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1、铜陵学院机械工程系毕业设计说明书 - 1 - 轿车变速箱设计轿车变速箱设计 摘摘 要要 本设计的任务是设计一台用于轿车上的 FR 式的手动变速器。本设计采用中间 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。 根据轿车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满 载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该轿车的发动机型号可以得出发 动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。再结合某些轿车的基本参数，选 择适当的主减速比。根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关
2、知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。 它功用是：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，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；在 发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；利用空档，中断动力传递， 以使发动机能够起动、怠速，并便于发动机换档或进行动力输出。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。 关键词：变速器，锁环式同步器，传动比，中间轴，第二轴，齿轮 THE DESIGN OF SALOON GEARBOX 铜陵学院机械工程系毕业设计说明书 - 2 - ABSTRACT The
3、 duty of this design is to design a FR type manual transmission used in the saloon,Its the countershaft-type transmission gearbox.This transmission has two prominent merits: Firstly,the transmission efficiency of the direct drive keeps off high, the attrition and the noise are also slightest;Secondl
4、y ,its allowed to obtain in the biger gear ratio of the first gear when the center distance is smaller. According to the contour,track，wheel base，the smallest ground clearance,the smallest turning radium,the vehicles weight, the all-up weight as well as the highest speed and so on, union the choosin
5、g engine model we can obtain the important parameters of the max power,the max torque, the displacement and so on. According to the basic parameters of the certain saloon,choose the suitable final drive ratio.According to the above parameters,combining the knowledge of automobile design, automobile
6、theory, machine design and so on, calculate the correlated parameters of the gearbox and proof the rationality of the design. Its function is:Changing gear ratio,expanding the torque of the driving wheel and the range of the rotational speed,to adapt the travel condition which frequently changes, li
7、ke start, acceleration, climbing and so on, simultaneously causes the engine to work under the advantageous operating mode;Under the premise of the invariable rotation, enables the automobile to travel back;Using neutral, severances the power transmission, to make the engine start, idle, and is adva
8、ntageous for the engine to shift gears or to carry on the dynamic output. This gearbox has five (including over drivefifth gear) and a reverse gear, and through the inertial type of synchronizer to realize shift gears. KEY WORDS：transmission, inertial type of synchronizer,gear ratio, countershaft,se
9、cond axis, gear 目目 录录 铜陵学院机械工程系毕业设计说明书 - 3 - 符号说明符号说明. 1 前言前言. 3 第一章第一章 机械式变速器的概述及其方案的确定机械式变速器的概述及其方案的确定. 6 1.1 变速器的功用和要求. 6 1.2 变速器结构方案的确定. 6 1.3 变速器主要零件结构的方案分析 12 第二章第二章 变速器主要参数的选择与主要零件的设计变速器主要参数的选择与主要零件的设计 15 2.1 变速器主要参数的选择 15 2.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定 19 2.3 齿轮变位系数的选择 21 第三章第三章 变速器齿轮的强度计算与材料的选择变速器齿轮的强度
10、计算与材料的选择 22 3.1 齿轮的损坏原因及形式 22 3.2 齿轮强度计算与校核 22 第四章第四章 变速器轴的强度计算与校核变速器轴的强度计算与校核 25 4.1 变速器轴的结构和尺寸 25 4.2 轴的校核 27 第五章第五章 变速器同步器的设计变速器同步器的设计 30 第六章第六章 变速器的操纵机构变速器的操纵机构 33 结论结论34 参考文献参考文献35 致谢致谢36 铜陵学院机械工程系毕业设计说明书 - 4 - 符符 号号 说说 明明 汽车总质量 kgm 重力加速度 N/kgg 道路最大阻力系数 max 驱动轮的滚动半径 mm r r 发动机最大扭矩 Nm maxe T 主减速
11、比 0 i 汽车传动系的传动效率 一档传动比 gI i 汽车满载载荷 N 2 G 路面附着系数 第一轴与中间轴的中心距 mmA 中间轴与倒档轴的中心距 mm A 第二轴与中间轴的中心距 mm A 中心距系数 A K 直齿轮模数m 斜齿轮法向模数 n m 齿轮压力角 斜齿轮螺旋角 齿轮宽度 mmb 齿轮齿数 x Z 齿轮变位系数 齿轮弯曲应力 MPa W 齿轮接触应力 MPa j 齿轮所受圆周力 N t F 轴向力 N a F 径向力 N r F 计算载荷 Nm g T 应力集中系数 K 铜陵学院机械工程系毕业设计说明书 - 5 - 摩擦力影响系数 f K 齿轮材料的弹性模量 MPaE 重合度影
12、响系数 K 主动齿轮节圆半径 mm z r 从动齿轮节圆半径 mm b r 主动齿轮节圆处的曲率半径 mm z 从动齿轮节圆处的曲率半径 mm b 扭转切应力 MPa T 轴的抗扭截面系数 T W 3 mm 轴的材料的剪切弹性模量 MPaG 轴截面的极惯性矩 P I 4 mm 垂直面内的挠度 mm c f 水平面内的挠度 mm s f 铜陵学院机械工程系毕业设计说明书 - 6 - 前前 言言 现在，每当人们观看 F1 大赛，总会被那种极速的感觉所折服。此刻，大家似乎 谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。而且，不忘在自己驾车的时 候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能
13、，这似乎成为了横量 汽车品质优劣的一个标准。的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是 动力的缔造者。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器。 从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT） 、 自动变速器（AT） 、手动/自动变速器（AMT） 、无级变速器（CVT） 。 一、手动变速器(MT) 手动变速器（Manual Transmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定 的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。比如，一档变速比是 3.85, 二档是 2.55,再到五档的 0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有 5 个值
14、(即有 5 级)，所以说它是有级变速器。 曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速 器会在不久“下课” ，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。但是从目前市场的 需求和适用角度来看，笔者认为手动变速器不会过早的离开。 首先，从商用车的特性上来说，手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。 以卡车为例，卡车用来运输，通常要装载数吨的货品，面对如此高的“压力” ，除了 发动机需要强劲的动力之外，还需要变速器的全力协助。我们都知道一档有“劲” ， 这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。特别是面对爬坡路段，它的特点显 露的非常明显。而对于其他新型的变速器，虽然具有操作简
15、便等特性，但这些特点 尚不具备。 其次，对于老司机和大部分男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。从我 国的具体情况来看，手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史，资历郊深的 司机都是“手动”驾车的，他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的，如果让他 们改变常规的做法，这是不现实的。虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍， 但是大多数年轻的司机还是崇尚手动，尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感， 所以一些中高档的汽车（尤其是轿车）也不敢轻易放弃手动变速器。另外，现在在 我国的汽车驾驶学校中，教练车都是手动变速器的，除了经济适用之外，关键是能 够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。 铜陵学院机械工程系毕业设计说明书 - 7 - 第三，随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级 的老百姓来说，经济型轿车最为合适，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型 轿车厂家，而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。例如，夏利、奇瑞、 吉利等国内厂家的经济型轿车都是手动变速的车，它们的各款车型基本上都是 5 档 手动变速。 二、自动变速器（AT） 自动变速器（AutomaticTransmission） ，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据 油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速 即可。虽说自动变速汽车没有离合器，但自动变速器中有
