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1、 毕 业 设 计（论 文）题目：小轿车机械式变速器设计（英文）：The mechanical transmission design of the car院别：机电学院专业： 车辆工程（师） 姓名：董德权学号：28 指导教师：赖新方日 期：2013年3月小轿车机械式变速器设计摘要本设计的任务是设计一台用于小轿车上的三轴五挡式机械变速器。本设计采用中间轴式变速器，与国同类型产品相比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，磨损与噪声也最小；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。此外，本设计的特点是用采用惯性式同步器，可从结构上保证接合套与待接合的花键齿圈在达到同步
2、之前不可能接触，以避免齿间冲击和噪声，以使本次设计的产品换挡平顺、操纵轻便、故障率低、可靠性高。关键词：机械变速器；三轴五挡式；参数选择The mechanical transmission design of the carABSTRACTThis design task is to design the three transmission and mechanical transmission has five forward gears on a car. This design is used the intermediate shaft type transmission, it
3、compared to domestic same type product the transmission has two outstanding advantages:the first advantage is the direct gear transmission efficiency high, wear and noise is minimal; the second advantage is that under the condition of the smaller gear center distance is still on a larger transmissio
4、n ratio can be obtained. In addition, the characteristics of this design is by using inertial synchronizer, from structure to ensure that joint sets and joint on the spline gear ring before achieve synchronization can not contact, in order to avoid tooth between the shock and noise, in order to make
5、 the design of product shifting smooth, manipulation of light, low failure rate, high reliability.目 录1 绪论1.1 变速器的种类1.2 手动变速箱暂不淘汰2 乘用车变速器的概述2.1变速器的功用；2.2 变速器结构方案与其布置方案的确定 ；2.3 变速器主要零件结构的方案分析 ；3 变速器主要参数的选择与主要零件的设计3.1 变速器主要参数的选择3.1.1 档数和传动比3.1.2 中心距3.1.3 轴向尺寸3.1.4 齿轮参数3.2 各档传动齿轮齿数的确定3.2.1 确定一档齿轮的齿数3.2.
6、2 确定常啮合齿轮副的齿数3.2.3 确定其他档位的齿数3.3 齿轮变位系数的选择4 变速器齿轮的强度计算与材料的选择4.1 齿轮的损坏原因与形式4.2 齿轮强度计算与校核4.2.1 变速器齿轮所用的材料4.2.2 齿轮弯曲强度计算4.2.3 齿轮部分尺寸参数5 变速器轴的强度计算与校核5.1 变速器轴的结构和尺寸5.2 轴的校核6 变速器同步器的设计6.1 同步器的结构6.2同步环主要参数的确定7 变速器的操纵机构的设计、选取8 乘用车变速器箱体的设计9 总结10 参考文献11 致1 绪论1.1 变速器的种类1.11 按传动比变化的方式，变速器可分为有级式、无级式和综合式有级式变速器应用最为
7、广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。目前轿车和轻、中型载货汽车变速器的传动比通常有35个前进档和1个倒档，而所谓的变速器挡数，均指前进档位数。无级式变速器的传动比在一定围可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式两种。综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可以在最大值和最小值之间的几个间断的围作无级变化1.12 按操纵方式不同，变速器又可分为手动操纵式、自动操纵式和半自动操纵式3种手动操纵式变速器靠驾驶员用手操纵变速杆换档，为大多数汽车所采用。自动操纵式变速器的传动比选择是自动进行的，即档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的
8、执行元件来实现的，驾驶员只需操纵加速踏板即可控制车速。半自动操纵式变速器有两种形式。一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或者松开加速踏板时，自动接通电磁装置或液压装置来进行换档。1.2 机械式变速箱暂不淘汰机械式变速器（ManualTransmission，简称MT）俗称手动变速器，即必须用手拨动变速杆才能改变变速器的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的，并且通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者技术好，手动
9、变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。与自动变速器相比较，机械式变速器可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感。 传输效率比自动变速箱为高，当然理论上会比较省油。维修保养上会比自动变速箱便宜。 如果愿意以较高成本使用自动手排，则可以兼顾自排的方便性与手排的高效率。引擎煞车的效能较强因此，机械式变速器以结构简单、效率高、功率大、维修成本低四大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位，机械式变速箱暂不淘汰。2 乘用车变速器的概述2.1 变速器的功用机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱不同的齿轮副
10、工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。2.1.1变速器的功用：改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化围，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。2.1.2变速器的基本要求：保证汽车有必要的动力性和经济性；设计空档，用来切断发动机动力向驱动轮的传输；设计倒档，使汽车能倒退行驶；设计动力输出装置，需要时能进行功率输出；换档迅速、省力、方便；工作可靠；变速器应当有高的工作效率；变速器的工作噪声
11、低。2.2 变速器结构方案与其布置方案的确定2.2.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择1.变速器的传动类型的选择变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。有级变速器与无级变速器相比，其结构简单、制造低廉，具有高的传动效率（=0.960.98），因此在各类汽车上均得到广泛的应用。本设计的变速器就选择有级变速器。设计时首先应根据汽车的使用条件与要求，确定变速器的传动比围、档位数与各档的传动比，因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。传动比围
12、是变速器低档传动比与高档传动比的比值。汽车行驶的道路状况愈多样，发动机的功率与汽车质量之比愈小，则变速器的传动比围应愈大。目前，轿车变速器的传动比围为3.04.5；一般用途的货车和轻型以上的客车为5.08.0；越野车与牵引车为10.020.0。通常，有级变速器具有35个前进档。2.变速器轴数的选择固定轴式变速器应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等优点。两轴式变速器不能设置直接挡，一挡速比不可能设计得很大。三轴式变速器
13、除有第一轴、第二轴外，还增设了中间轴。其特点是空间布置比较灵活，传动比的围大，可设有直接挡传动。汽车最早就是后驱的，现在高档的跑车、小轿车以与货车仍然是后驱。显然后轮驱动的技术已经是非常好的。与发动机前置，前轮驱动相比，发动机前置，后轮驱动（简称：发动机前置后驱,FR）有明显的优点：1、操控性好。因为一些组件从前部移到后部，前后的重量分布也容易接近50：50，大大的改善了汽车的平衡性和操控性。这就是为什么大多数跑车都采用后驱的原因。2、维修容易。前置后驱的安排也使发动机、离合器和变速器等总成临近驾驶室，简化了操纵机构的布置和转向机构的结构，更加便于车辆的保养和维修。3、和其他两轮驱动的行驶相比
14、，前置后驱在良好的路面上启动、加速或爬坡时，驱动轮的附着压力大，牵引性明显优于前驱形式。4、采用前置后驱的车型具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性，有利于延长轮胎的使用寿命。本设计参考了人所熟悉的标致轿车的变速器的布置形式 一种典型的前置后驱轿车的形式，这种驱动形式的轿车，其前车轮负责转向任务，后轮承担驱动工作，即：本设计采用三轴五档式机械变速器的方案设计机械式变速器。2.2.2 变速器倒挡布置方案倒挡的使用率不高，而且都是在停车状态下实现换档，故采用直齿滑动齿轮结合啮合套的方式换倒挡。2.2.3基本结构：2.3 变速器主要零件结构的方案分析 ；2.3.1齿轮形式的选择变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和
15、斜齿圆柱齿轮两种。直齿圆柱齿轮多用于滑动式，故适用在倒挡和一挡较多，它们的结构简单，制造容易，但在换挡时齿轮齿根部容易产生冲击，噪声大，从而使端部磨损加剧，寿命降低，而且由于噪声大，容易造成驾驶员疲劳驾驶。与直齿圆柱齿轮相比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、运行平稳、工作噪声低等优点，缺点是制造复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利，但这个缺点可以在进行轴的载荷计算时予以平衡。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。通过比较两种形式的齿轮的优缺点，本设计中，倒档和一档采用直齿轮传动，这是考虑到倒挡和一档使用率较低，综合衡量经济性和实用性而定的。其余各挡均采用斜齿轮传动，这样可以充分发挥其传动平稳、噪声低等优点。2.3.2同步器的选择同步器一般有常压式、
