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摘 要
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
ABSTRACT
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.
Key words: Transmission；Gear；Shaft；Design；Computer Aided Design
目 录
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
附录A 英语科技文献……………………………………………………………69
附录B 文献翻译…………………………………………………………………73
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。
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