设计简介
摘 要
变速器是汽车传动系统中比较关键的部件，它的设计好坏将直接影响到汽车的实际使用性能。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工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。
因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。
本文设计研究了两轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。变速器的传动方案设计并讲述了变速器中各部件材料的选择。
关键字：变速器；传动比；齿轮；轴；强度校核
ABSTRACT
Transmission is more critical in automotive driveline components, its design will directly affect the vehicle's actual performance. Transmission is used to change the engine torque on the wheel and reached the speed, aimed at standing start, climbing, cornering, acceleration and other driving conditions, making the car get different traction and speed, while the engine in the most favorable conditions within the work. Transmission with neutral and reverse gear. Necessary transmission power output as well.
Because the role of transmission in low-grade work, have a greater force, it is generally low-grade transmission are arranged close to the shaft bearing at the rear, then follow the order from low to high gear arrangement of the stalls. This not only makes a large enough axial rigidity, but also ensures easy assembly. The overall structure of the gearbox shaft and the rigid shell structure with a relationship. Usually by controlling the length of the shaft that controls the number of files, to ensure there is sufficient rigidity gearbox.
This design study of the two-axis five-speed manual transmission, the transmission works are described in detail, transmission gears and shafts of the gear to do the detailed design calculations, and make a strength check, carried out a number of standard parts selection . Transmission of the transmission design and about the transmission of each component material selection.
Keywords : transmission；Transmission ratio；Gear；Axis；Checking
目 录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪 论 1
1.1选题目的及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3国内外研究方法 2
1.4设计内容及方法 3
1.5汽车变速器的设计要求 4
第2章 变速器总体方案设计 5
2.1变速器传动机构布置方案分析 5
2.1.1变速器选择 5
2.1.2档位布置 6
2.2倒挡布置方案 7
2.3零、部件结构方案分析 8
2.3.1齿轮形式 8
2.3.2变速器轴承的选择 8
2.3.3操纵机构的布置 8
2.3.4 换挡机构形式 9
2.3.5自动脱挡 9
2.4本章小结 10
第3章 变速器的设计与计算 11
3.1变速器主要参数的选择 11
3.1.1传动比范围 11
3.1.2 初选中心距 13
3.1.3变速器的外形尺寸 13
3.1.4齿轮参数选择 13
3.2各挡齿轮齿数的分配及传动比的计算 14
3.2.1一挡齿数及传动比的确定 14
3.2.2二挡齿数及传动比的确定 15
3.2.3计算三挡齿轮齿数及传动比 15
3.2.4计算四挡齿轮齿数及传动比 16
3.2.5计算五挡齿轮齿数及传动比 16
3.2.6计算倒挡齿轮齿数及传动比 16
3.3齿轮变位系数选择和螺旋角的修正 17
3.3.1计算一挡齿轮变位系数及螺旋角修正 18
3.3.2计算二挡齿轮变位系数及螺旋角修正 18
3.3.3计算三档齿轮变位系数及螺旋角修正 19
3.3.4计算四档齿轮变位系数及螺旋角修正 20
3.3.5计算五档齿轮变位系数及螺旋角修正 20
3.3.6计算倒档齿轮变位系数及螺旋角修正 21
3.4各挡齿轮主要参数的确定 22
3.4.1一挡齿轮参数 22
3.4.2二挡齿轮参数 23
3.4.3三挡齿轮参数 23
3.4.4四挡齿轮参数 25
3.4.5五挡齿轮参数 26
3.4.6倒挡齿轮参数 27
3.5齿轮的校核 29
3.5.1齿轮材料的选择原则 29
3.5.2变速器齿轮的材料及热处理 30
3.5.3变速器齿轮弯曲强度校核 30
3.5.4齿轮接触应力校核 34
3.6本章小结 38
第四章 轴的设计及轴的强度校核 39
4.1轴的结构尺寸设计 39
4.2轴的校核 40
4.2.1轴的刚度校核 40
4.2.2轴的强度校核 47
4.3轴承选择与寿命计算 50
4.3.1变速器输入轴工作时 51
4.3.2变速器输出轴工作时 52
4.4本章小结 53
第五章 变速器同步器及壳体的设计 54
5.1同步器的功用及分类 54
5.1.1惯性式同步器 54
5.2 同步器主要尺寸的确定 56
5.2.1 摩擦因数
56
5.2.2同步环主要尺寸的确定 57
5.2.3 锁止角 58
5.3变速器壳体 58
5.4本章小结 58
第6章 变速器操纵机构 59
6.1直接操纵手动换挡变速器 59
6.2远距离操纵手动换挡变速器 59
6.3本章小结 60
结 论 61
参考文献 62
致 谢 63
变速器是汽车传动系统中比较关键的部件，它的设计好坏将直接影响到汽车的实际使用性能。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工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。
因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。
本文设计研究了两轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。变速器的传动方案设计并讲述了变速器中各部件材料的选择。
关键字：变速器；传动比；齿轮；轴；强度校核
ABSTRACT
Transmission is more critical in automotive driveline components, its design will directly affect the vehicle's actual performance. Transmission is used to change the engine torque on the wheel and reached the speed, aimed at standing start, climbing, cornering, acceleration and other driving conditions, making the car get different traction and speed, while the engine in the most favorable conditions within the work. Transmission with neutral and reverse gear. Necessary transmission power output as well.
Because the role of transmission in low-grade work, have a greater force, it is generally low-grade transmission are arranged close to the shaft bearing at the rear, then follow the order from low to high gear arrangement of the stalls. This not only makes a large enough axial rigidity, but also ensures easy assembly. The overall structure of the gearbox shaft and the rigid shell structure with a relationship. Usually by controlling the length of the shaft that controls the number of files, to ensure there is sufficient rigidity gearbox.
This design study of the two-axis five-speed manual transmission, the transmission works are described in detail, transmission gears and shafts of the gear to do the detailed design calculations, and make a strength check, carried out a number of standard parts selection . Transmission of the transmission design and about the transmission of each component material selection.
Keywords : transmission；Transmission ratio；Gear；Axis；Checking
目 录
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪 论 1
1.1选题目的及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3国内外研究方法 2
1.4设计内容及方法 3
1.5汽车变速器的设计要求 4
第2章 变速器总体方案设计 5
2.1变速器传动机构布置方案分析 5
2.1.1变速器选择 5
2.1.2档位布置 6
2.2倒挡布置方案 7
2.3零、部件结构方案分析 8
2.3.1齿轮形式 8
2.3.2变速器轴承的选择 8
2.3.3操纵机构的布置 8
2.3.4 换挡机构形式 9
2.3.5自动脱挡 9
2.4本章小结 10
第3章 变速器的设计与计算 11
3.1变速器主要参数的选择 11
3.1.1传动比范围 11
3.1.2 初选中心距 13
3.1.3变速器的外形尺寸 13
3.1.4齿轮参数选择 13
3.2各挡齿轮齿数的分配及传动比的计算 14
3.2.1一挡齿数及传动比的确定 14
3.2.2二挡齿数及传动比的确定 15
3.2.3计算三挡齿轮齿数及传动比 15
3.2.4计算四挡齿轮齿数及传动比 16
3.2.5计算五挡齿轮齿数及传动比 16
3.2.6计算倒挡齿轮齿数及传动比 16
3.3齿轮变位系数选择和螺旋角的修正 17
3.3.1计算一挡齿轮变位系数及螺旋角修正 18
3.3.2计算二挡齿轮变位系数及螺旋角修正 18
3.3.3计算三档齿轮变位系数及螺旋角修正 19
3.3.4计算四档齿轮变位系数及螺旋角修正 20
3.3.5计算五档齿轮变位系数及螺旋角修正 20
3.3.6计算倒档齿轮变位系数及螺旋角修正 21
3.4各挡齿轮主要参数的确定 22
3.4.1一挡齿轮参数 22
3.4.2二挡齿轮参数 23
3.4.3三挡齿轮参数 23
3.4.4四挡齿轮参数 25
3.4.5五挡齿轮参数 26
3.4.6倒挡齿轮参数 27
3.5齿轮的校核 29
3.5.1齿轮材料的选择原则 29
3.5.2变速器齿轮的材料及热处理 30
3.5.3变速器齿轮弯曲强度校核 30
3.5.4齿轮接触应力校核 34
3.6本章小结 38
第四章 轴的设计及轴的强度校核 39
4.1轴的结构尺寸设计 39
4.2轴的校核 40
4.2.1轴的刚度校核 40
4.2.2轴的强度校核 47
4.3轴承选择与寿命计算 50
4.3.1变速器输入轴工作时 51
4.3.2变速器输出轴工作时 52
4.4本章小结 53
第五章 变速器同步器及壳体的设计 54
5.1同步器的功用及分类 54
5.1.1惯性式同步器 54
5.2 同步器主要尺寸的确定 56
5.2.1 摩擦因数
565.2.2同步环主要尺寸的确定 57
5.2.3 锁止角 58
5.3变速器壳体 58
5.4本章小结 58
第6章 变速器操纵机构 59
6.1直接操纵手动换挡变速器 59
6.2远距离操纵手动换挡变速器 59
6.3本章小结 60
结 论 61
参考文献 62
致 谢 63
