人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 捷达轿车变速器设计【汽车类】【6张CAD图纸】【优秀】

过程管理封皮.doc

捷达轿车变速器设计【汽车类】【6张CAD图纸】【优秀】

资源目录

捷达轿车变速器设计【汽车类】【6张CAD图纸】【优秀】.rar

捷达轿车变速器设计说明书.doc---(点击预览)

捷达轿车变速器设计开题报告.doc---(点击预览)

压缩包内文档预览：

编号：402515 类型：共享资源大小：1.26MB 格式：RAR 上传时间：2015-02-02 上传人：上*** IP属地：江苏

45
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 捷达轿车变速器设计汽车 cad图纸

资源描述：

捷达轿车变速器设计

44页 19000字数+说明书+任务书+开题报告+6张CAD图纸【详情如下】

一档齿轮.dwg

二档齿轮.dwg

任务书.doc

封面.doc

捷达轿车变速器设计开题报告.doc

捷达轿车变速器设计说明书.doc

摘要.doc

目录.doc

第一轴.dwg

第二轴.dwg

答辩相关材料.doc

箱体.dwg

装配图.dwg

过程管理封皮.doc

QQ截图20150201150142.gif

QQ截图20150201150304.gif

第二轴.gif

第一轴.gif

二档齿轮.gif

捷达轿车变速器设计.gif

全部文件.gif

箱体.gif

一档齿轮.gif

摘要

捷达轿车在我国应用十分广泛，而变速器是整车的关键总成之一。其功用是在不同的使用条件下, 改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速, 使汽车得到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。通过捷达轿车变速器的设计，使其变速器性能更好具有一定的实际意义。我设计的变速器主要内容：

1.变速器的总体的方案的确定。对变速器的功能和要求进行确定，对结构方案确定，和变速器主要零件结构的方案分析。

2.变速器主要参数的选择与主要零件的设计。对变速器主要参数进行选择，对各档传动比及其齿轮齿数的确定，齿轮边位系数的选择。

3.变速器齿轮的强度计算与材料的选择。对齿轮的损坏原因及形式的确定，对齿轮的强度计算与校核。

4.变速器轴的强度计算与校核。变速器轴的结构和尺寸的计算，对轴的校核。

5.变速器同步器的设计和操纵机构。对同步器的结构的确定，同步器同步环主要参数的确定，变速器的操纵机构的选择和确定。

关键词：捷达；变速器；主要参数；零件；校核

ABSTRACT

The jetta cars used widely in our country, and the key is the vehicle transmission is one of the assembly. Its function is used in different conditions, changes to the drive wheels on the engine torque ancd rotational speed, make cars get different traction and the engine speed, and at the same time at the most favorable conditions range work. Through the jetta car transmission design, make its transmission better performance has certain practical significance. I designed the transmission main contents:

1. The transmission of the overall plan is affirmatory. The function and requirement of the transmission determined to structure plan, and the structure of main parts and the transmission scheme analysis.

2. The main parameter selection and transmission of main parts design. Of the transmission main parameters of each gear transmission choice, and determine the pinion gear, gear edge position coefficients choice.

3. Transmission gear strength calculation and material selection. The damage of gear determination of reason and form of gear, strength calculation and checking.

4. Transmission shaft strength calculation and checking. Transmission shaft structure and size of the calculation and shaft dynamicrigidity.

5. Transmission synchronizer design and operation. The structure of synchronizer determination of synchronizer synchronous ring, main parameter is determined, the transmission of the choice and determination of manipulated mechanism.

Keywords: jetta; Transmission; Main parameters; Parts; checking

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

Absteact………………………………………………………………………………………...Ⅱ

第1章前言………………………………………………………………………………….1

1.1选题背景目的………………………………………………………………………...1

1.2 发展现状………………………………………………………………………………1

1.3意义……………………………………………………………………………………..2

1.4设计内容……………………………………………………………………………….3

第2章捷达变速器的总体方案的确定…………………………………………….4

2.1 变速器的功用和要求……………………………………………………………….4

2.2 变速器结构方案的确定…………………………………………………………....4

2.2.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择……………………………...5

2.2.2 倒档传动方案………………………………………………………………..9

2.3 变速器主要零件结构的方案分析……………………………………………….9

2.3.1 齿轮型式……………………………………………………………………..9

2.3.2 换档结构型式……………………………………………………………...10

2.4 本章小结……………………………………………………………………………12

第3章变速器主要参数的选择与主要零件的设计……………………….13

3.1 变速器主要参数的选择…………………………………………………………13

3.1.1 倒档和传动比…………………………………………………………….13

3.1.2 中心距……………………………………………………………………...14

3.1.3 轴向尺寸…………………………………………………………………..14

3.1.4 齿轮参数…………………………………………………………………..15

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

3.2.1 确定一档齿轮的齿数…………………………………………………...16

3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数…................................17

3.2.3 确定其他档位的齿数……………………………………………………17

3.2.4 确定倒挡齿轮的齿数……………………………………………………18

3.3 齿轮变位系数的选择……………………………………………………………18

3.4本章小结……………………………………………………………………………..19

第4章变速器齿轮的强度计算与材料的选择………………………………..20

4.1 齿轮的损坏原因及形式………………………………………………………….20

4.2 齿轮的强度计算与校核………………………………………………………….20

4.2.1 齿轮弯曲强度计算…........................................20

4.2.2 齿轮接触应力….............................................20

4.3本章小结…………………………………………………………………………….23

第5章变速器轴的强度计算与校核………………………………………….......24

5.1 变速器轴的结构和尺寸…………………………………………………………24

5.1.1 轴的结构…………………………………………………………………...24

5.1.2 确定轴的尺寸………………………………………………………….....24

5.2 轴的校核…………………………………………………………………………...25

5.2.1 第一轴的强度与刚度校核……………………………………………..25

5.2.2 第二轴的校核计算………………………………………………………26

5.3本章小结…………………………………………………………………………….28

第6章变速器同步器的设计和操纵机构……………………………………...29

6.1同步器的结构……………………………………………………………………. .29

6.2同步环主要参数的确定………………………………………………………….30

6.3变速器的操纵机构………………………………………………………………..32

结论…………………………………………………………………………………………......33

参考文献………………………………………………………………………………………34

致谢……………………………………………………………………………………………...35

第1章前言

1.1选题背景目的

捷达轿车在我国应用十分广泛，而变速器是整车的关键总成之一。其功用是在不同的使用条件下, 改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速, 使汽车得到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。通过捷达轿车变速器的设计，使其变速器性能更好具有一定的实际意义。

发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现，为了发挥发动机的最佳性能就必须有一套变速装置，来协调发动机的转速和车轮的实际速度，变速器可以汽车行驶过程中，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最佳动力性能状态下，根据上述情况目前，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不断发展壮大，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品。另外，一些跨国公司独资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。

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。心脏，车轮、底盘与悬挂是躯干与四肢，然而连接它们的，是类似于人体经脉的变速器系统。如果汽车丧失了变速器这个中心环节，心脏、四肢与躯干再好，汽车只能如同植物人般成为废铁一堆！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。

1.4设计内容：

利用所选定的发动机参数，发动机功率95KW, 最高车速190 Km/h,转矩170Nm，总质量1091 kg，转矩转速 6000r/min，车轮205/65R15。完成变速器结构布置和设计。设计的主要内容有选择所设计发动机参数，确定变速器结构类型，确定操纵机构的结构形式，确定同步器的形式，对变速器中的各级齿轮和轴等零部件进行设计，并对主要零部件进行校核。第2章捷达变速器的总体方案的确定

本设计是根据捷达轿车1.6L手动车型而开展的，设计中所采用的参数如下：

主减速比：4.782

最高时速：190km/h

轮胎型号：205/65R15

发动机型号：EA113

最大扭矩：170Nm/4500

最大功率：95kw/5750

最高转速：6000r/min

2.1 变速器的功用和要求

变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。

对变速器的主要要求是：

1.应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。

2.工作可靠，操纵轻便。汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。

3.重量轻、体积小。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。

4.传动效率高。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。

5.噪声小。采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。

本次设计是大众捷达车型的变速器部分。变速器是车辆不可或缺的一部分，其中机械式变速箱设计发展到今天，其技术已经成熟，但对于我们还没有踏出校门的学生来说，其中的设计理念还是很值得我们去探讨、学习的。

对于本次设计的变速箱来说，其特点是：扭矩变化范围大可以满足不同的工况要求，结构简单，易于生产、使用和维修，价格低廉，而且采用结合套挂挡，可以使变速器挂挡平稳，噪声降低，轮齿不易损坏。在设计中采用了三轴五档手动变速器，设计中通过计算，传动比依次是3.85,2.55,1.69,1.12（修正为1）。中心距为77.08，齿轮模数2.5.传动比分别是通过较大的变速器传动比变化范围，可以满足汽车在不同的工况下的要求，从而达到其经济性和动力性的要求；变速器挂档时用结合套，虽然增加了成本，但是使汽车变速器操纵舒适度增加，齿轮传动更平稳。本着实用性和经济性的原则，在各部件的设计要求上都采用比较开放的标准，因此，安全系数不高，这一点是本次设计的不理想之处。但是，在以后的工作和学习中，我会继续学习和研究变速器技术，以求其设计更加合理和经济。

参考文献

[1] 臧杰 . 汽车构造[m].北京：机械工业出版社，下册.2005.8

[2] 刘惟信.汽车设计.北京：清华大学出版社，2001：158～200

[3] 张洪欣.汽车设计.北京：机械工业出版社，1981：106～126

[4] 陈家瑞.汽车构造.第二版.北京：机械工业出版社，2005：40～61

[5] 张文春.汽车理论.北京：机械工业出版社，2005：70～83

[6] 彭文生，张志明，黄华梁.机械设计.北京：高等教育出版社，2002：96～138

[7] 董宝承.汽车底盘.北京：机械工业出版社，2004：32～81

[8] 陈焕江，徐双应.交通运输专业英语.北京：机械工业出版社，2002：20～30

[9] 刘鸿文.简明材料力学.北京：高等教育出版社，1997：254～259

[10] 周一明，毛恩荣.车辆人机工程学.北京：北京理工大学出版社，1999：154～174

[11]（美）J.厄尔贾维克.汽车手动变速器和变速驱动桥.北京：机械工业出版社，1998：49～65

[12]王尚军. DC6J80T六档变速器设计[J]. 机械传动, 2002, (01) .

[13］贺萍.汽车自动变速器综合性能检测台架试验项目的国内外现状与研究［J］.实验室研究与探索，2007,26(12):164-166.

[14］夏际金，方凯，张广斌，等.变速器综合性能试验台系统体系结构及控制软件的开发［J］.电子技术应用，2003，29（5）:36-38.

[15］陈开考,骆美富.电喷发动机故障诊断教学系统研究［J］.实验室研究与探索.2007，26（6）：153-155.

［16］陈立旦,郑尧军,陈开考.基于图形化电喷发动机教学软件的开发研究［J］.拖拉机与农用运输车，2006，33(5):75-76.

［17］李庆，罗锡文，陆华忠，等.汽车液力自动变速器试验台的计算机测试系统［J］.华南农业大学学报，2007，28(2)：110-112.

［18］骆美富,郑尧军,陈开考.随车式摩托车废气分析仪［J］.机电工程,2008,25(6):91-94.

［19］陈开考，郑文锺，何勇.基于模糊技术的电控自动变速箱故障诊断专家系统研究［J］，浙江大学学报:工学版，2004，30(6)：259-262

［20］Machin, A.S.. Sparrow, J.G. and Stimson, M.G. 'The thermoelasticconstant' SPIE 731 (1987) pp 26-31

［21］Stanley, P. and Chan, W.K., "The application of thermoelastic stress analysis to composite materials' J Strum Anal23 No 3 (1988) pp 137-143

内容简介：: SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名王志远院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-5班指导教师姓名王永梅职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称捷达轿车变速器的设计一、设计（论文）目的、意义捷达轿车在我国应用十分广泛，而变速器是整车的关键总成之一。其功用是在不同的使用条件下, 改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速, 使汽车得到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。通过捷达轿车变速器的设计，使其变速器性能更好具有一定的实际意义。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）（一）设计内容利用所选定的发动机参数，发动机功率95KW, 最高车速190 Km/h,转矩170Nm，总质量1091 kg，转矩转速 6000r/min，车轮205/65R15。完成变速器结构布置和设计。设计的主要内容有选择所设计发动机参数，确定变速器结构类型，确定操纵机构的结构形式，确定同步器的形式，对变速器中的各级齿轮和轴等零部件进行设计，并对主要零部件进行校核。（二）研究方法1、参考相关资料，对比各种变速器优缺点，初步确定设计方案。2、实地考察相关类型的车，为最终设计方案提供依据。3、利用Autocad软件绘制变速器图纸。三、设计（论文）完成后应提交的成果（一）计算说明部分完成设计说明书1.5万字。其中包括变速器各级齿轮和轴等零部件进行设计及强度校和部分。（二）图纸部分变速器装配图零件图若干张，共计折合4张A0图纸。四、设计（论文）进度安排（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告第12周（3月1日3月14日）（2）确定总体方案第34周（3月15日3月28日）（3）对变速器桥结构进行设计第56周（3月29日4月11日）（4）对变速器尺寸进行设计第78周（4月12日4月25日）（5）建立变速器的零件图及装配模型第911周（4月26日5月16日）（5）书写设计说明书第1213周（5月17日5月30日）（6）设计审核、修改设计说明书第1416周（6月1日6月20日）（7）毕业设计答辩准备及答辩第17周（6月21日6月27日）五、主要参考资料1蒋崇贤，何明辉专用汽车设计武汉工业大学出版社2工程中的有限元方法(第3版)机械工业出版社，20043黄天泽，黄金陵汽车车身结构与设计机械工业出版社，20004孙桓主编.机械设计.机械工业出版社出版5余志生汽车理论M，机械工业出版社，19876陈家瑞主编.汽车构造.人民交通出版社出版7吴镇著.理论力学.上海:上海交通大学出版社，19978吕慧瑛.机械设计基础.北京:清华大学出版社，2002六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日本科学生毕业设计捷达轿车变速器设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程 BW07-5班学生姓名：王志远指导教师：王永梅职称：讲师黑龙江工程学院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign Of The Jetta Car Transmission Candidate：Wang ZhiyuanSpecialty：Vehicle EngineeringClass：BW07-5Supervisor：LecturerWang YongmeiHeilongjiang Institute of Technology2011-06毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 捷达轿车变速器设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 车辆工程B07-5 学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2011-2-28 指导委员会审查意见：签字：年月日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。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BW07-5指导教师姓名职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称捷达轿车变速器的设计一、课题研究现状、选题目的和意义捷达轿车在我国应用十分广泛，而变速器是整车的关键总成之一。其功能是在不同的使用条件下，改变发动机传动到驱动轮上的转矩和转速，使汽车得到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。通过捷达轿车变速器的设计，使其变速器性能具有一定的实际意义。汽车问世一百多年以来，为人类进入现代生活，产生巨大的影响，汽车变速器是汽车传动系统的重要组成部分，其性能的好坏对汽车的动力性，经济性，操纵可靠性与轻便性，传动的平稳性与效率等都有直接的影响。汽车变速器作为影响汽车的关键部件，其齿轮传动系统性能的好坏直接影响汽车各项性能指标。首先，变速器振动常常会诱发与其相连接部件的振动。影响整车的工作性能此外，变速器载荷和速度的提高产生的齿轮噪声，与其他声源的噪声更突出，因此，降低了汽车变速器的振动也就降低变速器振动所引起的噪声，从而大大提高了汽车的乘坐舒适性。特别是从汽车的大批量生产及汽车工业的大发展以来汽车已为世界经济的发展，为人类进入现在生活，产生了无法估量的巨大的影响，为人类社会的进步作出了不可磨灭的巨大的贡献，掀起了一场划时代的革命，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内变化，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，故其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。这对矛盾靠现代汽车内燃机本身无法解决的，因此，在汽车传动系中设置了变速器和减速器，已达到减速增距的目的。发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现，为了发挥发动机的最佳性能就必须有一套变速装置，来协调发动机的转速和车轮的实际速度，变速器可以汽车行驶过程中，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最佳动力性能状态下，根据上述情况目前，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不断发展壮大，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品。另外，一些跨国公司独资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。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）：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。（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。（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。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。选题意义：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,其实，汽车与人一样，也是有着整套健康系统的有机结合体。发动机是心脏，车轮、底盘与悬挂是躯干与四肢，然而连接它们的，是类似于人体经脉的变速器系统。如果汽车丧失了变速器这个中心环节，心脏、四肢与躯干再好，汽车只能如同植物人般成为废铁一堆！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。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题（一）设计内容利用所选定的发动机参数，发动机功率95KW, 最高车速190 Km/h,转矩170Nm，总质量1091 kg，转矩转速 6000r/min，车轮205/65R15。完成变速器结构布置和设计。设计的主要内容有选择所设计发动机参数，确定变速器结构类型，确定操纵机构的结构形式，确定同步器的形式，对变速器中的各级齿轮和轴等零部件进行设计，并对主要零部件进行校核。（二）研究方法1.参考相关资料，对比各种变速器优缺点，初步确定设计方案。2.实地考察相关类型的车，为最终设计方案提供依据。3.利用Autocad软件绘制变速器图纸。四、进度安排（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告第12周（2月28日3月11日）（2）确定总体方案第34周（3月14日3月25日）（3）对变速器桥结构进行设计第56周（3月28日4月8日）（4）对变速器尺寸进行设计第78周（4月11日4月22日）（5）建立变速器的零件图及装配模型第911周（4月25日5月13日）（5）书写设计说明书第1213周（5月16日5月27日）（6）设计审核、修改设计说明书第1416周（5月30日6月17日）（7）毕业设计答辩准备及答辩第17周（6月20日6月24日）五、参考文献1蒋崇贤，何明辉专用汽车设计武汉工业大学出版社2工程中的有限元方法(第3版)机械工业出版社，20043黄天泽，黄金陵汽车车身结构与设计机械工业出版社，20004孙桓主编.机械设计.机械工业出版社出版5余志生汽车理论M，机械工业出版社，19876陈家瑞主编.汽车构造.人民交通出版社出版7吴镇著.理论力学.上海:上海交通大学出版社，19978吕慧瑛.机械设计基础.北京:清华大学出版社，20029何云祥. 重型汽车变速器的结构创新J. 现代零部件, 2009, (01) :100-10110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(自然科学版), 2004, (03) .11变速器设计(上)J. 汽车技术, 1972, (01) .12王尚军. DC6J80T六档变速器设计J. 机械传动, 2002, (01) .13黄雄健,杨寿海. CAD/CAE技术在汽车变速器设计中的应用J. 广西工学院学报, 2007, (01) .14胡朝峰 ,过学迅 ,汪斌. 汽车变速器技术的发展与展望J. 汽车研究与开发, 2005, (05) .15向立明. 汽车变速器的发展历史及未来趋势J. 公路与汽运, 2007, (01)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捷达轿车在我国应用十分广泛，而变速器是整车的关键总成之一。其功用是在不同的使用条件下, 改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速, 使汽车得到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。通过捷达轿车变速器的设计，使其变速器性能更好具有一定的实际意义。我设计的变速器主要内容：1.变速器的总体的方案的确定。对变速器的功能和要求进行确定，对结构方案确定，和变速器主要零件结构的方案分析。2.变速器主要参数的选择与主要零件的设计。对变速器主要参数进行选择，对各档传动比及其齿轮齿数的确定，齿轮边位系数的选择。3.变速器齿轮的强度计算与材料的选择。对齿轮的损坏原因及形式的确定，对齿轮的强度计算与校核。4.变速器轴的强度计算与校核。变速器轴的结构和尺寸的计算，对轴的校核。5.变速器同步器的设计和操纵机构。对同步器的结构的确定，同步器同步环主要参数的确定，变速器的操纵机构的选择和确定。关键词：捷达；变速器；主要参数；零件；校核ABSTRACTThe jetta cars used widely in our country, and the key is the vehicle transmission is one of the assembly. Its function is used in different conditions, changes to the drive wheels on the engine torque ancd rotational speed, make cars get different traction and the engine speed, and at the same time at the most favorable conditions range work. Through the jetta car transmission design, make its transmission better performance has certain practical significance. I designed the transmission main contents: 1. The transmission of the overall plan is affirmatory. The function and requirement of the transmission determined to structure plan, and the structure of main parts and the transmission scheme analysis. 2. The main parameter selection and transmission of main parts design. Of the transmission main parameters of each gear transmission choice, and determine the pinion gear, gear edge position coefficients choice. 3. Transmission gear strength calculation and material selection. The damage of gear determination of reason and form of gear, strength calculation and checking. 4. Transmission shaft strength calculation and checking. Transmission shaft structure and size of the calculation and shaft dynamicrigidity. 5. Transmission synchronizer design and operation. The structure of synchronizer determination of synchronizer synchronous ring, main parameter is determined, the transmission of the choice and determination of manipulated mechanism. Keywords: jetta; Transmission; Main parameters; Parts; checking 目录摘要.Absteact.第1章前言.11.1选题背景目的.11.2 发展现状11.3意义.21.4设计内容.3第2章捷达变速器的总体方案的确定.42.1 变速器的功用和要求.42.2 变速器结构方案的确定.42.2.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择.52.2.2 倒档传动方案.92.3 变速器主要零件结构的方案分析.9 2.3.1 齿轮型式.9 2.3.2 换档结构型式.102.4 本章小结12第3章变速器主要参数的选择与主要零件的设计.133.1 变速器主要参数的选择13 3.1.1 倒档和传动比.13 3.1.2 中心距.14 3.1.3 轴向尺寸.14 3.1.4 齿轮参数.153.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定.16 3.2.1 确定一档齿轮的齿数.16 3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数.17 3.2.3 确定其他档位的齿数17 3.2.4 确定倒挡齿轮的齿数183.3 齿轮变位系数的选择183.4本章小结.19第4章变速器齿轮的强度计算与材料的选择.204.1 齿轮的损坏原因及形式.204.2 齿轮的强度计算与校核.20 4.2.1 齿轮弯曲强度计算.20 4.2.2 齿轮接触应力.224.3本章小结.23第5章变速器轴的强度计算与校核.24 5.1 变速器轴的结构和尺寸24 5.1.1 轴的结构.24 5.1.2 确定轴的尺寸.245.2 轴的校核.25 5.2.1 第一轴的强度与刚度校核.25 5.2.2 第二轴的校核计算265.3本章小结.28第6章变速器同步器的设计和操纵机构.296.1同步器的结构. .296.2同步环主要参数的确定.306.3变速器的操纵机构.32结论.33参考文献34致谢.35第1章前言1.1选题背景目的捷达轿车在我国应用十分广泛，而变速器是整车的关键总成之一。其功用是在不同的使用条件下, 改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速, 使汽车得到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。通过捷达轿车变速器的设计，使其变速器性能更好具有一定的实际意义。发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现，为了发挥发动机的最佳性能就必须有一套变速装置，来协调发动机的转速和车轮的实际速度，变速器可以汽车行驶过程中，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最佳动力性能状态下，根据上述情况目前，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不断发展壮大，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品。另外，一些跨国公司独资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。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。1.2发展现状从技术、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）：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。1.3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,其实，汽车与人一样，也是有着整套健康系统的有机结合体。发动机是心脏，车轮、底盘与悬挂是躯干与四肢，然而连接它们的，是类似于人体经脉的变速器系统。如果汽车丧失了变速器这个中心环节，心脏、四肢与躯干再好，汽车只能如同植物人般成为废铁一堆！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。1.4设计内容：利用所选定的发动机参数，发动机功率95KW, 最高车速190 Km/h,转矩170Nm，总质量1091 kg，转矩转速 6000r/min，车轮205/65R15。完成变速器结构布置和设计。设计的主要内容有选择所设计发动机参数，确定变速器结构类型，确定操纵机构的结构形式，确定同步器的形式，对变速器中的各级齿轮和轴等零部件进行设计，并对主要零部件进行校核。第2章捷达变速器的总体方案的确定本设计是根据捷达轿车1.6L手动车型而开展的，设计中所采用的参数如下：主减速比：4.782最高时速：190km/h轮胎型号：205/65R15发动机型号：EA113最大扭矩：170Nm/4500最大功率：95kw/5750最高转速：6000r/min 2.1 变速器的功用和要求变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。对变速器的主要要求是：1.应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。2.工作可靠，操纵轻便。汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。3.重量轻、体积小。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。4.传动效率高。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。5.噪声小。采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。2.2 变速器结构方案的确定变速器由传动机构与操纵机构组成。2.2.1变速器传动机构的结构分析与型式选择有级变速器与无级变速器相比，其结构简单、制造低廉，具有高的传动效率（=0.960.98），因此在各类汽车上均得到广泛的应用。设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、档位数及各档的传动比，因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。传动比范围是变速器低档传动比与高档传动比的比值。汽车行驶的道路状况愈多样，发动机的功率与汽车质量之比愈小，则变速器的传动比范围应愈大。目前，轿车变速器的传动比范围为3.04.5；一般用途的货车和轻型以上的客车为5.08.0；越野车与牵引车为10.020.0。通常，有级变速器具有3、4、5个前进档；重型载货汽车和重型越野汽车则采用多档变速器，其前进档位数多达616个甚至20个。变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用效率、汽车的燃料经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但采用手动的机械式操纵机构时，要实现迅速、无声换档，对于多于5个前进档的变速器来说是困难的。因此，直接操纵式变速器档位数的上限为5档。多于5个前进档将使操纵机构复杂化，或者需要加装具有独立操纵机构的副变速器，后者仅用于一定行驶工况。某些轿车和货车的变速器，采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速档。采用传动比小于1（0.70.8）的超速档，可以更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的直接档比较，采用超速档会降低传动效率。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。三轴式和两轴式变速器得到的最广泛的应用。三轴式变速器如图2.1所示，其第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且第一、第二轴同心。将第一、第二轴直接连接起来传递扭矩则称为直接档。此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，而第一、第二轴也传递转矩。因此，直接档的传递效率高，磨损及噪音也最小，这是三轴式变速器的主要优点。其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。因此。在齿轮中心距（影响变速器尺寸的重要参数）较小的情况下仍然可以获得大的一档传动比，这是三轴式变速器的另一优点。其缺点是：处直接档外其他各档的传动效率有所下降。两轴式变速器如图2.2所示。与三轴式变速器相比，其结构简单、紧凑且除最到档外其他各档的传动效率高、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降低6%10%。两轴式变速器则方便于这种布置且传动系的结构简单。如图所示，两轴式变速器的第二轴（即输出轴）与主减速器主动齿轮做成一体，当发动机纵置时，主减速器可用螺旋锥齿轮或双面齿轮；当发动机横置时则可用圆柱齿轮，从而简化了制造工艺，降低了成本。除倒档常用滑动齿轮（直齿圆柱齿轮）外，其他档均采用常啮合斜齿轮传动；个档的同步器多装在第二轴上，这是因为一档的主动齿轮尺寸小，装同步器有困难；而高档的同步器也可以装在第一轴的后端，如图示。1）第一轴；2）第二轴；3）中间轴图2.1 轿车中间轴式四档变速器两轴式变速器没有直接档，因此在高档工作时，齿轮和轴承均承载，因而噪声比较大，也增加了磨损，这是它的缺点。另外，低档传动比取值的上限（ig=4.04.5）也受到较大限制,但这一缺点可通过减小各档传动比同时增大主减速比来取消。有级变速器结构的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿轮。后者比直齿轮有更长的寿命、更低的噪声，虽然其制造稍复杂些且在工作中有轴向力。因此，在变速器中，除低档及倒档外，直齿圆柱齿轮已经被斜齿圆柱齿轮所代替。但是在本设计中，由于倒档齿轮采用的是常啮式，因此也采用斜齿轮。由于所设计的汽车是发动机前置，后轮驱动，因此采用中间轴式变速器。图2.3、图2.4、图2.5分别示出了几种中间轴式四，五，六档变速器传动方案。它们的共同特点是：变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上，经啮合套将它们连接得到直接档。使用直接档，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，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90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少因为直接档的利用率高于其它档位，因而提高了变速器的使用寿命；在其它前进档位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴，中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下，一档仍然有较大的传动比；档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，档位低的齿轮（一档）可以采用或不采用常啮合齿轮传动；多数传动方案中除一档以外的其他档位的换档机构，均采用同步器或啮合套换档，少数结构的一档也采用同步器或啮合套换档，还有各档同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。再除直接档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，这是它的缺点。在档数相同的条件下，各种中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数，换档方式和到档传动方案上有差别。1）第一轴；2）第二轴；3）同步器图2.2 两轴式变速器如图2.3中的中间轴式四档变速器传动方案示例的区别：图2.3a、b所示方案有四对常啮合齿轮，倒档用直齿滑动齿轮换档；图2-3c所示传动方案的二，三，四档用常啮合齿轮传动，而一档和倒档用直齿滑动齿轮换档。图2.3 中间轴式四档变速器传动方案图2.4a所示方案，除一，倒档用直齿滑动齿轮换档外，其余各档为常啮合齿轮传动。图2.4b、c、d所示方案的各前进档，均用常啮合齿轮传动；图2.4d所示方案中的倒档和超速档安装在位于变速器后部的副箱体内，这样布置除可以提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声外，还可以在不需要超速档的条件下，很容易形成一个只有四个前进档的变速器。图2.4 中间轴式五档变速器传动方案图2.5a 所示方案中的一档、倒档和图b所示方案中的倒档用直齿滑动齿轮换档，其余各档均用常啮合齿轮。图2.5 中间轴式六档变速器传动方案以上各种方案中，凡采用常啮合齿轮传动的档位，其换档方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中，有的档位用同步器换档，有的档位用啮合套换档，那么一定是档位高的用同步器换档，档位低的用啮合套换档。发动机前置后轮驱动的轿车采用中间轴式变速器，为缩短传动轴长度，可将变速器后端加长，如图2.3a、b所示。伸长后的第二轴有时装在三个支承上，其最后一个支承位于加长的附加壳体上。如果在附加壳体内，布置倒档传动齿轮和换档机构，还能减少变速器主体部分的外形尺寸。变速器用图2.4c所示的多支承结构方案，能提高轴的刚度。这时，如用在轴平面上可分开的壳体，就能较好地解决轴和齿轮等零部件装配困难的问题。图2.4c所示方案的高档从动齿轮处于悬臂状态，同时一档和倒档齿轮布置在变速器壳体的中间跨距里，而中间档的同步器布置在中间轴上是这个方案的特点。2.2.2 倒档传动方案图2.6为常见的倒挡布置方案。图2.6c所示方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图2.6d所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图2.6c所示方案。图2.6e所示方案是将中间轴上的一，倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2-6f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便。为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，因为变速器在一挡和倒挡工作时有较大的力，所以无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的低档与倒挡，都应当布置在在靠近轴的支承处，以减少轴的变形，保证齿轮重合度下降不多，然后按照从低档到高挡顺序布置各挡齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。本设计采用图2.6f的传动方案。图2.6 变速器倒档传动方案2.3变速器主要零件结构的方案分析变速器的设计方案必需满足使用性能、制造条件、维护方便及三化等要求。在确定变速器结构方案时，也要考虑齿轮型式、换档结构型式、轴承型式、润滑和密封等因素。2.3.1 齿轮型式与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长，工作时噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。但是，在本设计中由于倒档采用的是常啮合方案，因此倒档也采用斜齿轮传动方案，即除一档外，均采用斜齿轮传动。2.3.2 换档结构型式换档结构分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种。直齿滑动齿轮换档的特点是结构简单、紧凑，但由于换档不轻便、换档时齿端面受到很大冲击、导致齿轮早期损坏、滑动花键磨损后易造成脱档、噪声大等原因，初一档、倒档外很少采用。啮合套换档型式一般是配合斜齿轮传动使用的。由于齿轮常啮合，因而减少了噪声和动载荷，提高了齿轮的强度和寿命。啮合套有分为内齿啮合套和外齿啮合套，视结构布置而选定，若齿轮副内空间允许，采用内齿结合式，以减小轴向尺寸。结合套换档结构简单，但还不能完全消除换档冲击，目前在要求不高的档位上常被使用。采用同步器换档可保证齿轮在换档时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换档时间，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性，此外，该种型式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。目前，同步器广泛应用于各式变速器中。图2.7 防止自动脱档的结构措施自动脱档是变速器的主要障碍之一。为解决这个问题，除工艺上采取措施外，在结构上，目前比较有效的方案有以下几种：1）将啮合套做得长一些或者两接合齿的啮合位置错开（图2.7b），这样在啮合时使接合齿端部超过被接合齿约13mm。使用中因接触部分挤压和磨损，因而在接合齿端部形成凸肩，以阻止自动脱档。2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（0.30.6mm），这样，换档后啮合套的后端面便被后齿圈的前端面顶住，从而减少自动脱档（图2.8）。3）将接合齿的工作面加工成斜齿面，形成倒锥角（一般倾斜2030），使接合齿面产生阻止自动脱档的轴向力（图2.9）。这种结构方案比较有效，采用较多。图2.8 防止自动脱档的结构措施图2.9 防止自动脱档的结构措施在本设计中所采用的是锁环式同步器，该同步器是依靠摩擦作用实现同步的。但它可以从结构上保证结合套与待啮合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以免齿间冲击和发生噪声。同步器的结构如图2.10所示：l、4）同步环;2）同步器齿鼓;3）接合套;5）弹簧;6）滑块;7）止动球;8）卡环;9）输出轴;10、11）齿轮图2.10 锁环式同步器2.4本章小结：本章主要介绍了发动机主要参数的确定、选型与车速的确定，变速器形式的选择和确定，主要零件结构的方案确定，这是设计本课题的前提，为以后的设计确定了方向。第3章变速器主要参数的选择与主要零件的设计3.1 变速器主要参数的选择3.1.1 档数和传动比近年来，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。本设计也采用5个档位。选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有则由最大爬坡度要求的变速器档传动比为（3-1）式中： m-汽车总质量； g-重力加速度； max-道路最大阻力系数； rr-驱动轮的滚动半径； Temax-发动机最大转矩； i0-主减速比； -汽车传动系的传动效率。根据驱动车轮与路面的附着条件求得的变速器I档传动比为：（3-2）式中： G2-汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷； -路面的附着系数，计算时取=0.50.6。由已知条件：满载质量 1800kg； rr=337.25mm； Te max=170Nm； i0=4.782； =0.95。根据公式（3-2）可得：igI =3.85。超速档的的传动比一般为0.70.8，本设计去五档传动比ig=0.75。中间档的传动比理论上按公比为：（3-3）的等比数列，实际上与理论上略有出入，因齿数为整数且常用档位间的公比宜小些，另外还要考虑与发动机参数的合理匹配。根据上式可的出：=1.51。故有：3.1.2 中心距中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距、应能保证齿轮的强度。三轴式变速器的中心局A（mm）可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初定： (3-4)式中 K A-中心距系数。对轿车，K A =8.99.3；对货车，K A =8.69.6；对多档主变速器，K A =9.511；TI max -变速器处于一档时的输出扭矩：TI max=Te max igI =628.3Nm故可得出初始中心距A=77.08mm。3.1.3 轴向尺寸变速器的横向外形尺寸，可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。轿车四档变速器壳体的轴向尺寸3.03.4A。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关：四档(2.22.7)A五档(2.73.0)A六档(3.23.5)A当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数KA应取给出系数的上限。为检测方便，A取整。本次设计采用5+1手动挡变速器，其壳体的轴向尺寸是377.08mm=231.24mm，变速器壳体的最终轴向尺寸应由变速器总图的结构尺寸链确定。3.1.4 齿轮参数（1）齿轮模数建议用下列各式选取齿轮模数，所选取的模数大小应符合JB111-60规定的标准值。第一轴常啮合斜齿轮的法向模数mn (3-5)其中=170Nm，可得出mn=2.5。一档直齿轮的模数m mm (3-6)通过计算m=3。同步器和啮合套的接合大都采用渐开线齿形。由于制造工艺上的原因，同一变速器中的结合套模数都去相同，轿车和轻型货车取23.5。本设计取2.5。（2）齿形、压力角、螺旋角和齿宽b 汽车变速器齿轮的齿形、压力角、及螺旋角按表3.1选取。表3.1 汽车变速器齿轮的齿形、压力角与螺旋角项目车型齿形压力角螺旋角轿车高齿并修形的齿形14.5，15，1616.52545一般货车 GB1356-78规定的标准齿形202030重型车同上低档、倒档齿轮22.5，25小螺旋角压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些；对货车，为提高齿轮承载力，取大些。在本设计中变速器齿轮压力角取20,啮合套或同步器取30；斜齿轮螺旋角取30。应该注意的是选择斜齿轮的螺旋角时应力求使中间轴上是轴向力相互抵消。为此，中间轴上的全部齿轮一律去右旋，而第一轴和第二轴上的的斜齿轮去左旋，其轴向力经轴承盖由壳体承受。齿轮宽度b的大小直接影响着齿轮的承载能力，b加大，齿的承载能力增高。但试验表明，在齿宽增大到一定数值后，由于载荷分配不均匀，反而使齿轮的承载能力降低。所以，在保证齿轮的强度条件下，尽量选取较小的齿宽，以有利于减轻变速器的重量和缩短其轴向尺寸。通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽：直齿 b=(4.58.0)m，mm斜齿 b=(6.08.5)m，mm第一轴常啮合齿轮副齿宽的系数值可取大一些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动的平稳性和齿轮寿命。3.2各档传动比及其齿轮齿数的确定在初选了中心距、齿轮的模数和螺旋角后，可根据预先确定的变速器档数、传动比和结构方案来分配各档齿轮的齿数。下面结合本设计来说明分配各档齿数的方法。3.2.1 确定一档齿轮的齿数一档传动比（3-7）为了确定Z9和Z10的齿数，先求其齿数和: （3-8）其中 A =77.08mm、m =3；故有。图3.1 五档变速器示意图当轿车三轴式的变速器时，则，此处取=16，则可得出=35。上面根据初选的A及m计算出的可能不是整数，将其调整为整数后，从式（3-8）看出中心距有了变化，这时应从及齿轮变位系数反过来计算中心距A，再以这个修正后的中心距作为以后计算的依据。这里修正为51，则根据式（3-8）反推出A=76.5mm。3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数由式（2-7）求出常啮合齿轮的传动比（3-9）由已经得出的数据可确定而常啮合齿轮的中心距与一档齿轮的中心距相等（3-10）由此可得： (3-11)而根据已求得的数据可计算出：。与联立可得：=19、=34。则根据式（3-7）可计算出一档实际传动比为：。 3.2.3 确定其他档位的齿数二档传动比（3-12）而，故有：对于斜齿轮，（3-13）故有：联立得：。按同样的方法可分别计算出：三档齿轮；四档齿轮。3.2.4 确定倒档齿轮的齿数一般情况下，倒档传动比与一档传动比较为接近，在本设计中倒档传动比取3.7。中间轴上倒档传动齿轮的齿数比一档主动齿轮10略小，取。而通常情况下，倒档轴齿轮取2123，此处取=23。由（3-14）可计算出。故可得出中间轴与倒档轴的中心距A = (3-15) =50mm 而倒档轴与第二轴的中心: (3-16) =72.5mm。3.3 齿轮变位系数的选择齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节。采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨性、抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。变位齿轮主要有两类：高度变位和角度变位。高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。高度变位可增加小齿轮的齿根强度，使它达到和大齿轮强度想接近的程度。高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加一对齿轮的强度，也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零。角度变位既具有高度变位的优点，有避免了其缺点。有几对齿轮安装在中间轴和第二轴上组合并构成的变速器，会因保证各档传动比的需要，使各相互啮合齿轮副的齿数和不同。为保证各对齿轮有相同的中心距，此时应对齿轮进行变位。当齿数和多的齿轮副采用标准齿轮传动或高度变位时，则对齿数和少些的齿轮副应采用正角度变位。由于角度变位可获得良好的啮合性能及传动质量指标，故采用的较多。对斜齿轮传动，还可通过选择合适的螺旋角来达到中心距相同的要求。变速器齿轮是在承受循环负荷的条件下工作，有时还承受冲击负荷。对于高档齿轮，其主要损坏形势是齿面疲劳剥落，因此应按保证最大接触强度和抗胶合剂耐磨损最有利的原则选择变位系数。为提高接触强度，应使总变位系数尽可能取大一些，这样两齿轮的齿轮渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，减小接触应力。对于低档齿轮，由于小齿轮的齿根强度较低，加之传递载荷较大，小齿轮可能出现齿根弯曲断裂的现象。总变位系数越小，一对齿轮齿更总厚度越薄，齿根越弱，抗弯强度越低。但是由于轮齿的刚度较小，易于吸收冲击振动，故噪声要小些。根据上述理由，为降低噪声，变速器中除去一、二档和倒档以外的其他各档齿轮的总变位系数要选用较小的一些数值，以便获得低噪声传动。其中，一档主动齿轮10的齿数Z1017，因此一档齿轮需要变位。变位系数（3-17）式中： Z-变位的齿轮齿数。3.4本章小结：本章主要是变速器主要的参数的选择，传动比，中心距，轴向尺寸，齿轮参数各档传动比及齿轮齿数的确定。第4章变速器齿轮的强度计算与材料的选择4.1 齿轮的损坏原因及形式齿轮的损坏形式分三种：轮齿折断、齿面疲劳剥落和移动换档齿轮端部破坏。轮齿折断分两种：轮齿受足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断；轮齿再重复载荷作用下齿根产生疲劳裂纹，裂纹扩展深度逐渐加大，然后出现弯曲折断。前者在变速器中出现的很少，后者出现的多。齿轮工作时，一对相互啮合，齿面相互挤压，这是存在齿面细小裂缝中的润滑油油压升高，并导致裂缝扩展，然后齿面表层出现块状脱落形成齿面点蚀。他使齿形误差加大，产生动载荷，导致轮齿折断。用移动齿轮的方法完成换档的抵挡和倒挡齿轮，由于换档时两个进入啮合的齿轮存在角速度茶，换档瞬间在齿轮端部产生冲击载荷，并造成损坏。4.2 齿轮的强度计算与校核与其他机械设备使用的变速器比较，不同用途汽车的变速器齿轮使用条件仍是相似的。此外，汽车变速器齿轮所用的材料、热处理方法、加工方法、精度等级、支撑方式也基本一致。如汽车变速器齿轮用低碳合金钢制造，采用剃齿或齿轮精加工，齿轮表面采用渗碳淬火热处理工艺，齿轮精度不低于7级。因此，比用于计算通用齿轮强度公式更为简化一些的计算公式来计算汽车齿轮，同样、可以获得较为准确的结果。在这里所选择的齿轮材料为40Cr。4.2.1 齿轮弯曲强度计算（1）直齿轮弯曲应力（4-1）式中，弯曲应力（MPa）；档齿轮10的圆周力（N），；其中为计算载荷（Nmm），d为节圆直径。应力集中系数，可近似取1.65；摩擦力影响系数，主动齿轮取1.1，从动齿轮取0.9； B齿宽（mm），取20 T端面齿距（mm）； Y齿形系数，如图4.1所示。图4.1 齿形系数图当处于一档时，中间轴上的计算扭矩为：（4-2） =17010002.181.78 =659668Nm 故由可以得出；再将所得出的数据代入式（4-1）可得当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大扭矩时，一档直齿轮的弯曲应力在400850MPa之间。（2）斜齿轮弯曲应力（4-3）式中为重合度影响系数，取2.0；其他参数均与式（4.1）注释相同，选择齿形系数y时，按当量模数在图（4.1）中查得。二档齿轮圆周力：（4-4）根据斜齿轮参数计算公式可得出：=6798.8N齿轮8的当量齿数=47.7，可查表（4.1）得：。故同理可得：。依据计算二档齿轮的方法可以得出其他档位齿轮的弯曲应力，其计算结果如下：三档：四档：五档：当计算载荷取作用到第一轴上的最大扭矩时，对常啮合齿轮和高档齿轮，许用应力在180350MPa范围内，因此，上述计算结果均符合弯曲强度要求。4.2.2 齿轮接触应力（4-5）式中：齿轮的接触应力（MPa）； F齿面上的法向力（N），；圆周力在（N），；节点处的压力角（）；齿轮螺旋角（）；E齿轮材料的弹性模量（MPa），查资料可取；B齿轮接触的实际宽度，20mm；主、从动齿轮节点处的曲率半径（mm）；直齿轮：（4-6）（4-7）斜齿轮：（4-8）（4-9）其中，分别为主从动齿轮节圆半径（mm）。将作用在变速器第一轴上的载荷作为计算载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见下表：表4.1 变速器齿轮的许用接触应力齿轮/MPa渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮一档和倒档190020009501000常啮合齿轮和高档13001400650700通过计算可以得出各档齿轮的接触应力分别如下：一档：二档：三档：四档：五档：倒档：对照上表可知，所设计变速器齿轮的接触应力基本符合要求。4.3本章小结：本章是齿轮的损坏的原因及形式，齿轮的强度计算与校核，齿轮弯曲强度和齿轮接触应力计算。第5章变速器轴的强度计算与校核 5.1变速器轴的结构和尺寸5.1.1轴的结构第一轴通常和齿轮做成一体，前端大都支撑在飞轮内腔的轴承上，其轴径根据前轴承内径确定。该轴承不承受轴向力，轴的轴向定位一般由后轴承用卡环和轴承盖实现。第一轴长度由离合器的轴向尺寸确定，而花键尺寸应与离合器从动盘毂的内花键统一考虑。第一轴如图5.1所示：图5.1 变速器第一轴中间轴分为旋转轴式和固定轴式。本设计采用的是旋转轴式传动方案。由于一档和倒档齿轮较小，通常和中间轴做成一体，而高档齿轮则分别用键固定在轴上，以便齿轮磨损后更换。其结构如下图所示：一档齿轮倒档齿轮图5.2 变速器中间轴5.1.2 确定轴的尺寸变速器轴的确定和尺寸，主要依据结构布置上的要求并考虑加工工艺和装配工艺要求而定。在草图设计时，由齿轮、换档部件的工作位置和尺寸可初步确定轴的长度。而轴的直径可参考同类汽车变速器轴的尺寸选定，也可由下列经验公式初步选定：第一轴和中间轴：（5-1）第二轴：（5-2）式中：-发动机的最大扭矩，Nm为保证设计的合理性，轴的强度与刚度应有一定的协调关系。因此，轴的直径d与轴的长度L的关系可按下式选取：第一轴和中间轴： d/L=0.160.18；第二轴： d/L=0.180.21。5.2 轴的校核由变速器结构布置考虑到加工和装配而确定的轴的尺寸，一般来说强度是足够的，仅对其危险断面进行验算即可。对于本设计的变速器来说，在设计的过程中，轴的强度和刚度都留有一定的余量，所以，在进行校核时只需要校核一档处即可；因为车辆在行进的过程中，一档所传动的扭矩最大，即轴所承受的扭矩也最大。由于第二轴结构比较复杂，故作为重点的校核对象。下面对第一轴和第二轴进行校核。5.2.1 第一轴的强度与刚度校核因为第一轴在运转的过程中，所受的弯矩很小，可以忽略，可以认为其只受扭矩。此中情况下，轴的扭矩强度条件公式为（5-3）式中：-扭转切应力，MPa； T-轴所受的扭矩，Nmm； -轴的抗扭截面系数，； P-轴传递的功率，kw； d-计算截面处轴的直径，mm； -许用扭转切应力，MPa。其中P =95kw，n =5750r/min,d =24mm；代入上式得：由查表可知=55MPa，故，符合强度要求。轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。其计算公式为：（5-4）式中：T -轴所受的扭矩，Nmm； G -轴的材料的剪切弹性模量，MPa,对于钢材，G =8.1MPa； -轴截面的极惯性矩，；将已知数据代入上式可得：。对于一般传动轴可取；故也符合刚度要求。5.2.2 第二轴的校核计算1）轴的强度校核计算用的齿轮啮合的圆周力、径向力及轴向力可按下式求出：（5-5）（5-6）（5-7）式中： -至计算齿轮的传动比，此处为三档传动比3.85； d -计算齿轮的节圆直径，mm，为105mm； -节点处的压力角，为16； -螺旋角，为30； -发动机最大转矩，为170000Nmm。代入上式可得：，，危险截面的受力图为：图5.1 危险截面受力分析水平面：（160+75）=75 =1317.4N；水平面内所受力矩：垂直面：（5-8） =6879.9N垂直面所受力矩：。该轴所受扭矩为：。故危险截面所受的合成弯矩为：（5-9）则在弯矩和转矩联合作用下的轴应力（MPa）: （5-10）将代入上式可得：，在低档工作时=400MPa，因此有：；符合要求。2）轴的刚度校核第二轴在垂直面内的挠度和在水平面内的挠度可分别按下式计算：（5-11）（5-12）式中：-齿轮齿宽中间平面上的径向力（N）,这里等于； -齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N），这里等于； E-弹性模量（MPa），（MPa），E =MPa； I-惯性矩（），d为轴的直径（）； a、b-为齿轮坐上的作用力距支座A、B的距离（）； L-支座之间的距离（）。将数值代入式（5-11）和（5-12）得：故轴的全挠度为，符合刚度要求5.3本章小结：本章介绍轴的结构，确定轴的尺寸，计算和强度校核。第6章变速器同步器的设计和操纵机构6.1同步器的结构在前面已经说明，本设计所采用的同步器类型为锁环式同步器，其结构如下图所示：1、9）变速器齿轮 2）滚针轴承 3、8）结合齿圈 4、7）锁环（同步环） 5）弹簧 6）定位销 10）花键毂 11）结合套图6.1 锁环式同步器如图（6.1），此类同步器的工作原理是：换档时，沿轴向作用在啮合套上的换档力，推啮合套并带动定位销和锁环移动，直至锁环锥面与被接合齿轮上的锥面接触为止。之后，因作用在锥面上的法向力与两锥面之间存在角速度差，致使在锥面上作用有摩擦力矩，它使锁环相对啮合套和滑块转过一个角度，并滑块予以定位。接下来，啮合套的齿端与锁环齿端的锁止面接触（图6.2b），使啮合套的移动受阻，同步器在锁止状态，换档的第一阶段结束。换档力将锁环继续压靠在锥面上，并使摩擦力矩增大，与此同时在锁止面处作用有与之方向相反的拨环力矩。齿轮与锁环的角速度逐渐靠近，在角速度相等的瞬间，同步过程结束，完成换档过程的第二阶段工作。之后，摩擦力矩随之消失，而拨环力矩使锁环回位，两锁止面分开，同步器解除锁止状态，接合套上的接合齿在换档力的作用下通过锁环去与齿轮上的接合齿啮合（图6.2d），完成同步换档。图6.2 锁环同步器工作原理6.2同步环主要参数的确定 (1)同步环锥面上的螺纹槽如果螺纹槽螺线的顶部设计得窄些，则刮去存在于摩擦锥面之间的油膜效果好。但顶部宽度过窄会影响接触面压强，使磨损加快。试验还证明：螺纹的齿顶宽对摩擦因数的影响很大，摩擦因数随齿顶的磨损而降低，换挡费力，故齿顶宽不易过大。螺纹槽设计得大些，可使被刮下来的油存于螺纹之间的间隙中，但螺距增大又会使接触面减少，增加磨损速度。图6.3a中给出的尺寸适用于轻、中型汽车；图6.3b则适用于重型汽车。通常轴向泄油槽为612个，槽宽34mm。图6.3 同步器螺纹槽形式(2)锥面半锥角摩擦锥面半锥角越小，摩擦力矩越大。但过小则摩擦锥面将产生自锁现象，避免自锁的条件是tan。一般=68。=6时，摩擦力矩较大，但在锥面的表面粗糙度控制不严时，则有粘着和咬住的倾向；在=7时就很少出现咬住现象。本次设计中采用的锥角均为取7。(3)摩擦锥面平均半径R R设计得越大，则摩擦力矩越大。R往往受结构限制，包括变速器中心距及相关零件的尺寸和布置的限制，以及R取大以后还会影响到同步环径向厚度尺寸要取小的约束，故不能取大。原则上是在可能的条件下，尽可能将R取大些。本次设计中采用的R为5060mm。（4)锥面工作长度b缩短锥面工作长度，便使变速器的轴向长度缩短，但同时也减少了锥面的工作面积，增加了单位压力并使磨损加速。设计时可根据下式计算确定（6-1）设计中考虑到降低成本取相同的b取5mm。（6）同步环径向厚度与摩擦锥面平均半径一样，同步环的径向厚度要受机构布置上的限制，包括变速器中心距及相关零件特别是锥面平均半径和布置上的限制，不宜取很厚，但是同步环的径向厚度必须保证同步环有足够的强度。轿车同步环厚度比货车小些，应选用锻件或精密锻造工艺加工制成，可提高材料的屈服强度和疲劳寿命。货车同步环可用压铸加工。段造时选用锰黄铜等材料。有的变速器用高强度，高耐磨性的钢配合的摩擦副，即在钢质或球墨铸铁同步环的锥面上喷镀一层钼（厚约0.30.5mm），使其摩擦因数在钢与铜合金摩擦副范围内，而耐磨性和强度有显著提高。也有的同步环是在铜环基体的锥空表面喷上厚0.070.12mm的钼制成。喷钼环的寿命是铜环的23倍。以钢质为基体的同步环不仅可以节约铜，还可以提高同步环的强度。本设计中同步器径向宽度取10.5mm。（6）锁止角锁止角选取的正确，可以保证只有在换档的两个部分之间角速度差达到零值才能进行换档。影响锁止角选取的因素，主要有摩擦因数、擦锥面的平均半径R、锁止面平均半径和锥面半锥角。已有结构的锁止角在2646范围内变化。本次设计锁止角取。（7）同步时间t同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间越短越好。除去同步器的结构尺寸，转动惯量对同步时间有影响以外，变速器输入轴，输出轴的角速度差及作用在同步器摩擦追面上的轴向力，均对同步时间有影响。轴向力大，同步时间减少。而轴向力与作用在变速杆手柄上的力有关，不同车型要求作用到手柄上的力也不相同。为此，同步时间与车型有关，计算时可在下属范围内选取：对轿车变速器高档取0.150.30s，低档取0.500.80s；对货车变速器高档取0.300.80s，低档取1.001.50s。6.3 变速器的操纵机构设计变速器操纵机构时，应满足以下要求：

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。