，=1.65齿面宽（mm）；法向齿距，；齿形系数摩擦力影响系数，主动齿轮，从动齿轮图1.2 齿形系数图将上述有关参数据代入公式（1.15），整理得到 (1.16)发动机最大扭矩为10，最高转速7500r/min,齿轮传动效率为99，离合器传动效率99，轴承传动效率为96，则输入轴和输出轴的扭矩可通过计算得：输入轴：输出轴：（1）一档齿轮校核主动齿轮：已知： Nmm；mm；，查齿形系数图1.2得：y=0.125以上数据代入(1.16)式，得：从动齿轮：已知：Nmm；mm；，查齿形系数图1.2得：y=0.146，把以上数据代入(1.16)式，得：（2）二档齿轮校核主动齿轮：已知： Nmm；mm；，查齿形系数图1.2得：y=0.115，把以上数据代入(1.16)式，得：从动齿轮：已知：Nmm；mm；，查齿形系数图1.2得：y=0.140，把以上数据代入(1.16)式，得：(3)三档齿轮校核主动齿轮：已知： Nmm；mm；，查齿形系数图1.2得：y=0.103，把以上数据代入(1.16)式，得：从动齿轮：已知：Nmm；mm；，查齿形系数图1.2得：y=0.092，把以上数据代入(1.16)式，得：（4）四档齿轮校核主动齿轮：已知： Nmm；mm；，查齿形系数图1.2得：y=0.100以上数据代入(1.16)式，得：从动齿轮：已知：Nmm；mm；，查齿形系数图1.2得：y=0.120以上数据代入(1.16)式，得：3.2.3轮齿接触应力校核（1.17）式中：轮齿接触应力（MPa）；齿面上的法向力（N），；圆周力（N），；计算载荷（Nmm）；为节圆直径（mm）；节点处压力角，为齿轮螺旋角；齿轮材料的弹性模量（MPa）；齿轮接触的实际宽度（mm）；，主从动齿轮节点处的曲率半径（mm），直齿轮，；、主从动齿轮节圆半径（mm）。表1.3 变速器齿轮许用接触应力齿轮/MPa渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮一档1900-2000950-1000常啮合齿轮和高档齿轮1300-1400650-700将作用在变速器第一轴上的载荷作为作用载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见表1.3：1、一档齿轮接触应力校核已知：Nmm；MPa；= =mm由于作用在两齿轮上的力为作用力与反作用力，故只计算一个齿轮的接触应力即可，将作用在变速器第一轴上的载荷作为计算载荷，将以上数据代入（1.17）可得：MPa MPa2、二档齿轮接触应力校核已知：Nmm；MPa；=219=38mm =230=60mm；mmN MPa3、三档齿轮接触应力校核已知：Nmm；MPa；=223=46mm =226=52mmmmN、 MPa4、四档齿轮接触应力校核已知：Nmm；MPa；=225=50mm =224=48mmmmN MPa所以，经校核齿轮的接触应力都满足条件，所以，选用的符合设计内容。3.2.4齿根弯曲疲劳许用应力校核式中：齿根弯曲疲劳极限应力寿命系数相对齿根圆角敏感系数尺寸系数表面系数最小安全系数查机械设计手册可得：=920MPa；=1；=1；=0.9；=1；=1.25，将代入式中可得： =3.2.5接触疲劳强度校核节点区域系数；弹性系数；重合度系数；齿轮上圆周力；齿轮宽度；齿轮直径；传动比；使用系数；查机械设计手册得：=2.33；=189.8；=0.73；=1.11.051.261.1=1.46已知： =15mm=2.5 =214=28mm 3.2.6 齿轮弯曲疲劳强度校核式中：齿形修正系数重合度系数查机械设计手册得： =4.9，=0.64将以上数据代入公式中，得： =4.35MPa第4章轴的设计与校核变速器在工作时，由于齿轮上有圆周力、径向力和轴向力作用，变速器的轴要承受转矩和弯矩。要求变速器的轴应有足够的刚度和强度。因为刚度不足会产生弯曲变形，结果破坏了齿轮的正确啮合，对齿轮的强度、耐磨性等均有不利影响。4.1.轴的结构尺寸设计在已知两轴式变速器中心距时，轴的最大直径和支承距离的比值可在以下范围内选取：对输入轴，=0.160.18；对输出轴，0.180.21。输入轴花键部分直径（mm）可按下式初选取：式中：经验系数，=4.04.6；发动机最大转矩（N.m）。输入轴花键部分直径：=11.4 4.29mm初选输入、输出轴支承之间的长度=49。选择轴的最小直径为12。根据轴的制造工艺性要求20，将轴的各部分尺寸初步设计如图1.3、1.4所示：图1.3 输入轴各部分尺寸图1.4 输出轴各部分尺寸4.2轴的强度验算4.2.1轴的刚度计算对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角。前者使齿轮中心距发生变化，破坏了齿轮的正确啮合；后者使齿轮相互歪斜，致使沿齿长方向的压力分布不均匀。初步确定轴的尺寸以后，可对轴进行刚度和强度验算。图1.5 变速器轴的挠度和转角轴的挠度和转角如图1.5所示，若轴在垂直面内挠度为，在水平面内挠度为和转角为，可分别用下式计算：（1.23）（1.24）（1.25）式中：齿轮齿宽中间平面上的径向力（N）；齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N）；弹性模量（MPa），=2.1105 MPa；惯性矩（mm4），对于实心轴，；轴的直径（mm），花键处按平均直径计算；、齿轮上的作用力距支座、的距离（mm）；支座间的距离（mm）。轴的全挠度为mm。轴在垂直面和水平面内挠度的允许值为=0.050.10mm，=0.100.15mm。齿轮所在平面的转角不应超过0.002rad。1、变速器输入轴和输出轴的刚度校核（1）轴上受力分析一档工作时：NNN输入轴的挠度和转角的计算：已知：a=23.11mm；b=244.89mm；L=268mm；d=32.5mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmrad输出轴的挠度和转角的计算：输出轴上作用力与输入轴上作用力大小相等，方向相反。已知：a=23.11mm；b=244.89mm；L=268mm；d=50mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmrad二档工作时：NNN输入轴的挠度和转角的计算：已知：a=78.46mm；b=189.54mm；L=268mm；d=42.4mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmrad输出轴的挠度和转角的计算：输出轴上作用力与输入轴上作用力大小相等，方向相反。已知：a=78.46mm；b=189.54mm；L=268mm；d=45mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmrad三档工作时：NNN输入轴的挠度和转角的计算：已知：a=104.21；b=163.79mm；L=268mm；d=55mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：=mmmmmmrad输出轴的挠度和转角的计算：输出轴上作用力与输入轴上作用力大小相等，方向相反。已知：a=104.21mm；b=163.79mm；L=268mm；d=42mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmrad四档工作时：NNN输入轴的挠度和转角的计算：已知：a=159.45mm；b=108.55mm；L=268mm；d=45mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmrad输出轴的挠度和转角的计算：输出轴上作用力与输入轴上作用力大小相等，方向相反。已知：a=159.45mm；b=108.55mm；L=268mm；d=40mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmmm五档工作时：NNN输入轴的挠度和转角的计算：已知：a=186.21mm；b=81.79mm；L=268mm；d=40mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmrad输出轴的挠度和转角的计算：输出轴上作用力与输入轴上作用力大小相等，方向相反。已知：a=186.21mm；b=81.79mm；L=268mm；d=35mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmmm倒档工作时：NNN输入轴的挠度和转角的计算：已知：a=243.7mm；b=24.3mm；L=268mm；d=29mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmmmNNN输出轴的挠度和转角的计算：输出轴上作用力与输入轴上作用力大小相等，方向相反。已知：a=243mm；b=24.3mm；L=268mm；d=33mm，把有关数据代入（1.23）、（1.24）、（1.25）得到：mmmmmmmm由以上可知道，变速器在各档工作时均满足刚度要求。4.2.2轴的强度计算变速器在一档工作时：对输入轴校核：计算输入轴的支反力：NN已知：a=23.11mm；b=244.89mm；L=26mm；d=32.5mm，1、垂直面内支反力对A点取矩，由力矩平衡可得到B点的支反力，即：（1.26）将有关数据代入（1.26）式，解得：=661N同理，对A点取矩，由力矩平衡公式可解得：2、水平面内的支反力由力矩平衡和力的平衡可知：（1.27）（1.28）将相应数据代入（1.27）、（1.28）两式，得到：3、计算垂直面内的弯矩B点的最大弯矩为：NmmNmmNmm4、计算水平面内的弯矩Nmm5、计算合成弯矩Nmm轴上各点弯矩如图3.6所示：作用在齿轮上的径向力和轴向力，使轴在垂直面内弯曲变形，而圆周力使轴在水平面内弯曲变形。在求取支点的垂直面和水平面内的支反力之后，计算相应的弯矩、。轴在转矩和弯矩的同时作用下，其应力为 (1.29)式中：（N.m）；轴的直径（mm），花键处取内径；抗弯截面系数（mm3）。将数据代入（3.29）式，得：MPa在低档工作时，400MPa，符合要求。图1.6 输入轴的弯矩图对输出轴校核：计算输出轴的支反力：齿轮受力如下：NNN已知：a=23.11mm；b=244.89mm；L=268mm；d=32.5mm， N1、垂直面内支反力对A点取矩，由力矩平衡可得到C点的支反力，即：（1.31）将有关数据代入（1.31）式，解得：=1045.96N同理，对C点取矩，由力矩平衡公式：，可解得：N2、水平面内的支反力由力矩平衡和力的平衡可知：（1.32）（1.33）将相应数据代入（1.32）、（1.33）两式，得到：3、计算垂直面内的弯矩C点弯矩为：NmmMCY=FA*a-Fa2=136172.2Nmm4、计算水平面内弯矩：Nmm5、计算合成弯矩 Nmm轴上各点弯矩如图1.7所示：图1.7 输出轴弯矩图把以上数据代入（1.29），得：MPa在低档工作时，400MPa，符合要求。第5章轴承的校核5.1轴承选择与寿命计算轴承的使用寿命可按汽车以平均速度行驶至大修前的总行驶里程S来计算，对于汽车轴承寿命的要求是轿车30万公里，货车和大客车25万公里。式中，h5.1.1输入轴轴承的选择与寿命计算初选轴承型号根据机械设计手册选择30205型号轴承KN，KN。1、变速器一档工作时N，N轴承的径向载荷：=3545.6N；N轴承内部轴向力：查机械设计手册得：Y=1.6NNN所以NN计算轴承当量动载荷查机械设计手册得到，查机械设计手册得到；，查机械设计手册得到当量动载荷：NN为支反力。h表3.4 变速器各档的相对工作时间或使用率车型档位数最高档传动比/%变速器档位轿车普通级以下3113069410.532076.541182368中级以上3112277410.5210.587410.532076.5510.52418.575510.521557.525查表3.4可得到该档的使用率，所以：h所以轴承寿命满足要求。5.2本章小结本章主要对变速器的主要参数进行了选择，基本上完成了变速器主要尺寸的计算；同时对变速器各档齿轮进行弯曲疲劳强度和接触疲劳强度校核、对输入轴、输出轴的基本尺寸进行了设计；完成了轴的刚度和强度校核，以及完成了各轴轴承校核。第6章变速器箱体的设计6.1变速器壳体的选择变速

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