黑龙江工程学院
第1章 绪 论...................................................................................................................................... 1
1.1 概述 ............................................................................................................................................... 1
1.1.1 汽车变速器的设计要求 .................................................................................................... 1 1.1.2 国内外汽车变速器的发展现状 ...................................................................................... 1 1.1.3 设计的内容及方法 ............................................................................................................ 2
第2章 变速器传动机构与操纵机构 .................................................................................................. 3
2.1 变速器传动机构布置方案 ........................................................................................................... 3
2.1.1 变速器传动方案分析与选择 ............................................................................................ 3 2.1.2 倒挡布置方案 .................................................................................................................... 3 2.1.3 零部件结构方案分析 ........................................................................................................ 4
第3章 变速器的设计与计算 .............................................................................................................. 7
3.1 变速器的主要参数 ....................................................................................................................... 7
3.1.1 挡数 .................................................................................................................................... 7 3.1.2 传动比范围 ........................................................................................................................ 7 3.1.3 变速器各挡传动比的确定 ................................................................................................ 7 3.1.4 中心距的选择 .................................................................................................................... 9 3.1.5 齿轮参数的选择 .............................................................................................................. 10 3.1.6 传动简图 ........................................................................................................................ 12 3.1.7 各挡齿轮齿数的分配及传动比的计算 .......................................................................... 12 3.1.8 变速器齿轮的角度变位 .................................................................................................. 15 3.2 变速器齿轮强度校核 ................................................................................................................. 17
3.2.1 齿轮材料的选择原则 ...................................................................................................... 17 3.2.2 变速器齿轮弯曲强度校核 .............................................................................................. 18 3.2.3 轮齿接触应力校核 .......................................................................................................... 20 3.3 轴的结构和尺寸设计 ................................................................................................................. 23
3.3.1 初选轴的直径 .................................................................................................................. 23 3.4 轴的强度验算 ............................................................................................................................. 24
3.4.1 轴的刚度计算 ................................................................................................................ 24 3.4.2 轴的强度计算 ................................................................................................................ 31 3.5 轴承选择与寿命计算 ................................................................................................................. 33
3.5.1 输入轴轴承的选择与寿命计算 ...................................................................................... 34
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课 程 设 计 说 明 书
题 目： 机械变速器 传动机构设计 学生姓名： 20103856 学 号： 黄旭华 系部名称： 汽车与交通工程学院
专业班级： 车辆工程10-08
指导教师： 臧杰 职 称： 教授
黑 龙 江 工 程 学 院 二○一三年十一月
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第1章 绪 论
1.1 概述
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。因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标，对轿车而言，其设计意义更为明显。在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而变速器的设计不合理，将会使汽车的舒适性下降，使汽车的运行噪声增大，影响汽车的整体性。
1.1.1 汽车变速器的设计要求
汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节、变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求。变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。随着汽车工业的发展，轿车变速器的设计趋势是增大其传递功率与重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。在汽车变速器的设计工作开始之前，首先要根据变速器运用的实际场合来对一些主要参数做出选择。主要参数包括中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各挡齿轮的齿数等。
变速器的基本设计要求：保证汽车有必要的动力性和经济性；设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输；设置倒挡，使汽车能倒退行驶；换挡迅速、省力、方便；工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡、乱挡，以及换挡冲击等现象出现；工作效率高，噪声小；结构简单、方案合理；在满载及冲击载荷条件下，使用寿命长；除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。
1.1.2 国内外汽车变速器的发展现状
目前，国内外汽车变速器的发展十分迅速，普遍研究和采用电控自动变速器，这种变速器具有更好的驾驶性能、良好的行驶性能、以及更高的行车安全性。但是驾驶员失去了驾驶乐趣，不能更好的体验驾驶所带来的乐趣。机械式手动变速器具有结构简单、传动效率高、制造成本底和工作可靠，具有良好的驾驶乐趣等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。在挡位的设置方面，国外对其操纵的方便性和挡位数等
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方面的要求愈来愈高。目前，4挡特别是5挡变速器的用量有日渐增多的趋势。同时，6挡变速器的装车率也在日益上升。 1.1.3
设计的内容及方法
本次设计的变速器是在原有变速器的基础上，在给定发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下，主要完成传动机构的设计，并绘制出变速器装配图及主要零件的零件图。
1、对变速器传动机构的分析与选择。
通过比较两轴和中间轴式变速器各自的优缺点，以及所设计车辆的特点，确定传动机构的布置形式。
2、变速器主要参数的选择
变速器主要参数的选择：挡数、传动比、中心距、齿轮参数等。 3、变速器齿轮强度的校核
变速器齿轮强度的校核主要对变速器的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行校核。
4、轴的基本尺寸的确定及强度计算。
对于轴的强度计算则是对轴的刚度和强度分别进行校核。 5、轴承的选择与寿命计算。
对变速器轴的支撑部分选用圆锥磙子轴承，寿命计算是按汽车的大修里程来衡量，轿车的为30万公里。
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