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摘 要
本次设计的题目是轻型货车变速器设计，采用车型为长城风骏皮卡。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
ABSTRACT
The design is the subject of a light goods vehicle transmission design, the use of models for the Great Wall Wingle pickup. Transmission and transmission by the transmission control mechanism, whose basic skills is to change the gear ratio, wheel torque and speed to expand the scope of the changes to adapt to constantly changing driving conditions, while the engine in the favorable conditions of work; the engine crankshaft without changing the direction of rotation so that cars can travel backwards; the use of neutral interrupt power transmission to the engine to start, idle, and to facilitate the transmission shift or power output.
The use of intermediate shaft transmission, the transmission has two significant advantages: First, the direct file transmission efficiency, wear and noise are minimal; second gear center distance is smaller still can get a larger one file transmission ratio. This transmission has five forward gears (including a five-speed overdrive) and a reverse, and through the lock ring synchronizer to achieve the shift. Discusses the transmission of the overall design structure, completed in the design of gears and shafts of the gear and check calculations and CAD drawings and other work.
Keywords：Transmission, Locking ring type synchronizer,Gear ratio, Countershaft,Second axis, Gear
目 录
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………………………………………….……2
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……………………………………….……10
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……………………………………………………………………………………...65
第1章 绪 论
1.1 汽车变速器概述
自1886年世界上第一辆汽车诞生以来，汽车已经历了近120年的发展。随着科学技术的日益发展，汽车的各项性能也日臻完善。现代汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通工具。现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。
变速器在发动机和汽车之间主要起着匹配作用，通过改变变速器的传动比，可以使发动机在最有利的工况范围内工作。
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]。
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