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三轴式刚性支承结构变速器设计[汽车]【6张图/18000字】【优秀机械毕业设计论文】

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三轴式刚性支承结构变速器设计[汽车]【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

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A0-下箱体.dwg

A0-装配图.dwg

A1-中间轴.dwg

A1-输入轴.dwg

A2-倒档齿轮.dwg

A2-输出轴.dwg

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关键词：: 三轴式刚性支承结构变速器设计汽车优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，48页。18000字。
开题报告一份。

图纸共6张，如下所示
A0-下箱体.dwg
A0-装配图.dwg
A1-中间轴.dwg
A1-输入轴.dwg
A2-倒档齿轮.dwg
A2-输出轴.dwg

摘要

变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。本设计的任务是设计一台用于微型车上的三轴式刚性支承结构变速器，以使变速器结构更加紧凑、合理，承载能力大，满足匹配微车发动机之所需。
本设计从后驱动变速器的总体方案开始，对传动系统的方案进行分析，档位的布置形式进行研究分析，变速器基本参数的选择，零部件结构方案的分析确定，同步器、操纵机构及箱体的设计选用。根据所配车型，结合上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。最终，用AutoCAD软件完成变速器装配图和零件图的绘制。
设计三轴式刚性支承结构变速器，以进一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱动微型车市场，满足不同层次的需求。

关键词：三轴式刚性支承；后驱动变速器；轴；齿轮；箱体；设计

ABSTRACT

Transmission is an important of automobile transmission system.Undoubtedly,it represents the development of the automobile industry,its design is also an important part of automotive design.The design mission is a three-axis rigid support transmission designing for micro car.The purpose is to enable the transmission has more compact and reasonable structure,carry capacity of large,meet the needs of mini-car engines.
In this paper,from the beginning of the overall program of rear-wheel drive transmission,analyse the program of transmission system.Choose basic parameters of the transmission,determine the structure of the program components,design the synchronizer,manipulation of body and the box.According to the model selection,combine these parameters and the related knowledge of Auto Design,Automotive Theory,Mechanical design ,calculate related parameters of transmission and prove the rationality of the design.Finally,achieve the assembly drawing and parts chart to use the soft ware of AutoCAD.
Design the three-axis rigid support transmission to upgrade the performance of rear-wheel drive transmission,increase the market of rear-wheel drive mini-cars,in order to satisfy the needs of different levels.

Key words: Three-axis Rigid Support; Rear-wheel Drive Transmission; Axle; Gear-wheel;
Box; Design

目　　录

摘要 ………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章绪论 ……………………………………………………………………………1
1.1 课题的目的和意义 ………………………………………………………………1
1.2 研究现状 …………………………………………………………………………1
1.3 变速器的设计思想 ………………………………………………………………2
1.4 研究的主要工作内容 ……………………………………………………………2
第2章变速器设计的总体方案 ……………………………………………………4
2.1 设计依据 …………………………………………………………………………4
2.2 变速器传动机构布置方案 ………………………………………………………4
2.3 变速器基本参数的确定 …………………………………………………………5
2.3.1 挡数的确定 ………………………………………………………………5
2.3.2 传动比的确定 ……………………………………………………………5
2.3.3 变速器中心距的确定 ……………………………………………………7
2.3.4 变速器轴向尺寸的确定 …………………………………………………7
2.4 本章小结 …………………………………………………………………………7
第3章主要零部件的设计及计算 …………………………………………………8
3.1 齿轮的设计及校核 ………………………………………………………………8
3.1.1 齿轮参数确定及各挡齿轮齿数分配 ……………………………………8
3.1.2 轮齿强度计算……………………………………………………………14
3.1.3 变速器齿轮的材料及热处理……………………………………………17
3.2 轴的设计及校核…………………………………………………………………17
3.2.1 初选轴的直径……………………………………………………………17
3.2.2 轴的设计…………………………………………………………………18
3.2.3 轴的校核…………………………………………………………………21
3.3 轴承的选用及校核………………………………………………………………26
3.3.1 变速器轴承型式的选择…………………………………………………26
3.3.2 轴承的校核………………………………………………………………26
3.3.3 轴承的润滑和密封………………………………………………………29
3.4 花键的校核………………………………………………………………………29
3.5 本章小结…………………………………………………………………………30
第4章变速器其他零件及机构的设计 …………………………………………31
4.1 同步器的设计及计算……………………………………………………………31
4.1.1 锁环式同步器主要尺寸的确定…………………………………………31
4.1.2 主要参数的确定…………………………………………………………32
4.2 操纵机构的设计…………………………………………………………………33
4.3 变速器箱体的设计………………………………………………………………34
4.4 本章小结…………………………………………………………………………34
结论 ………………………………………………………………………………………35
参考文献 …………………………………………………………………………………36
致谢 ………………………………………………………………………………………37
附录 ………………………………………………………………………………………38

题目名称三轴式刚性支承结构变速器设计
一、课题研究现状、选题目的和意义
1、研究现状
汽车变速器发展经历了100多年，从最初采用侧链传动到手动变速器，到现在的液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再向无级自动变速器方向发展。变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。手动变速器（MT）主要采用齿轮传动的降速原理，变速器内有多组传动比不同的齿轮副，汽车行驶时的换挡就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。我国汽车工业采用CAD技术，从无到有，至今已有十年的历史。与其他机械产品相比，汽车行业在计算机应用的投入比较多。各汽车厂纷纷引进软硬件并逐步建立了计算机辅助系统。AutoCAD在用户的心目中也变成了二维设计软件的缩影。微型汽车从20世纪80年代引入我国，以其价格便宜，经济实用，机动灵活等优点，在我国吸引了大量消费者，在我国汽车市场中占有较大的份额。随着消费者对汽车安全性、舒适性、经济性和动力性要求的提高及国家排放法规的限制，微型汽车的技术含量不断提高，新型后驱动变速器的设计将会满足车厂和用户更高层次的要求。
2、目的和意义
变速器浮动式结构的齿轮轴，工作时会产生挠度。因此，一方面降低了输出轴的刚性，另一方面造成了啮合齿轮啮合不良，致使齿轮强度降低，增加了运转噪音，影响了整机的性能。为了使变速器结构更加紧凑、合理，承载能力较大，满足匹配发动机之所需，并使齿轮承载能力高，运转噪音低，传递运动平稳，而设计三轴式刚性支承结构变速器，以进一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱动微型车市场满足不同层次的需求。
二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题
1、研究的基本内容
（1）三轴式刚性支承结构变速器传动机构布置方案
（2）变速器基本参数的确定
（3）各挡齿轮的设计及校核
（4）传动轴的设计及校核
（5）轴承的选择及校核
（6）同步器和操纵机构的设计选用
（7）变速器箱体的设计
（8）CAD绘制装配图及零件图
2、拟解决的主要问题
（1）刚性支承方案
（2）参数的确定
（3）主要零部件设计及校核
（4）AutoCAD绘制装配图及零件图
三、技术路线（研究方法）

四、进度安排
（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第1、2周（3.2-3.13）
（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图第3～5周（3.16-4.3）
（3）理论联系实际分析问题、解决问题，完成各挡传动比等参数确定；各挡齿轮的设计及校核；传动轴的设计及校核；轴承的选择及校核；同步器和操纵机构的设计选用；变速器箱体设计；CAD绘图等大部分设计内容，中期检查第6～9周（4.6-5.1）
（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第10～14周（5.4-6.5）
（5）毕业设计审核第15周（6.8-6.12）
（6）毕业设计修改第16周（6.15-6.19）
（7）毕业设计答辩准备及答辩第17周（6.22-6.26）
五、参考文献
[1]刘惟信.汽车设计[M].清华大学出版社，2001.7
[2]臧杰，阎岩.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2006.7
[3]王望予.汽车设计（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2007.9
[4]余志生.汽车理论（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2008.1
[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，2008.1
[6]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5
[7]殷玉枫.机械设计课程设计[M].北京：机械工业出版社，2006.6
[8]蔡春源.简明机械零件手册[M].北京：冶金工业出版社，1996.3
[9]徐灏.机械设计手册（3）[M].机械工业出版社，1991
[10]刘品.机械精度设计与检测基础（第5版）[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.9
[11]栾焕明.新型后驱动变速器传动系统设计与优化[D].哈尔滨工程大学硕士学位论文，2007.3：20～45
[12]向立明.汽车变速器的发展历史及未来趋势[J].公路与汽运，2007.1（1）：21～41
[13]宁斌.474汽车变速器倒档锥度环的结构改进[J].装备制造技术，2007（1）：77～82
[14]李卉.微型汽车变速器齿轮降噪研究[J].中南林学院学报，2000，20（1）：68～78
[15]Liu Weixin,Ge Ping,Li Wei.Study of Optimal Matching Between Automobile Transmission Parameters and Engine,Transportation Systems-1990-,AMD-Vol.108.The Winter Annual Meeting of The ASME,Dallas,Texas,Nov.25～30，1990
[16]John Fenton.Hand Book of Vehicle Design Analysis.Warrendale,PA.,USA:Society of Automotive Engineer,Inc.65～71，1996

三轴式刚性支承结构变速器设计

内容简介：: 本科学生毕业设计三轴式刚性支承结构变速器设计系部名称：汽车工程系专业班级：车辆工程学生姓名：刘旭蕊指导教师：石美玉职称：副教授黑龙江工程学院二九年六月 s 009 毕业设计（论文）开题报告学生姓名刘旭蕊系部汽车工程系专业、班级车辆工程指导教师姓名石美玉职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称三轴式刚性支承结构变速器设计一、课题研究现状、选题目的和意义 1、研究现状汽车变速器发展经历了 100 多年，从最初采用侧链传动到手动变速器，到现在的液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再向无级自动变速器方向发展。变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。手动变速器（主要采用齿轮传动的降速原理，变速器内有多组传动比不同的齿轮副，汽车行驶时的换挡就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。我国汽车工业采用术，从无到有，至今已有十年的历史。与其他机械产品相比，汽车行业在计算机应用的投入比较多。各汽车厂纷纷引进软硬件并逐步建立了计算机辅助系统。用户的心目中也变成了二维设计软件的缩影。微型汽车从 20 世纪 80 年代引入我国，以其价格便宜，经济实用，机动灵活等优点，在我国吸引了大量消费者，在我国汽车市场中占有较大的份额。随着消费者对汽车安全性、舒适性、经济性和动力性要求的提高及国家排放法规的限制，微型汽车的技术含量不断提高，新型后驱动变速器的设计将会满足车厂和用户更高层次的要求。 2、目的和意义变速器浮动式结构的齿轮轴，工作时会产生挠度。因此，一方面降低了输出轴的刚性，另一方面造成了啮合齿轮啮合不良，致使齿轮强度降低，增加了运转噪音，影响了整机的性能。为了使变速器结构更加紧凑、合理，承载能力较大，满足匹配发动机之所需，并使齿轮承载能力高，运转噪音低，传递运动平稳，而设计三轴式刚性支承结构变速器，以进一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱动微型车市场满足不同层次的需求。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 1、研究的基本内容（ 1）三轴式刚性支承结构变速器传动机构布置方案（ 2）变速器基本参数的确定（ 3）各挡齿轮的设计及校核（ 4）传动轴的设计及校核（ 5）轴承的选择及校核（ 6）同步器和操纵机构的设计选用（ 7）变速器箱体的设计（ 8）制装配图及零件图、拟解决的主要问题（ 1）刚性支承方案（ 2）参数的确定（ 3）主要零部件设计及校核（ 4）制装配图及零件图三、技术路线（研究方法）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选择车型，确定基本性能参数收集资料，知识准备变速器传动机构布置方案挡数及各挡传动比的确定主要零部件的设计及计算同步器和操纵机构的设计选用变速器箱体的设计制装配图、零件图完成设计说明书四、进度安排（ 1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第 1、 2周（（ 2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图第 3 5周（（ 3）理论联系实际分析问题、解决问题，完成各挡传动比等参数确定；各挡齿轮的设计及校核；传动轴的设计及校核；轴承的选择及校核；同步器和操纵机构的设计选用；变速器箱体设计；期检查第 6 9周（（ 4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第 10 14周（（ 5）毕业设计审核第 15周（（ 6）毕业设计修改第 16周（（ 7）毕业设计答辩准备及答辩第 17周（五、参考文献 1刘惟信 M2臧杰，阎岩 M械工业出版社， 3王望予 4 版） M械工业出版社， 4余志生 4 版） M械工业出版社， 5王宝玺，贾庆祥 3 版） M械工业出版社， 6杨可桢，程光蕴，李仲生五版） M等教育出版社， 7殷玉枫计 M械工业出版社， 8蔡春源 M金工业出版社， 9徐灏 3） M1991 10刘品 5 版） M尔滨工业大学出版社， 11栾焕明 D20 45 12向立明 J1）： 21 41 13宁斌车变速器倒档锥度环的结构改进 J2007（ 1）： 77 82 14李卉 J2000， 20（ 1）： 68 78 15e i 30， 1990 16A.,71， 1996 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 I 摘要变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。本设计的任务是设计一台用于微型车上的三轴式刚性支承结构变速器，以使变速器结构更加紧凑、合理，承载能力大，满足匹配微车发动机之所需。本设计从后驱动变速器的总体方案开始，对传动系统的方案进行分析，档位的布置形式进行研究分析，变速器基本参数的选择，零部件结构方案的分析确定，同步器、操纵机构及箱体的设计选用。根据所配车型，结合上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。最终，用件完成变速器装配图和零件图的绘制。设计三轴式刚性支承结构变速器，以进一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱动微型车市场，满足不同层次的需求。关键词：三轴式刚性支承；后驱动变速器；轴；齿轮；箱体；设计黑龙江工程学院本科生毕业设计 is an of it of is an of is a is to of of In of of of of of of to of of to to of of in to of 目录摘要第 1 章绪论 1 题的目的和意义 1 究现状 1 速器的设计思想 2 究的主要工作内容 2 第 2 章变速器设计的总体方案 4 计依据 4 速器传动机构布置方案 4 速器基本参数的确定 5 数的确定 5 动比的确定 5 速器中心距的确定 7 速器轴向尺寸的确定 7 章小结 7 第 3 章主要零部件的设计及计算 8 轮的设计及校核 8 轮参数确定及各挡齿轮齿数分配 8 齿强度计算 14 速器齿轮的材料及热处理 17 的设计及校核 17 选轴的直径 17 的设计 18 的校核 21 承的选用及校核 26 速器轴承型式的选择 26 承的校核 26 黑龙江工程学院本科生毕业设计承的润滑和密封 29 键的校核 29 章小结 30 第 4 章变速器其他零件及机构的设计 31 步器的设计及计算 31 环式同步器主要尺寸的确定 31 要参数的确定 32 纵机构的设计 33 速器箱体的设计 34 章小结 34 结论 35参考文献 36 致谢 37 附录 38黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章绪论题的目的和意义变速器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、加速等各种行驶工况下，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 1。中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。变速器若采用浮动式结构的齿轮轴，工作时会产生挠度。因此，一方面降低了输出轴的刚性，另一方面造成了啮合齿轮啮合不良，致使齿轮强度降低，增加了运转噪音，影响了整机的性能。为了近一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱微型车市场销售份额，应该建立一个适应发动机排量为的后驱动变速器新平台，以满足车厂和用户更高层次的要求。设计方案力求实现：（ 1）变速器结构更加紧凑、合理，承载能力较大，满足匹配发动机之所需；（ 2）选挡、换挡轻便、灵活、可靠；（ 3）同步器结构合理，性能稳定，有利于换挡；（ 4）齿轮承载能力高，运转噪音低，传递运动平稳。究现状众所周知，中国国内市场的微型系列车型， 90%都来自日本技术，更确切地说，是来自于日本铃木技术。国内的许多微型车厂在研发、生产方式上，或是购买日本技术，或是与日方联合经营，自主独立开发的能力相对欠缺。因此，在微型车型及所属关紧部件的研发方面的发展相对滞后，进而造成国内的许多老型产品一干就是十几年，甚至二十几年的尴尬局面。同时，由于国际市场的导向，微型车的根据地日本在此方面的投入也没有更大、更新的研究与发展。所以从微型汽车后驱动变速器的发展来看，并没有特别新的技术在产品中应用。但是根据我们国家的实际现状，目前中国市场对微型车的需求，在短时间内，甚至相当长的一段时间内微型车仍然具有一定的发展的空间。国内的中、小城市，及山区，从居民的购买能力及所需看，微型车由于其价格低、经济适用，仍然具有广阔的市场份额。近几年来，微型车的销售占中国汽车总销售量约 25%。尤其以生产微型车黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 为主的长安集团在内， 2005 年内的整车销售排在全国第三位的良好势头。据了解国内生产微型汽车如长安、柳洲五菱等车厂，后驱动发动机所配的变速器结构先进、合理，在满足同等排量发动机匹配所需的同时，市场反映效果也较好。汽车变速器发展经历了 100 多年，从最初采用侧链传动到手动变速器，到现在的液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再向无级自动变速器方向发展。变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。手动变速器 (要采用齿轮传动的降低原理，变速器内有多组传动比不同的齿轮副，汽车行驶时的换挡就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。我国汽车工业采用术，从无到有，至今已有十多年的历史。与其他机械产品相比，汽车行业在计算机应用的投入比较多。各汽车厂纷纷引进软硬件并逐步建立了计算机辅助系统。用户的心目中也变成了二维设计软件的缩影。速器的设计思想根据发动机匹配的微型车的基本参数，及发动机的基本参数，设计能够匹配各项的新型后驱动变速器。新型后驱动变速器应满足：（ 1）发动机排量；（ 2）五个前进挡，一个倒档；（ 3）输入、输出轴保证两点支承；（ 4）采用同步器，保证可靠平稳换挡；（ 5）齿轮、轴及轴承满足使用要求。究的主要工作内容中间轴式变速器主要用于后轮驱动变速器，所以，根据实际汽车发动机匹配所需，本文计划对适用于后驱动发动机固定中间轴式变速器作为总的布置方案。变速器中各档齿轮按照档位先后顺序在轴上排列；各档的换挡方式；齿轮与轴的配套方案；轴承支承位置等结构。确定变速器的档位数；各档传动比；中心距；轴向长度等。齿轮参数；各档齿轮齿数分配；轮齿强度计算；轴的设计及校核；轴承的设计及黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 校核；同步器主要参数的选取；操纵机构的设计等。根据设计方案，通过成装配图及零件图的绘制。黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 第 2 章变速器设计的总体方案变速器是汽车传动系的重要组成部分，是连接发动机和整车之间的一个动力总成，起到将发动机的动力通过转换传到整车，以满足整车在不同工况的需求。所以整车和发动机的主要参数对变速器的总体方案均产生较大影响。计依据随着消费者对汽车安全性、舒适性、经济性和动力性需求的提高，微型汽车的技术含量不断提高。长安汽车在微型车领域具有里程意义，长安之星是适应微车市场发展的新需求而诞生的产品。为其设计新型后驱动变速器以使变速器结构更加紧凑、合理、承载能力强。选择车型为长安之星行设计，基本性能参数如表表本性能参数发动机参数排量 (L) 大功率 (60(6000r/最大扭矩 (Nm) 102(3000r/底盘参数驱动方式后轮驱动轮胎规格 165/70 车尺寸及质量长 *宽 *高 (3725*1560*1895 轴距 (2350 总质量 (1580 整备质量 (1000 整车性能参数最高车速 (km/h) 135 00大爬坡度 32% 注：其中， 165/70 示轮胎断面宽 B=165，扁平比 H/B=70,轮辋直径 13 故车轮滚动半径近似等于轮胎半径，为 r=+ 速器传动机构布置方案中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，第一轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴的末端经花键与万向节连接。如图示。黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 图传动方案图变速器采用三轴式刚性支承，能提高轴的刚度。第一轴后端经轴承支承在第二轴前端的孔内，第二轴前端与常啮合主动齿轮做成一体，且保持两轴轴线在同一直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接挡。使用直接挡，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，可高达 90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮不采用常啮合齿轮传动，各挡位采用同步器换挡 3。速器基本参数的确定数的确定挡数的设置与整车的动力性和经济性有关。就动力性而言，增加变速器的挡数，能够增加发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了整车的加速与爬坡能力。就燃油经济性而言，挡数多，增加了发动机在低油耗区工作的可能性，降低油耗。所以挡数设置为五档。动比的确定根据 m a x 500 . 3 7 7 （式中：最高车速， 135km/h；黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 发动机最大功率下的转速， 6000r/ r 车轮半径， 5i 变速器最高挡传动比， 0i 变速器主减速比。由公式（得：0 m a i = i 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： m a x 1 0m a x m a x m a x( c o s s i n )i i m g f m ，则由最大爬坡度要求的变速器一挡传动比为 1： m m e i （式中： m汽车总质量， 1580 g重力加速度，道路最大阻力系数，由于一般沥青或混凝土路面滚动阻力系数f=取 f=大爬坡度 m a xt a n 0 . 3 2i ，故坡角所以为 r 驱动车轮滚动半径，发动机最大转矩， 102Nm； 0i 主减速比， T 汽车传动系的传动效率，轿车可取选 T 为由公式（： 1 ；根据驱动车轮与路面的附着条件 m a x 1 02e i i ，求得变速器一挡传动比为1： 21 m r e i （式中： 2G 汽车满载静止于水平路面时，驱动桥给地面的载荷，对于发动机前置后轮驱动的乘用车，满载时后轴占 50%55%，故取 2G =55% 道路的附着系数，计算时取 =选为 r ， 0i ， T 见式（说明。由公式（得： 1 ；最终取 1 。黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 由于汽车传动系各挡的传动比大体上是按等比级数分配的，且 5i =1， q 为各挡公比，则 2 3 44 3 2 1,i q i q i q i q ，故 4 1 4 3 21 . 3 5 , 1 . 3 5 , 1 . 8 2 , 2 . 4 6q i i i i 。速器中心距的确定对于中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器中心距 A，初选中心距时，可根据下述经验公式计算 3： 3 m a x 1 T e i （式中：中心距系数，乘用车：发动机最大转矩， 102 Nm； 1i 变速器一挡传动比， g 变速器传动效率，取 96%。由公式（： A= 乘用车变速器的中心距在 6080围内变化，圆整后得变速器中心距A=70 速器轴向尺寸的确定变速器的轴向尺寸与挡位数、齿轮型式、换挡机构的结构型式等都有直接关系，设计初可根据中心距 A 的尺寸参照下式初选。乘用车变速器壳体的轴向尺寸为（ A，取 24 章小结本章主要通过分析整车和发动机、底盘参数，对新型后驱动变速器的总体方案进行确定。其中包括：变速器传动方案的布置，中心距的确定，挡位的设置，各挡传动比的确定及轴向尺寸的确定等。通过确定变速器的基本参数，便于其他零部件的设计选用，为下一步的设计计算奠定基础。黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 第 3 章主要零部件的设计及计算轮的设计及校核轮参数确定及各挡齿轮齿数分配 m 齿轮模数是一个重要参数，并且影响它的选取因素又很多，如齿轮的强度、质量、噪声、工艺要求等。对于乘用车为了减少噪声应合理减小模数，货车为 m= 国家规定的标准压力角为 20o ，所以变速器齿轮普遍采用的压力角为 20o 。选取斜齿轮的螺旋角，应该注意它对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。螺旋角应选择适宜，太小时发挥不出斜齿轮的优越性，太大又会使轴向力过大。轿车变速器齿轮应采用较大螺旋角以提高运转平稳性，降低噪声。乘用车中间轴式变速器为 22o 34o ，选 26 o 。 b 齿宽的选择既要考虑变速器的质量小，轴向尺寸紧凑，又要保证轮齿的强度及工作平稳性的要求，通常是根据齿轮模数来确定齿宽 b。 m ，其中齿宽系数。变速器中一般倒挡采用直齿圆柱齿轮啮合及其他挡位用斜齿圆柱齿轮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。一般齿轮的齿顶高系数0 ，为一般汽车变速器齿轮所采用。分配齿数时应注意的是，各挡齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀。（ 1）确定一挡齿轮的齿数由于一挡采用斜齿轮传动，所以齿数和 2 co sh m =50，修正后得 o 。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凑配中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性、耐磨损、抗胶合能力及黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 齿轮的啮合噪声 6。凑配中心距 9 1 0 () 702 c o s mA m m A ；斜齿端面模数 2 . 8 0c o s nt mm m m；啮合角 9 1 0c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 72 ，得 20o ；故总变位系数 0x ，即为高度变位。根据齿数比 910 1 查得： 1 0 90 . 2 2 , 0 . 2 2 故。两齿轮分度圆仍相切，节圆与分度圆重合，全齿高不变。一挡齿轮参数如表表挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式 1 端面压力角 t a nt a n 0 . 4 0 8 , 2 2 . 1 8c o s 度圆直径 10 4 7 . 6 m m m 9 9 2 . 4 m m m 3 齿顶高 01( ) 3 . 0 5f m m m 02( ) 1 . 9 5f m m m 4 齿根高 01( ) 3 . 5 1 2 5f c m m m 02( ) 4 . 6 1 2 5f c m m m 5 齿顶圆直径 2 5 3 . 7d h m m 2 9 6 . 3d h m m 6 齿根圆直径 2 4 0 . 5 7 5d h m m 2 8 3 . 1 7 5d h m m 7 当量齿数 103 2 3 . 8 9 2 4c o 93 46c o 8 齿宽 7 2 . 5 1 7 . 5 m m m 7 2 . 5 1 7 . 5 m m m （ 2）对中心距进行修正因为计算齿轮和，经过取整数使中心距有了变化，所以应根据取定的新计算中心距 A 作为各挡齿轮齿数分配的依据。 702 c o m m。（ 3）确定常啮合传动齿轮副的齿数由一挡传动比 291 1 10Z 求出常啮合传动齿轮的齿数比： 2 10119 （而常啮合传动齿轮的中心距与一挡齿轮的中心距相等，即：黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 12()2 c o （由公式（： 121 9 , 3 2。核算 291 1 10Z =前 1 相差较小，故由（得：齿轮 1、 2 精确的螺旋角2 o。凑配中心距 12 () 702 c o s mA m m A ；斜齿端面模数 2 . 7 5c o s nt mm m m；啮合角 12c o s ( ) c o s 0 . 9 4 1 92 ，故 o ，角度变位。根据齿数比 21 1 ，查得 120 . 0 2 , 0 . 2 1 0 . 2 3x x x 故。常啮合齿轮参数如表表啮合齿轮基本参数序号计算项目计算公式 1 理论中心距 120 7 0 . 1 2 52 m m m2 中心距变动系数 0 0 . 0 5n 3 齿顶降低系数 0 4 分度圆直径 1 5 2 . 2 5 m m m 2 88 m m m 5 齿顶高 01( ) 2 . 9 5a n nh f m m m 02( ) 1 . 8 5a n nh f m m m 6 齿根高 01( ) 3 . 5 3 7 5f c m m m 02( ) 4 . 6 3 7 5f c m m m 7 齿顶圆直径 2 5 8 . 1 5d h m m 2 9 1 . 7d h m m 8 齿根圆直径 2 4 5 . 1 7 5d h m m 2 7 8 . 7 2 5d h m m 9 当量齿数 13 25c o 23 42c o 10 齿宽 7 2 . 5 1 7 . 5 m m m 7 2 . 5 1 7 . 5 m m m （ 4）确定其他各挡的齿数二挡齿轮是斜齿轮，螺旋角8与常啮合齿轮2不同，由 722 81Z 得： 71282 （黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 而 788()2 c o （外，从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，还必须满足下列关系式： 2721 2 88t a n ( 1 )t a n Z （联解上述三个方程式，采用试凑法，选定螺旋角8 22 o，解式（出783 1, 2 1。再把 7 8 8 及代入式（检查近似满足轴向力平衡关系。凑配中心距 788() 7 0 . 1 0 52 c o s mA m m A ；斜齿端面模数82 . 7 0c o s nt mm m m；啮合角 78c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 5 72 ，故 o ，正角度变位。根据齿数比 78 1 ，查得 870 . 0 0 2 , 0 . 1 2 0 . 1 1 8x x x 故。二挡齿轮参数如表表挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式 1 理论中心距 780 7 0 . 22 m m m2 中心距变动系数 0 0 . 0 8n 3 齿顶降低系数 0 . 0 8 2 4 分度圆直径 8 5 6 . 7 m m m 7 8 3 . 7 m m m 5 齿顶高 01( ) 2 . 5 9 5a n nh f m m m 02( ) 2a n nh f m m m 6 齿根高 01( ) 3 . 7 6 2 5f c m m m 02( ) 4 . 3 5 7 5f c m m m 7 齿顶圆直径 2 6 1 . 8 9d h m m 2 8 7 . 7d h m m 8 齿根圆直径 2 4 9 . 1 7 5d h m m 2 7 4 . 9 8 5d h m m 9 当量齿数 83 26c o 73 39c o 10 齿宽 6 2 . 5 1 5 m m m 6 2 . 5 1 5 m m m 同理：三挡齿轮 5662 7 2 5 2 2 o，，近似满足轴向力平衡关系。黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 凑配中心距 566() 7 0 . 1 0 52 c o s mA m m A ；斜齿端面模数62 . 7 0c o s nt mm m m；啮合角 56c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 5 72 ，故 o ，正角度变位。根据齿数比 56 ，查得 650 . 0 0 2 , 0 . 0 6 0 . 0 5 8x x x 故。三挡齿轮参数如表表挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式 1 理论中心距 560 7 0 . 22 m m m2 中心距变动系数 0 0 . 0 8n 3 齿顶降低系数 0 . 0 8 2 4 分度圆直径 6 6 7 . 5 m m m 5 7 2 . 9 m m m 5 齿顶高 01( ) 2 . 4 4 5a n nh f m m m 02( ) 2 . 1 5a n nh f m m m 6 齿根高 01( ) 3 . 9 1 2 5f c m m m 02( ) 4 . 2 0 7 5f c m m m 7 齿顶圆直径 2 7 2 . 3 9d h m m 2 7 7 . 2d h m m 8 齿根圆直径 2 5 9 . 6 7 5d h m m 2 6 4 . 4 8 5d h m m 9 当量齿数 63 31c o 53 34c o 10 齿宽 6 2 . 5 1 5 m m m 6 2 . 5 1 5 m m m 同理：四挡齿轮 3442 2 2 8 2 5 . 8 o，，近似满足轴向力平衡关系。凑配中心距 344() 6 9 . 4 22 c o s mA m m A ；斜齿端面模数42 . 7 8c o s nt mm m m；啮合角 34c o s ( ) c o s 0 . 9 4 0 82 ，故 o ，负角度变位。根据齿数比 43 1 ，查得 430 . 0 1 8 , 0 . 1 2 , 0 . 1 3 8x x x 故。四挡齿轮参数如表黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 表挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式 1 理论中心距 340 6 9 . 52 m m m2 中心距变动系数 0 0 3 齿顶降低系数 0 . 2 1 8 4 分度圆直径 4 7 7 . 8 4 m m m 3 6 1 . 1 6 m m m 5 齿顶高 01( ) 3 . 3 4 5a n nh f m m m 02( ) 2 . 7a n nh f m m m 6 齿根高 01( ) 3 . 7 6 2 5f c m m m 02( ) 4 . 4 0 7 5f c m m m 7 齿顶圆直径 2 8 4 . 5 3d h m m 2 6 6 . 5 6d h m m 8 齿根圆直径 2 7 0 . 3 1 5d h m m 2 5 2 . 3 4 5d h m m 9 当量齿数 43 38c o 33 30c o 10 齿宽 6 2 . 5 1 5 m m m 6 2 . 5 1 5 m m m （ 5）确定倒挡齿轮齿数倒挡齿轮选用的模数往往与一挡相近。倒挡齿轮 13Z 的齿数，一般在 2123 之间，初选 13 23Z ，计算出输入轴与倒挡轴的中心距 A 。设 1 2 1 2 1 312 1 , ( ) 5 52Z A m Z Z m m 则。为保证倒挡齿轮的啮合和不产生运动干涉，齿轮 11 和 12 上的间隙，故取 11 34Z ，满足输入轴与中间轴的距离。假设当齿轮 11 和 12啮合时，中心距 1 1 1 21 ( ) 6 8 . 7 52A m Z Z A ，且 0 m m 。故倒挡轴与中间轴的中心距1 1 1 31 ( ) 7 1 . 2 52A m Z Z m m 总，圆整后得 70A 。根据中心距 A 求啮合角： 1 2 1 3c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 72 m ，故 20o ，高度变位。根据齿数比 1312 1 ，查得 1 2 1 30 , 0 . 0 5 , 0 . 0 5x x x 故。 1 1 21 2 1 2 Z倒。倒挡齿轮参数如表黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 表挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式 1 分度圆直径 12 5 2 . 5d Z m m m 13 5 7 . 5d Z m m m 2 齿顶高 01( ) 2 . 6 2 5ah f m m m 02( ) 2 . 3 7 5ah f m m m 3 齿根高 01( ) 3 . 9 3 7 5fh f c m m m 02( ) 4 . 1 8 7 5fh f c m m m 4 齿顶圆直径 2 5 7 . 7 5d h m m 2 6 2 . 2 5d h m m 5 齿根圆直径 2 4 4 . 6 2 5d h m m 2 4 9 . 1 2 5d h m m 6 基圆直径 c o s 4 9 . 3 3c o s 5 4 . 0 3bd d m m 7 齿宽 6 2 . 5 1 5 m m m 6 2 . 5 1 5 m m m 序号计算项目计算公式 1 分度圆直径 11 85d Z m m m 2 齿顶高 0 2 f m m m3 齿根高 0( ) 4 . 0 6 2 5fh f c m m m 4 齿顶圆直径 2 9 0d h m m 5 齿根圆直径 2 7 6 . 8 7 5d h m m 6 基圆直径 c o s 7 9 . 8 7bd d m m 7 齿宽 6 2 . 5 1 5 m m m 齿强度计算变速器齿轮的损坏形式主要有：轮齿折断、齿面疲劳剥落（点蚀）、移动换挡齿轮端部破坏以及齿面胶合。轮齿折断发生在下述几种情况下：轮齿受到足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断；轮齿在重复载荷作用下，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极少，而后者出现的多些 3。变速器抵挡小齿轮由于载荷大而齿数少，齿根较弱，其主要破坏形式就是这种弯曲疲劳断裂。齿面点蚀是常用的高挡齿轮齿面接触疲劳的破坏形式。点蚀使齿形误差加大而产生动载荷，甚至可能引起轮齿折断。通常是靠近节圆根部齿面点蚀较靠近节圆顶部齿面处的点蚀严重；主动小齿轮较被动大齿轮严重。（ 1）直齿轮弯曲应力32 K y （黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 式中：计算载荷（ N K 应力集中系数，可近似取 K = 摩擦力影响系数，主、从动齿轮在啮合点上的摩擦力方向不同，对弯曲应力的影响也不同：主动齿轮动齿轮齿宽系数； y齿形系数。倒挡主动轮 12，查手册得 y=入（ 4 5 0 . 3 3 8 0 0M p a M p a ；倒挡传动齿轮 13，查手册得 y=入（ 3 4 9 . 5 6 4 0 0M p a M p a ；倒挡从动轮 11，查手册得 y=入（ 2 1 0 . 1 9 8 0 0M p a M p a ；当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大转矩，倒挡直齿轮许用弯曲应力在 400800受双向交变载荷作用的倒挡齿轮的许用应力应取下限。故0，应使21，通常取1 左右，啮合套端面与锁环端面的间隙2取为环端面与齿轮接合齿端面应留有的间隙3为 3 和3 ；在空挡位置，锁环锥面的轴向间隙应保持在要参数的确定 f 摩擦因数 f 对换挡齿轮和轴的角速度能迅速达到相同有重要作用。摩擦因数大，则换挡省力或缩短同步时间；摩擦因数小则反之，甚至失去同步作用。作为与同步环锥面接触的齿轮上的锥面部分与齿轮做成一体，同低碳合金钢制成。同步环常选用能保证具有足够高的强度和硬度、耐磨性能良好的黄铜合金制造，如锰黄铜 3。由黄铜合金与钢材构成的摩擦副，在油中工作的摩擦因数 f 取为（ 1）同步环锥面上的螺纹槽轴向泄油槽取为 6 个，槽宽 3 （ 2）锥面半锥角避免自锁的条件是 f ，一般取 006 8 ，取 07 。（ 3）摩擦锥面平均半径原则上是在可能的条件下，尽可能将 R 取大些；取1 2 32 2 , 2 4 , 2 4R m m R m m R m m 。（ 4）锥面工作长度 b 对锁环式同步器 ( 0 0 ，取 b=1 2 6b 3 6b 黑龙江工程学院本科生毕业设计 33 （ 5）同步环径向厚度 1 2 3 8s s s m m 。锁止角选取得正确，可以保证只有在换挡的两个部分之间角速度差达到零值才能换挡。同步器锁止条件： t a n s i （式中： f摩擦系数； R 、 R 摩擦锥面及锁止面的平均半径；摩擦锥面的半锥角；锁止面的锁止角。 1 22R 取 1 3 4 R m m， 07 代入（得： 01 ； 2 24R 取 2 07 代入（得： 02 ； 3 24R 取 3 3 7 R m m， 07 代入（得： 03 。 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。对乘用车变速器，高挡取抵挡取纵机构的设计变速器操纵机构由变速杆、拨叉轴、拨叉、自锁与互锁装置、倒挡安全装置等组合于变速器盖上。直接操纵是最简单的操

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