轿车五档手动变速器方案设计书.docVIP

摘要 本设计的任务是设计一台用于轿车上的五档手动变速器。合理的设计和布置变速器能使发动机功率得到最合理的利用，从而提高汽车动力性和经济性。 设计部分叙述了变速器的功用与设计要求，对该变速器进行了方案论证，选用了三轴式变速器。说明了变速器主要参数的确定，齿轮几何参数的计算、列表，齿轮的强度计算、强度校核，轴的设计及强度校核。 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。 关键词：变速器 齿轮 轴 目 录 第一章 绪 论 1 第二章 变速器的总体方案设计 6 2.1变速器的功用及设计要求 6 2.2变速器传动机构的型式选择与结构分析 7 2.2.1三轴式变速器与两轴式变速器 7 2.2.2变速器主传动方案的比较 9 2.2.3倒档的布置方案 10 2.3变速器主要零件的结构方案分析 11 2.3.1齿轮型式 11 2.3.2换档结构型式 11 2.3.3轴承型式 12 2.3传动方案的最终设计 12 第三章 变速器主要参数的选择与齿轮设计 - 12 - 3.1变速器主要参数的选择 - 13 - 3.1.1档位数和传动比 - 13 - 3.1.2中心距 - 14 - 3.1.3齿轮模数 - 14 - 3.1.4齿形、压力角α、螺旋角β和齿宽b - 15 - 3.1.5齿轮的变位系数 - 15 - 3.2各档传动比及其齿轮齿数的确定 - 16 - 3.2.1确定一档齿轮的齿数 - 16 - 3.2.2确定常啮合齿轮副的齿数 - 16 - 3.2.3确定其他档位的齿数 - 17 - 3.2.4确定倒档齿轮的齿数 - 17 - 3.3齿轮主要参数表 18 第四章 变速器齿轮的强度计算与材料选择 20 4.1齿轮的损坏原因及形式 20 4.2齿轮的强度计算及材料接触应力 20 4.2.1齿轮弯曲强度计算 20 4.2.2齿轮材料接触应力 22 第五章 变速器轴的设计与校核 - 23 - 5.1变速器轴的结构和尺寸 - 23 - 5.1.1轴的结构 - 23 - 5.1.2轴的尺寸 - 23 - 5.2轴的校核 - 24 - 5.2.1第一轴的强度与刚度校核 - 24 - 5.2.2第二轴的强度与刚度校核 - 25 - 第六章 变速器同步器与操纵机构的设计 - 27 - 6.1同步器设计 - 27 - 6.1.1同步器的工作原理 - 28 - 6.1.2同步环主要参数的确定 30 6.2变速器的操纵机构 32 第一章 绪 论 变速器的发展现状 在汽车变速箱100多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器为手动变速、自动变速器、手自一体变速器、无级变速器种型式。传动带容易损坏，无法承受较大的载荷 2.2.1三轴式变速器与两轴式变速器 现代汽车大多都采用三轴式变速器。以下是三轴式和两轴式变速器的传动方案。 三轴式变速器如图2-1所示，其第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且第一、第二轴同心。将第一、第二轴直接连接起来传递扭矩则称为直接档。此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，而第一、第二轴也传递转矩。因此，直接档的传递效率高，磨损及噪音也最小，这是三轴式变速器的主要优点。其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。因此。在齿轮中心距（影响变速器尺寸的重要参数）较小的情况下仍然可以获得大的一档传动比，这是三轴式变速器的另一优点。其缺点是：处直接档外其他各档的传动效率有所下降。 图2-1 轿车三轴式四档变速器 1.第一轴；2.第二轴；3.中间轴 两轴式变速器如图2-2所示。与三轴式变速器相比，其结构简单、紧凑且除最到档外其他各档的传动效率高、噪声低。轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置，因为这种布置使汽车的动力-传动系统紧凑、操纵性好且可使汽车质量降低6%~10%。两轴式变速器则方便于这种布置且传动系的结构简单。如图所示，两轴式变速器的第二轴（即输出轴）与主减速器主动齿轮做成一体，当发动机纵置时，主减速器可用螺旋锥齿轮或双面齿轮；当发动机横置时则可用圆柱齿轮，从而简化了制造工艺，降低了成本。除倒档常用滑动齿轮（直齿圆柱齿轮）外，其他档均采用常啮合斜齿轮传动；个档的同步器多装在第二轴上，这是因为一档的主动齿轮尺寸小，装同步器有困难；而高档的同步器也可以装在第一轴的后端，如图示。 两轴式变速器没有直接档，因此在高档工作时，齿轮和轴承均承载，因而噪声比较大，也增加了磨损，这是它的缺点。另外，低档传动比取值的上限（igⅠ=4.0~4.5）也受到较大限制,但这一缺点可通过减小各档传动比同时增大主减速比来取消。 图2-2 两轴式变速器 1.第一轴；2.第二轴；3.同步器 由于本设计的汽车是发动机前置，后轮驱动，因此采用三轴