毕业设计（论文）任务书
题目名称轻型货车变速器设计
一、设计目的、意义
本设计对给定的变速器传动机构布置方案，变速器主要参数的选择，变速器齿轮齿数的计算，变速器齿轮的设计与计算，变速器轴设计计算，同步器设计，变速器结构元件，变速器壳体，进行设计。运用汽车构造，汽车理论，机械设计，机械原理等基础和专业课程等相关知识，选择变速器类型并确定相应的尺寸。
同时作为车辆工程专业的本科生，对变速器进行设计是十分必要的，通过在毕业设计过程中，对所学知识进行复习总结，同时学习新的知识。为以后的工作打下坚实的基础。
二、设计内容、技术要求（研究方法）
主要内容：
对给定的变速器传动机构布置方案，变速器主要参数的选择，变速器齿轮齿数的计算，变速器齿轮的设计与计算，变速器轴设计计算，同步器设计，变速器结构元件，变速器壳体，进行设计。
主要技术指标：
同时对关键零件进行扭、弯校合，保证设计零件的强度和刚度。
额定总质量： 9000kg； 载质量： 5000Kg
自重： 4400Kg ；总重： 9400Kg
车长： 8145mm ；车宽： 2470mm
车高 ：2485mm； 轴距 ：4700mm
最大扭矩： 353 N?m
最大爬坡度 ：30% 离合器 ：单片，干式
轴荷分配：满 载：前35%，后65%；
空 载 ：前45%，后55%。
三、设计完成后应提交的成果
完成设计说明书1.5万字。包括设计方案；包括：变速器传动方案设计；变速器零部件主要参数的选择与计算等；
折合0号图纸3张以上。（1）装配图（0号图纸）； （2）各零件图（1或2号图纸）。
四、设计进度安排
（1）调研、资料收集、完成开题报告 第1、2周（2月28日～3月6日）
(2) 根据参数进行相关部件的参数计算，并进行验证 第 3、4周（3月7日～3月20日）
(3) 在CAD软件平台上建立装配图绘制 第5、6、7周（3月21～4月10日）
（4）对零件图形进行绘制 第8、9、10、11周（4月11～5月8日）
（5）设计1.5万字说明书一份，零件图一套 第12、13、14周（5月9日～5月29日）
（6）毕业设计审核、修改 第15、16周（5月30日～6月12日）
（7）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月13日～6月 19日）
五、主要参考资料
（1）机械设计手册； （2）汽车设计手册； （3）汽车理论； （4）机械设计； （5）汽车构造； （6）离合器气助力式液压操纵机构的设计. 《城市车辆》
（7）CAl1l0PK2L2型汽车离合器液压操纵机构的调整. 《维修手册》
（8）CJ6922H系列客车离合器操纵机构设计. 广西：《城市车辆》
（9）Santana 2000 GSi轿车离合器液压操纵系统.
（10）解放CA1121PK2L2J型载货汽车离合操纵机构故障与排除. 《汽车技术》等。
摘 要
汽车变速器是汽车传动系统的主要变速机构，其结构性能对汽车的动力性能、燃油性能、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有影响。通过研究汽车在地起步、爬坡、转弯、加速等行驶工况中变速器的挡位变化，进行变速器的各个部分设计，使发动机在最有利的工况范围内工作。
本设计根据给定的主要技术指标，选择东风EQ1092型汽车作为改进的原形，通过查阅文献和标准，还原该车变速器的设计过程。
本说明书首先对变速器传动机构的布置方案进行分析，阐述了传动机构的设计思路分析了换挡机构的选择原则，主要介绍了倒挡的布置方案。
然后，计算了机械式变速器主要参数，在不影响稳定工作状态的情况下，减小变速器的体积和质量，同类型结构设计采用同一尺寸，旨在改善加工性和经济性。
最后，选择同步器的类型，并对操作机构进行设计。根据变速器的具体要求、结构特点等方面综合考虑,采用简单可行的设计方法, 有效地提高变速器的换档能力，使设计出来的变速器能满足车辆高动力性和高经济性的要求。
关键词：变速器；轻型货车；三轴五挡；机械式；设计
ABSTRACT
Auto transmission is the main auto transmission system, the structure performance gear mechanisms for car dynamic performance, fuel performance, reliability and shift anipulated portability, transmission and steadiness and efficiency are having an impact. Through the research to start, climbing a car in turning, accelerate, such as in the running mode,transmission shift transmission changes each part of the design, make the engine at the most favorable conditions range work.
This design according to the given its main technical indices, choose EQ1092 type of dongfeng automobile as improved to archetype, through the literature and standard, restore the vehicle transmission design process.
This manual transmission transmission's first to analyze layout, this paper expounds the design idea of driving mechanism analyzed the choosing principle, shift agencies mainly introduced the reverse gear arranging scheme.
Then, the calculation of the mechanical transmission main parameters, in does not affect the steady working state by reducing the volume and quality, transmission with type structure design USES the same size, aims to improve workability and economy.
Finally, choose the type and synchronizer designed for operators. According to the specific requirements of the gearbox, structural features, and other comprehensive consideration, using simple and feasible design methods, effectively improve the transmission shifting ability, make designed can meet vehicle transmission of high performance and fuel economy of high requirements.
Keywords:Transmission;Bachelor’s Degree;Oart; Triaxial five block; Mechanical; Design
目 录
摘要......................................................................Ⅰ
Abstract....................................................................Ⅱ
第1章 绪论..............................................................1
1.1概述选题的背景目的及意义............................................1
1.2 国内外研究状况.....................................................1
1.3 选题的研究设想研究方法.............................................2
1.4 设计的主要内容.....................................................2
1.5 预期结果和意义.....................................................3
第2章 总体方案设计.....................................................4
2.1 任务书给定的参数...................................................4
2.2 设计应满足的基本要求...............................................4
2.3 变速器的类型选择...................................................5
2.4 变速器传动机构的分析...............................................5
2.4.1 换档机构的选择 ...............................................5
2.4.2倒档布置方案 ..................................................6
2.5 设计方案...........................................................7
2.6 本章小结...........................................................7
第3章 变速器设计计算...................................................8
3.1轴的直径............................................................8
3.2 传动比范围.........................................................8
3.3 变速器轴承.........................................................9
3.4 中心距............................................................10
3.5 外形尺寸..........................................................10
3.6 齿轮参数..........................................................11
3.6.1 模数的选取...................................................11
3.6.2 压力角....................................................11
3.6.3 螺旋角.......................................................11
3.6.4 齿宽.....................................................12
3.7 各挡齿轮齿数的分配..............................................12
3.7.1 确定一挡齿轮的齿数 ......................................13
3.7.2 对中心距进行修正 ........................................13
3.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数 ..............................15
3.7.4 确定其他各挡的齿数 ......................................17
3.7.5 确定倒挡直齿齿轮齿数 ....................................22
3.8本章小结.........................................................23
第4章 齿轮的校核....................................................24
4.1 齿轮的损坏形式..................................................24
4.2计算各轴的转矩...................................................24
4.3 齿轮强度计算....................................................25
4.3.1 倒档直齿轮弯曲应力........................................25
4.3.2 斜齿轮弯曲应力............................................26
4.3.3 轮齿接触应力..............................................27
4.4 本章小结........................................................30
第5章 变速器轴和轴承的设计计算....................................31
5.1初选变速器轴的轴长...............................................31
5.2 轴的结构设计....................................................31
5.3 变速器轴的强度计算..............................................32
5.3.1齿轮和轴上的受力计........................................32
5.3.2 轴的强度计算..............................................32
5.3.3 轴的刚度计算..............................................37
5.4 变速器轴承的选择和校核..........................................40
5.4.1 第一轴轴承的选择和校核....................................40
5.4.2 第二轴轴承的选择和校核....................................42
5.4.3 中间轴轴承的选择和校核....................................42
5.5 本章小结........................................................42
第6章 同步器和操纵机构的选择 ......................................43
6.1 锁销式同步器....................................................43
6.1.1 锁销式同步器结构..........................................43
6.1.2 锁销式同步器工作原理......................................44
6.2 锁环式同步器.......................................................44
6.2.1 锁环式同步器结构.........................................44
6.2.2 锁环式同步器工作原理.....................................45
6.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定...............................46
6.3 变速器操纵机构.................................................47
6.3.1 直接操纵手动换挡变速器...................................48
6.3.2 远距离操纵手动换挡变速器.................................48
6.4 本章小结.......................................................48
结论..................................................................49
致谢..................................................................50
参考文献..............................................................51
附录外文文献.........................................................52
附录外文文献翻译....................................................55
绪 论
1.1 概述选题的背景、目的及意义
汽车上所应用的发动机具有转矩变化范围小、转速高的特点，这与汽车实际的行驶状况是不相适应的。如果没有变速器而直接将发动机与驱动桥连接在一起，首先由于发动机的转矩小，不能克服汽车的行驶阻力，使汽车根本无法起步；其次假使汽车行驶起来，也会由于车速太高而不实用，甚至无法驾控。所以必须改造发动机的转矩、转速特性，使发动机的转矩增大、转速下降以适应汽车实际行驶的要求。因此就出现了车用变速箱和主减速器。它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到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几分之一。
设计档位不同的变速器，能让汽车在条件良好的平直路面上的高速行驶，在路面不平和有较大坡度时输出较大的扭矩。从经济性出发，驾驶员可以根据具体情况，选择变速箱的某一挡位，来减少燃油的消耗。从改变行驶方向上，发动机的旋转方向从前往后看为顺时针方向，且是不能改变，在某些情况下，设置了倒档变速器的汽车还能倒向行驶。另外，在发动机起动和怠速运转、变速器换档、汽车滑行和暂时停车等情况下，都需要中断发动机的动力传动，变速器中设有的空档能实现这些功能。
“十一五”期间，汽车工业发展迅猛，年产量由571万辆上升到1826万辆，私人汽车保有量由2365万辆上升到6539万辆，中国已成为世界最大的汽车生产和消费国之一。汽车作为一个在方方面面影响居民生产、生活的用品，它的动力性、经济性、通过性、操纵方式等任何一项突破都会对整个行业产生巨大的影响。作为车辆工程专业的本科学生，选择变速器进行设计，在设计过程中会复习所学的专业课程、了解大量的专业知识，设计方案具有足够的复杂程度，同时在生产有可行性。
1.2 国内外研究状况
现在汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。现在市场上流行的变速器种类：1)双离合变速器(Dual Clutch Transmission)，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。?DCT的核心技术仅掌握在美国博格华纳(BorgWarner)和德国舍弗勒(Schaeffler)集团手中。基于DCT技术的各公司不同变速器 ：大众 DSG (Direct Shift Gearbox) ，奥迪 S Tronic，宝马 M DKG (Doppel Kuppling Getriebe, M Double Clutch gearbox) ，福特、沃尔沃 Powershift，保时捷 PDK (Porsche Doppelkupplungsgetribe)，三菱 Twin Clutch SST。2)电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission)，是在原有齿轮式机械变速器的基础上加装电脑控制系统，对油门、离合器、变速杆的控制均采用了电动机驱动或液压驱动的执行机构，从而实现选挡、换挡的自动化控制，使汽车成为自动变速的汽车。它保持了原有的机械传动结构基本不变，所以齿转传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点被很好的继承下来。3)无级变速器(Continuous Variable Transmission)，结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，它主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。奥迪、日产 、三菱、奥迪、 日产天籁、本田飞度、菲亚特、福特等世界名牌车系都有配备CVT变速器的轿车销售。
1.3 选题的研究设想、研究方法
在此次设计中对变速器作了总体设计，对变速器的传动方案和操作方式进行了选择，对变速器主要参数的确定做了详细说明，计算变速器的齿轮和轴的尺寸结构，对同步器和一些标准件做了选型设计。
采用文献研究法。根据选题，通过查找文献获得资料，了解研究对象的组成、工作原理和待解决的问题。①了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。②形成关于研究对象的一般印象，有助于明确设计的内容和设计过程。③能得到现实资料的比较资料。④有助于了解事物的全貌。采用定量分析法。在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。采用模拟法。模拟设计原形的主要特征，将已知信息转化为设计的依据，根据设计原形的各种机构的零部件间的力学、配合关系，通过大量的计算与校核，以此为条件确定使用的理论和经验公式，保证设计的正确、合理。
1.4 设计的主要内容
1、总体方案的设计，按照任务书给定的主要参数选择相应车型，参照其变速器的主要结构选择自己设计的变速器的类型、传动机构和倒挡布置方案；
2、变速器的主要参数的选择计算，内容包括：轴的直径，传动比范围、中心距、外形尺寸，齿轮的模数、压力角、螺旋角、齿宽、各档齿轮齿数；
4、齿轮、轴的计算和校核，内容包括：齿轮弯曲应力、接触应力计算，轴的强度、刚度计算，轴承的选择和寿命计算；
5、同步器、操纵机构的工作原理、结构和选择。
1.5 预期结果和意义
设计方案预计传动机构、操纵机构布置方便，结构简单紧凑。换挡迅速，齿轮接触平稳，各挡齿轮的变位系数、压力角、螺旋角、模数和齿顶高系数的选择考虑齿轮的受力、转速和噪声情况，按传动比高低不同选择不同：在高档工作区,通过选用较小的模数,较小的正角度变位系数和较大的齿顶高系数.，合理分配端面重合度和轴向重合度，以满足现代变速箱的设计要求,达到降低噪声，传动平稳的最佳效果；而在低档工作区，通过选用较大的模数，较大的正角度变位系数和较小的齿顶高系数，来增大低档齿轮的弯曲强度，以满足汽车变速箱低档齿轮的低速大扭矩的强度要求，以获得最有力的输出功率。轴和齿轮要具有足够的强度和刚度，通过校核检验设计是否合理，选择的轴承在工作时间内具有足够的使用寿命。
本次设计的意义是将研究转化为生产力。结合当前汽车行业的发展前景，自主学习新技术，研究工艺流程，培养思维的严谨性和专研学术的扎实作风，围绕经济社会创造价值。
第2章 总体方案设计
2.1 技术参数
根据变速器设计所选择的汽车基本参数如下表。
表2.1 设计基本参数表
项目参数值
车型东风EQ1092
发动机东风EQ6100-1改进型
额定转速(r/min)3000
最大扭矩(N·m/n)353
额定总质量(kg)9400
车长/宽/高(mm)8145/2470/2485
最高车速(km/h)90
最大爬坡度30%
轮胎9．00-20
川公网安备: 51019002004831号