三轴六档汽车变速器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 学科门类： 单位代码 ： 毕业设计说明书（论文） 三轴六档汽车变速器设计 学生姓名 所学专业 班 级 学 号 指导教师 二 *年 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 变速器是汽车传动系中的主要部件之一。变速器由变速传动机构和 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距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改变，即实现换挡，以达到变速变距。 本题目主要进行 轿车 三轴六挡机械式变速器的设计，包括 变速器的整体结构和 齿轮传动部分 的设计， 并进行相关的计算与校核 。经过设计与校核，该变速器主要结构符合设计标准、零件强度也达到了使用要求 。 关键词 ： 汽车机械变速器； 三轴六挡；传动比； 齿轮 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in of by a of of is to of of s is to to to in to of of he of 文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 摘要 I 1 章 绪论 1 题的背景及意义 1 速器的功用和要求 2 内外研究状况 3 分已知的主要参数 5 章小结 6 第 2 章 机械式变速器的概述及其方案的确定 7 速器结构方案的确定 7 速器传动机构的结构分析与型式选择 7 挡传动方案 12 速器主要零件结构方案的分析 13 轮型式 13 挡机构型式 13 章小结 16 第 3 章 变速器主要参数的选择与主要零件的设计 17 速器主要参数的选择 17 数和传动比 17 心距 18 向尺寸 19 轮参数 19 21 定各挡齿轮的齿数 21 轮变位系数的选 23 速器齿轮的强度计算与材料的选择 24 轮的损坏原因及形式 24 轮的强度计算与校核 24 速器轴的强度计算与校核 28 28 的校核 30 承的选择与校核 34 种轴承的特点与选择 34 承的校核 36 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 速器同步器的设计 42 步器的结构 42 步环主要参数的确定 43 章小结 46 结论 47 致谢 48 参考文献 49 附录 1 50 附录 2 54 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 章 绪论 题的背景及意义 汽车在不同使用场合有不同的要求，采用往复活塞式内燃机为动力的汽车，其在实际工况下所要求的性能与发动机的动力性、经济性之间存在着较大的矛盾。例如，受到载运量、道路坡度、路面质量、交通状况等条件的影响，汽车所需的牵引力和车速需要在较大 范围内变化，以适应各种使用要求；此外，汽车还需要能倒向行驶，发动机本身是不可能倒转的，只有靠变速箱的倒挡齿轮来实现。上述发动机牵引力、转速、转向与汽车牵引力、车速、行驶方向等之间的矛盾，单靠发动机本身是难以解决的，车用变速器应运而生，它与发动机匹配，通过多挡位切换，可以使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。 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（ 自动变速器（ 手动 /自动变速器（ 无级变速器（ （ 1） 手动变速 器 (手动机械式变速器采用齿轮组，每挡的齿轮组的齿数是固定的，所以各挡的变速比是定值，即所谓有级变速器。虽然这种变速器在操作时比较繁琐，驾驶工作强度大，但具有成本低、起速快、传递扭矩大等特点，从目前市场实际需求和适用角度来看，手动变速器还不能被其它新型汽车变速器所完全替代。 （ 2）自动变速器（ 自动变速器（ 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 变速器中有很多离合器，这些离合器能随车速变化而自动分离或合闭，从而达到自动变速的目的 。 （ 3） 手动 /自动变速器（ 其实通过对一些车友的了解，他们并不希望摒弃传统的手动变速器，而且在某些时候也需要自动的感觉。这样手动 /自动变速器便由此诞生。这种变速器在德国保时捷 911 车型上首先推出，称为 可使高性能跑车买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 不必受限于传统的自动挡束缚，让驾驶者也能享受手动换挡的乐趣。此型车在其挡位上设有“ +”、“ -”选择挡位。在 D 挡时，可自由变换降挡 (-)或加挡(+)，如同手动挡一样。 （ 4） 无级变 速器 当今汽车产业的发展，是非常迅速的，用户对于汽车性能的要求是越来越高的。汽车变速器的发展也并不仅限于此，无级变速器便是人们追求的“最高境界”。无级变速器最早由荷兰人范多尼斯（ s）发明。无级变速系统不像手动变速器或自动变速器那样用齿轮变速，而是用两个滑轮和一个钢带来变速，其传动比可以随意变化，没有换挡的突跳感觉。它能克服普通自动变速器“突然换挡”、油门反应慢、油耗高等缺点。通常有些人将自动变速器称为无级变速器，这是错误的。虽然它们有着共同点，但是自动变速器只有换挡是自动的，但它的 传动比是有级的，也就是我们常说的挡，一般自动变速器有 4 8 个挡。而无级变速器能在一定范围内实现速比的无级变化，并选定几个常用的速比作为常用的“挡”。装配该技术的发动机可在任何转速下自动获得最合适的传动比。 速器的功用和要求 变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒挡和空挡。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。 对变速器的主要要求是： （ 1）应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器挡数及传动比，来满足这一要求。 （ 2）工作可靠，操纵轻便。汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳挡、乱挡、换挡冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换挡或自动、半自动换挡来实现。 （ 3）重量轻、体积小。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥 滚柱轴承可以减小中心距。 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 4）传动效率高。为减小齿轮的啮合损失，应有直接挡。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。 （ 5）噪声小。采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。 内外研究状况 20 世纪 90年代以来，科学技术的急速发展和市场竞争的日益加剧，促使汽车工业 发生了根本性的变革，其生产组织方式从传统的大批量、少品种的刚性生产结构向着多品种、中小批量的柔性生产结构转变。以 代表的现代汽车设计方法正逐渐代替传统的设计方法 。许多大型应用软件也应运而生，如文件处理、绘图软件、数学分析软件、数据库管理软件、加上计算机网络的建立，以及基于这些通用软件的专业应用软件的诞生，使“无纸化设计”在一些发达国家的机械制造企业中得以实现。 但是计算机辅助设计的意义不仅仅在于摆脱笔和图纸，还应该包括设计参数的优化计算；专家设计经验和知识的自动智能推理和学习；设计图纸的自动生成或从数据库中提取；甚至开始采用虚拟设计的方法，从而帮助设计人员进行方案设计，以实现半自动甚至全自动的设计。这就要求计算机具有专业领域内的专家知识和思维能力，能根据设计者的要 求给出一定的设计结果，一般人们把这种掌握大量知识，能从事各种专业领域内专家级水平工作的计算机程序称为专家系统（ 一个专家系统至少由知识库、推理机和学习机三部分组成。在实际应用中，专家系统一般还应具有一个人机交互界面，用于向用户提问，接受用户回答并对其进行判别。对于较完善的专家系统而言，还有一个知识获取部分，可以及时补充最新得到的人类专家知识并将其整理为系统可识别的表达方式；还有一个解释部分，用来向用户解释系统的“思维过程”。帮助部分则是解释部分的补充，用来就已知的事实或得出的结 果向用户提出详细的建议，如应采取的措施和步骤。 对专家系统的研究源于 1965 年 人对 析化学质谱分析和预测的化学专家系统）的研究，至今专家系统的研究和应用有了长足的进展，特别是七十年代中期形成知识工程方向之后，专家系统具体应用领域几乎没有限制，如故障诊断、分析解释、咨询、设计、规划、教学、监控等。 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 通过国际联机检索（工程索引， 国政府报告）和国内科技期刊情报检索发现，专家系统在工程技术领域中应用广泛，其中应用在设计方面的例子有很多。例如，日本佳能公司开发一 个设计长焦距镜头的专家系统头设计组已经总结有 50 种长焦距镜头类型的设计手册以及一个复杂的进行光学物理射线跟踪的 序，他们把这些知识和设计过程的启发性知识（包括有关制造能力的经验规则，如磨出的镜头玻璃片能达到多薄，镜片间的距离能靠多近，空气间隙有什么作用等）都放入专家系统，这样只要设计人员输入要设计镜头的技术性能要求和挑选一种镜头设计作为样板，系统就能自动地设计出所需的新镜头来。据称，该系统运行的效果可提高工效 10 倍，设计人员由原先的 40 人降为 4 人就能以同样的数量和质量完成设计任 务。 目前汽车发达国家的汽车开发能力越来越依赖于汽车自动开发设计软件。发达国家汽车开发能力的高低已不再用它拥有多少高级开发能力的人才和先进设备的多少来评价，而是用更重要的一个方面就是它是否拥有最先进的开发软件和数据库来评价。 传统的设计方法一般是根据性能要求利用经验公式取初值，然后验算其强度，传动质量指标等，如果不符合要求则根据经验改变某些参数，继续验算，直至符合所有的条件与要求。这种设计方法计算量较大，得到的答案仅仅是符合要求的一个解，而一般的经验公式又较保守，对于不符合要求时改变的参数有一定的局限性，导 致结果过于保证安全性。产品笨重，而许多性能未必很好甚至变的较差。在当今轿车市场日益竞争激烈，国际市场已趋于饱和，而国内市场正在蓬勃发展的同时，又是各主要厂家占领市场的良好机会。那么凭什么来吸引大量客户呢？只有良好的性能价格比，尽量在降低成本的基础上提高性能，才是所有产品打开市场的根本所在。 当前对轿车设计中动力性与经济性要求日渐提高的情况下，对零部件的限制条件也越来越多，越来越复杂。传统的经验公式已经无法满足新型变速器设计的要求。而总结新的经验公式又需要丰富的设计经验与知识，是一个长期的过程。当今科技日新月 异，轿车生产的手段方法与目标也不断在改变。大量使用的经验公式已不具备长期生存实用的必要性和可能性。 综上所述，不仅从变速箱本身的特点，还是设计手段与方法的整个趋势来看，将先进的设计方法引入变速箱的设计是及其必要的。其优点不仅仅在于得到一个能使性能达到较高水平的设计方案，而且由于知识工程和专家系统的引入，使得其更具有可扩展性。它可以直接将一个复杂的要求引入到设买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计过程中，能在不改变或较少改变设计系统的情况下，进行进一步设计和检验其合理性。而在传统设计方法中，要做到这样是很困难的，因为改变设计系统和过程将是一个复 杂的工作。 采用前置后驱形式的轿车一直被认为是极具驾驶乐趣的车型。目前国内采用这种驱动布置的主要有华晨宝马、丰田锐志、皇冠等少数车型。以宝马为例，除其中某几款四驱车型以外，其余车型均采用前置后驱的形式。在这种布置中，发动机的位置通常较前置前驱车型靠后，甚至直接位于前轴之上，同时发动机采用纵置布置，这就使得变速器要采用三轴形式，变速器距离驾驶员位置较近，从而简化了操纵机构的复杂程度。而前置后驱的布置，使得宝马汽车的前后轴荷可以达到完美的 50:50。采用性能优异的手动变速器，更能增加汽车的操控性与驾驶乐趣；而增 加变速器的挡数，又能够改善汽车的动力性、燃油经济性和平均车速，因此目前宝马汽车的手动变速器均采用六挡形式。 分已知的主要参数 本设计 主要进行 中级轿车 三轴六挡机械式变速器的结构设计，包括齿轮传动部分、操纵机构部分等，并进行相关的计算与校核。 设计中所采用的相关参数均来源于中级轿车车型： 主减速比： 高时速： 215km/h 轮胎型号： 205/55大扭矩： 200/600大功率： 115400高转速： 6500r/买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 章 小结 本章主要对变速器的基本分类及其一些发展状况进行了分析，在遵循变速器设计要求并结合所设计车型的具体参数确立了基本的研究设计方向。本设计为手动换挡形式的机械式变速器，通过以上的初步研究为今后具体的结构分析和零部件设计做好了准备工作。 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 机械式变速器的概述及其方案的确定 速器结构方案的确定 变速器由传动机构与操纵机构组成。 速器传动机构的结构分析与型式选择 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（ =因此在各类汽车上均得到广泛的应用。 设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、挡位数及各挡的传动比，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。 传动比范围是变速器低挡传动比与高挡传动比的比值。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，则变速器的传动比范围应愈大。目前，轿车变速器的传动比范围为 般用途的货车和轻型以上的客车为 野车与牵引车为 通常，有级变速器具有 4、 5、 6 个前进挡；重型载货汽车和重 型越野汽车则采用多挡变速器，其前进挡位数多达 616 个甚至 20 个。 变速器挡位数的增多可提高发动机的功率利用效率、汽车的燃料经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但采用手动的机械式操纵机构时，要实现迅速、无声换挡，对于多于 6 个前进挡的变速器来说是困难的。因此，直接操纵式变速器挡位数的上限为 6 挡。多于 5 个前进挡将使操纵机构复杂化，或者需要加装具有独立操纵机构的副变速器，后者仅用于一定行驶工况。 某些轿车和货车的变速器，采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速挡。采用传动比小于 1（ 超速挡，可以更充分地利用发动机功率，降低单位行驶里程的发动机曲轴总转数，因而会减少发动机的磨损，降低燃料消耗。但与传动比为 1 的直接挡比较，采用超速挡会降低传动效率。 有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力的齿轮副数目、转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮及轴以及壳体等零件买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 的制造精度、刚度等。 三轴式和两轴式变速器得到的最广泛的应用。 三轴式变速器如图 2示，其第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各挡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 则称为直接挡。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，直接挡的传递效率高，磨损及噪音也最小，这是三轴式变速器的主要优点。其他前进挡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挡传动比，这是三轴式变速器的另一优点。其缺点是：除直接挡外其他各挡的传动效率有所下降。 图 2轿车中 间轴式四挡变速器 1 第一轴； 2 第二轴； 3 中间轴 两轴式变速器如图 2示。与三轴式变速器相比，其结构简单、紧凑且除最到挡外其他各挡的传动效率高、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 纵性好且可使汽买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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。除倒挡常 用滑动齿轮（直齿圆柱齿轮）外，其他挡均采用常啮合斜齿轮传动；个挡的同步器多装在第二轴上，这是因为一挡的主动齿轮尺寸小，装同步器有困难；而高挡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挡，因此在高挡工作时，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，低挡传动比取值的上限（ =受到较大限制 ,但这一缺点可通过减小各挡传动比同时增大主减速比来取消。 图 2轴式变速器 1 第一轴； 2 第二 轴； 3 同步器 有级变速器结构的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿轮。后者比直齿轮有更长的寿命、更低的噪声，虽然其制造稍复杂些且在工作中有轴向力。因此，在变速器中，除低挡及倒挡外，直齿圆柱齿轮已经被斜齿圆柱齿轮所代替。但是在本设计中，由于倒挡齿轮采用的是常啮式，因此也采用斜齿轮。 由于所设计的汽车是发动机前置，后轮驱动，因此采用中间轴式变速器。 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 2 2别示出了几种中间轴式四，五，六挡变速器传动方案。它们的共同特点是：变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上，经啮合套将它 们连接得到直接挡。使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达 90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少因为直接挡的利用率高于其它挡位，因而提高了变速器的使用寿命；在其它前进挡位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴，中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下，一挡仍然有较大的传动比；挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮（一挡）可以采用或不采用常啮合齿轮传动；多数传动方案中除 一挡以外的其他挡位的换挡机构，均采用同步器或啮合套换挡，少数结构的一挡也采用同步器或啮合套换挡，还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。再除直接挡以外的其他挡位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点。在挡数相同的条件下，各种中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数，换挡方式和到挡传动方案上有差别。 图 2间轴式四挡变速器传动方案 如图 2的中间轴式四挡变速器传动方案示例的区别：图 1b 所示方案有四对常啮合齿轮，倒挡用直齿滑动齿轮换挡；图 1示传动方案的二 ，三，四挡用常啮合齿轮传动，而一挡和倒挡用直齿滑动齿轮换挡。 图 2示方案，除一，倒挡用直齿滑动齿轮换挡外，其余各挡为常啮合齿轮传动。图 2c、 d 所示方案的各前进挡，均用常啮合齿轮传动；图2 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 间轴式五挡变速器传动方案 图 2示方案中的一挡、倒挡和图 b 所示方案中的倒挡用直齿滑动齿轮换挡，其余各挡均用常啮合齿轮。 图 2间轴式六挡变速器传动方案 以上各种方案中，凡采用常啮合齿轮传动的挡位，其换挡方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中，有的挡位用同步器换挡，有的挡位用啮合套换挡，那么一定是挡位高的用同步器换挡，挡位低的用啮合套换挡。 发动机前置后轮驱动的轿车采用中间轴式变速器，为缩短传动轴长度，可将变速器后端加长，如图 2b 所示。伸长后的第 二轴有时装在三个支承上，其最后一个支承位于加长的附加壳体上。如果在附加壳体内，布置倒买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 挡传动齿轮和换挡机构，还能减少变速器主体部分的外形尺寸。 变速器用图 2示的多支承结构方案，能提高轴的刚度。这时，如用在轴平面上可分开的壳体，就能较好地解决轴和齿轮等零部件装配困难的问题。图 2示方案的高挡从动齿轮处于悬臂状态，同时一挡和倒挡齿轮布置在变速器壳体的中间跨距里，而中间挡的同步器布置在中间轴上是这个方案的特点。 挡传动方案 图 2常见的倒挡布置方案。图 2示方案的优点是换倒挡时 利用了中间轴上的一挡齿轮，因而缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难。图 2示方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图 2示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图 2示方案。图 2示方案是将中间轴上的一，倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图 2示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便。为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车倒挡传动采用图 2示方案。其缺点是一，倒挡须各用一根变速器拨叉轴，致使变速器上盖中的操纵机构复杂一 些。 本设计采用图 2示的传动方案。 图 2速器倒挡传动方案 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 因为变速器在一挡和倒挡工作时有较大的力，所以无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的低挡与倒挡，都应当布置在在靠近轴的支承处，以减少轴的变形，保证齿轮重合度下降不多，然后按照从低挡到高挡顺序布置各挡齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。倒挡的传动比虽然与一挡的传动比接近，但因为使用倒挡的时间非常短，从这点出发有些方案将一挡布置在靠近轴的支承处。 速器主要零件结构方案的分析 变速器的设计方案 必需满足使用性能、制造条件、维护方便及三化等要求。在确定变速器结构方案时，也要考虑齿轮型式、换挡结构型式、轴承型式、润滑和密封等因素。 轮型式 与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长，工作时噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低挡和倒挡。但是，在本设计中由于倒挡采用的是常啮合方案，因此倒挡也采用斜齿轮传动方案，即除一挡外，均采用斜齿轮传动 。 挡机 构型式 换挡结构分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种。 直齿滑动齿轮换挡的特点是结构简单、紧凑，但由于换挡不轻便、换挡时齿端面受到很大冲击、导致齿轮早期损坏、滑动花键磨损后易造成脱挡、噪声大等原因，采用直齿滑动齿轮换挡时，换挡行程长也是它的缺点。因此，除一挡、倒挡外很少采用。 采用同步器换挡可保证齿轮在换挡时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换 挡时间，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性，此外，该种型式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。目前，买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 同步器广泛应用于各式变速器中。 当变速器第二轴上的齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态时，可以用移动啮合套换挡。这时，不仅换挡行程短，同时因承受换挡冲击载荷的结合齿齿数多，而齿轮又不参与换挡，所以他们都不会过早损坏，但因不能消除换挡冲击，仍然要求驾驶员有熟练的操作技术。此外因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性力矩增大，因此，目 前这种换挡方法只在某些要求不高的挡位及重型货车变速器上使用。 采用同步器换挡可保证齿轮在换挡时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换挡时间，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性，此外，该种型式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。目前，同步器广泛应用于各式变速器中。 自动脱挡是变速器的主要障碍之一。为解决这个问题，除工艺上采取措施外，在结构上，目前比较有效的方案有以下几种： （ 1） 将啮合套做得长一些（如图 2 或者两接合齿的啮合位置错开（图2这样在啮合时使接合齿端部超过被接合齿约 13用中因接触部分挤压和磨损，因而在接合齿端部形成凸肩，以阻止自动脱挡。 （ 2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（ 这样，换挡后啮合套的后端面便被后齿圈的前端面顶住，从而减少自动脱挡。 （ 3）将接合齿的工作面加工成斜齿面，形成倒锥角（一般倾斜 2030），使接合齿面产生阻止自动脱挡的轴向力（图 2这种结构方案比较有效，采用较多 图 2止自动脱挡的结构措施 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 加工成斜面 图 2止自动脱挡的结构措施 在本设计中所采用的是锁环式同步器，该同步器是依靠摩擦作用实现同步的。但它可以从结构上保证结合套与待啮合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以免齿间冲击和发生噪声。同步器的结构如图 2示： 图 2环式同步器 l、 42356 滑块 ; 789 输出轴 ;10、 11买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 章小结 本章根据机械式变速器的设计 要求并联系实际设计车型确定了变速器的结构方案与倒挡布置方案，并确定了所采用的齿轮形式，同步器为锁环式同步器为下一步各部件具体结构参数的设计打下基础。 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 m a x 0 m a x m a x m a x( c o s s i n )e g I i i m g f m m g i m a x 2e g I r 2m i 第 3 章 变速器主要参数的选择与主要零件的设计 速器主要参数的选择 数和传动比 近年来，为了降低油耗，变速器的挡数有增加的趋势。目前，乘用车一般用 45 个挡位的变速器。本设计也采用 5 个挡位。 选择最低挡传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮 的滚动半径等来综合考虑、确定。 汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有 则由最大爬坡度要求的变速器挡传动比为 （ 3 式中， m/； m)； 根据驱动车轮与路面的附着条件： 求得的变速器 I 挡传动比为： （ 3 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中， 算时取 = 由已知条件：满载质量 1800 07 Te 00 = 根据公式（ 3得： 本设计取六挡传动比为 1， 中间挡的传动比理论上按公比为： （ 3 的等比数列，实际上与理论上略有出入，因齿数为整数且常用挡 位间的公比宜小些，另外还要考虑与发动机参数的合理匹配。根据上式可的出： q=有： 心距 中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距、应能保证齿轮的强度。三轴式变速器的中心局 A（ 根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初定： 买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 A = 31 (3式中， K 轿车， K A =货车， K A =多挡变速器 :K A =1； TI TI e =m 故可得出初始中心距 A= 向尺寸 变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒挡中间齿轮和换挡机构的布置初步确定。 轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸 车变速器壳体的轴向尺寸与挡数有关： 五挡 ( 六挡 ( 当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数 取给出系数的上限。为检测方便， A 取整。 本次设计采用 6+1 手动挡变速器， 变速器壳体的最终轴向尺寸应由变速器总图的结构尺寸链确定。 轮参数 （ 1）齿轮模数 建议用下列各式选取齿轮模数，所选取的模数大小应符合 定的标准值。 第一轴常啮合斜齿轮的法向模数 m a 4 7 m m(3其中70得出 一挡直齿轮的模数 m 31 m a 3mT (3买文 档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 通过计算 m= 3。 同步器和啮合套的接合大都采用渐开线齿形。由于制造工艺上的原因，同 一变速器中的结合套模数都去相同，轿车和轻型货车取 2 （ 2）齿形、压力角 、螺旋角 和齿宽 b 汽车变速器齿轮的齿形、压力角、及螺旋角按表 2取。 表 3车变速器齿轮的齿形、压力角与螺旋角 项目 车型 齿形 压力角 螺旋角 轿车 高齿并修形的齿形 15， 16 25 45 一般货车 定的标准齿形 20 20 30 重型车 同上 低挡、倒挡齿轮 25 小螺旋角 压 力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些；对货车，为提高齿轮承载力，取大些。在本设计中变速器齿轮压力角 取 20 ,啮合套或同步器取 30；斜齿轮螺旋角 取 30。 应该注意的是选择斜齿轮的螺旋角时应力求使中间轴上是轴向力