防后溜手动变速箱的设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩防后溜手动变速箱的设计摘 要：变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。特别对于一款手动档的汽车而言，一个简单且完美的变速器具有非常重要的意义。在生活中，我们经常可以看到许多手动档的汽车在起步或者上坡换档的时候出现溜车现象。本文设计研究的防后溜手动变速箱，主要利用汽车构造、汽车设计、材料力学等相关知识解决汽车怎样防后溜的问题。在原有变速箱的主动轴上增设一个阻止逆转防后溜装置。其允许变速器主动轴按发动机驱动方向单向旋转，而不允许主动轴反向旋转。从而实现汽车在发动机的牵引下运动，能进不能退。设计给出了防后溜变速箱设计方案，经过严谨设计过程完成了一款变速器设计，并经过校验，证明设计的变速器能够符合现实功用要求，设计方案具有比较强的可借鉴性。关键词：变速器；防后溜装置；主动轴；同步器；传动比；机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩After anti slip design of the manual transmissionAbstract: transmission is one of the most important components in automobile transmission system. Especially for a manual transmission car, a simple and perfect transmission has a very important significance. In life, we often can see a lot of manual transmission car appears sliping phenomenon when starting or upslope shift. Study on the anti slip after manual gearbox, the main use of automobile structure, automobile design, mechanics of materials and other related knowledge to solve the car how to prevent slips problem. A stop reversal after anti slip device of the driving shaft in the gear box. It allows the transmission drive shaft by the engine driving the direction of rotation, and does not allow the drive shaft reverse rotation. In order to achieve the car in the engine under the traction motor, can not retreat. Design is given after anti slip design of gearbox, after rigorous design process completed a gearbox design, and through the verification, proof of transmission design can meet the practical function requirements, design scheme has a strong reference.Key words: the transmission; After the sneak device; The driving shaft; Synchronizer; Transmission ratio机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩目 录摘要 1关键词 11 前言 21.1 变速器的发展环绕现状 31.2 本次设计目的和意义 31.3 变速器的基本设计要求 41.4 本次设计要求 42 传动机构布置方案分析及设计 42.1 传动机构结构分析与类型选择 42.2 变速器主传动方案的选择 62.3 倒档传动方案 62.4 变速器零、部件结构方案设计 72.4.1 齿轮形式 72.4.2 换档机构形式 82.4.3 防脱档措施 82.4.4 变速器轴承设计 92.5 传动方案的最终确定 93 齿轮设计及计算校核 103.1 传动比范围 103.2 齿轮参数 113.3 各档齿轮齿数的分配和各档传动比 133.3.1 确定一档齿轮的齿数 133.3.2 确定常啮合传动齿轮副的齿数 143.3.3 确定其他各档的齿数 143.3.4 确定倒档齿轮齿数 153.3.5 变速器齿轮的变位 163.3.6 齿轮主要参数 17机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩3.4 齿轮强度计算及校核 193.4.1 各轴的转矩计算 193.4.2 斜齿齿轮弯曲强度校核 193.4.3 斜齿齿轮接触应力校核 214 轴和轴承的设计计算 224.1 轴的功用及设计要求 224.2 初选轴的尺寸 224.3 轴的刚度与强度计算 234.3.1 轴的刚度校核 234.3.2 轴的强度校核 244.4 键的设计与校核 255 防后溜装置单向离合器的设计 255.1 单向离合器的选择 265.2 楔块式单向离合器的基本机构和工作原理 265.3 单向离合器的计算 276 同步器的设计 306.1 锁环式同步器的工作原理 306.2 同步环主要尺寸的确定 317 变速器的操纵机构 327.1 互锁装置 337.2 自锁装置 33结论 33参考文献 34致谢 35机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩1 前言变速器是汽车动力系统中的重要部件，它直接影响着驾驶的操控感觉和乘坐的舒适性。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的将来被淘汰，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，手动变速器仍然占有一定的比例，可以看出手动变速器不会过早的离开 2。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，面对如此重的载荷，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，资历较深的司机都是“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。最后，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。所以，我相信变速器永远不会被淘汰，那么设计一款具有防后溜的手动变速箱具有明显的社会效益和经济效益。本论文将根据汽车变速性能的特点以及实际的需求设计一个防后溜手动变速器。1.1 变速器的发展环绕现状从现代汽车变速器的市场状况和发展来看, 全世界的各大广商都对提高 AT 的性能及研制无级变速器 CVT 表现积极, 汽车业界非常重视 CVT 在汽车上的实用化进程。然而,因无级变速器技术难度很大, 发展相对较慢 , 从而成为世界范围内尚未解决的难机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩题之一。目前世界上装车较多的汽车变速器是手动变速器、电控液力自动变速器、金属带链式无级变速器、电控机械式自动变速器、双离合器变速器及环形锥盘滚轮牵引式无级变速器等数种, 并具有各自优势, 但其中金属带式无级变速器前景看好。ECT变扭器中的自动变速器油在高速运动中, 由于油液分子间的内摩擦和油液分子与各工作轮叶片表面间的摩擦所消耗的部分能量及泵轮、涡轮窄隙处油液剪切等原因会产生油液温度升高造成功率损失, 存在传动效率低油耗较大的不足, 另外还存在结构复杂、成本高及维修难度大等较明显缺点。欧洲格特拉克变速箱公司开发的电控机械自动变速器则克服了 AT 效率低等缺点, 与 AT 相比, 具有更大的发展优势。可是, AMT 依旧需要复杂的电控系统来控制。据该公司预测, 到 2008 年, 欧洲的 50的 MT 将会被AMT 代替, 同时部分市场也将会被占领。总之, 变速器是汽车除发动机外的主要装置之一, 伴随着汽车技术更新换代和市场需求，在向实现理想变速器发展过程中将会取得更加巨大的成就。变速器会应对市场要求朝操纵舒适、轻柔、传动效率高、低油耗、环保与低噪声方向发展, 汽车变速器市场的需求量将继续持续增长。1.2 本次设计目的和意义随着汽车工业的迅猛发展,车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一。尽管近年来，自动变速器和无级变速器技术迅猛发展，对长期以来主导市场地位的手动变速器产生很大冲击，但手动变速器已应用了很长一个时期,经过反复改进,成为现在的形式,制造技术趋于成熟化，与其它种类变速器相比较，具有以下优点：（1）手动变速器技术已经发展了几十年，制造技术更加成熟，长期处于主导变速器市场的地位，各方面技术经过长期市场考验，通过逐步积累，技术已经相当成熟。（2）手动变速器传动效率较高，理论上比自动变速器更省油。（3）手动变速器结构简单，制造工艺成熟，市场需求大，能够产生生产规模效益，生产成本低廉。（4）维修方便，维修成本便宜。（5）可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感。但是手动变速箱由于换档结构的特点在安全性上有一定的不足，所以本次设计具有防后溜装置的手动变速箱，在市场经济的形势下，既可以取得足够的社会经济效益，同时还能提高广大驾驶者的安全性。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩1.3 变速器的基本设计要求变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置， 。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，变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。对防后溜手动变速器的基本设计要求：（1）保证汽车有必要的动力性和经济性。（2）设置空档，用来切断发动机的动力传输。（3）设置倒档，使汽车能倒退行驶。（4）设置动力输出装置。（5）换档迅速、省力、方便。（6）工作可靠。变速器不得有跳档、乱档及换档冲击等现象发生。（7）变速器应有高的工作效率。（8）变速器的工作噪声低。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、拆装容易、维修方便等要求 1。1.4 本次设计要求在上述的要求下，本次设计还要在原有的变速箱上设计一个防后溜装置，为的是克服现有手动变速箱的机动车在坡道上临时停车和从新起步的繁琐和不变，本次设计的防后溜手动变速箱，只要挂上上坡行驶的相应档位。即使踩下离合器及松开手动制动器，该车也不会顺坡反向溜车。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩2 传动机构布置方案分析及设计2.1 传动机构结构分析与类型选择2.2 变速器主传动方案的选择图 2 是中间轴式五档变速器传动方案示例 2。图 2a 所示方案中，除一、倒档用直齿滑动齿轮换档外，其余各档为常啮合齿轮传动。图 2b、c、d 所示方案的各前进档均采用常啮合齿轮传动。图 2d 所示方案中的倒档和超速档安装在位于变速器后部的副箱体内，这样布置可以提高轴的刚度、减少齿轮磨损和降低工作噪声外，还可以在不需要超速档的条件下，很容易形成一个只有四个前进档的变速器。以下列各种方案中，凡采用常啮合齿轮传动的档位，其换档方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中，有的档位用同步器换档，有的档位用啮合套换档，那么一定是档位高的用同步器换档，档位低的用啮合套换档。变速器用图 2c 所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 2c 所示方案的高档从动齿轮处于悬臂状态，同时一档和倒档齿轮布置在变速器壳体的中间跨距里，而中间档的同步器布置在中间轴上是这个方案的特点。图 2 中间轴式五档变速器传动方案Fig 2 Diagram of middle stalk type five file gearboxes机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩2.3 倒档传动方案图 3 为常见的倒档布置方案。本设计采用图 3.f 所示的传动方案。因为图 3.f 所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换档更为轻便。图 4.b 所示方案的优点是换倒档时利用了中间轴上的一档齿轮，因而缩短了中间轴的长度。但换档时有两对齿轮同时进入啮合，使换档困难。图 4.c 所示方案能获得较大的倒档传动比，缺点是换档程序不合理。图 3.d 所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图 3.c 所示方案。图 3.e 所示方案是将中间轴上的一，倒档齿轮做成一体，将其齿宽加长。为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车倒档传动采用图 3.g 所示方案。其缺点是一，倒档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。因为变速器在一档和倒档工作时有较大的力，变速器的低档与倒档，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，然后按照从低档到高档顺序布置各档齿轮 2。图 3 倒档布置方案Fig 3 Gearboxes pour file to spread a project2.4 变速器零、部件结构方案设计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、换档结构型式、轴承型式、润滑和密封等因素。2.4.1 齿轮形式变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。直齿圆柱齿轮仅用于低档和机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩倒档。与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮具有使用寿命长、运转平稳、工作噪音低等优点；缺点是制造复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。2.4.2 换档机构形式变速器换档结构形式有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档三种形式。直齿滑动齿轮换档方式一般仅用于一档和倒档上，其优点是结构简单、紧凑，制造、拆装和维修工作容易；缺点是因变速器内各传动齿轮有不同的角速度，所以用轴向滑动直齿圆柱齿轮换档会在齿轮端面产生冲击，并伴随噪音，这不仅使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时使驾驶员精神紧张。用啮合套换档方式换档不仅换档行程短，同时因承受换档冲击载荷的接合齿齿数多，而轮齿又不参与换档，所以它们都不会过早损坏；但因不能消除换档冲击，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转动惯量增大。重型货车档位间的公比较小，换档机构连接件之间的角速度差也小，而且要求换档手感强，因此可采用啮合套换档。与同步器换档比较，啮合套换档具有结构简单，寿命长，维修方便，能够降低制造成本及减小变速器长度等优点。同上述两种换档方法比较，同步器结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大、同步环（摩擦件）使用寿命短。但使用同步器能保证换档迅速、无冲击、无噪音，且与驾驶员的操作技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。现在大多数汽车的变速器都采用同步器换档。凡采用常啮合齿轮传动的档位，其换档方式可以用同步器或啮合套来实现，但必须遵循档位高的用同步器换档，档位低的用啮合套换档的原则 8.9.10。2.4.3 防脱档措施自动脱档是变速器的主要故障之一。由于接合齿磨损、变速器轴刚度不足以及振动等原因，都可能导致自动脱档。为解决这个问题，除工艺上采取措施之外，目前在结构上采取的有效措施有将两接合齿轮的啮合位置错开；将啮合套做的较长；将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄；将接合齿的工作面加工成斜面，形成倒锥角，使啮合齿面产生阻止自动脱档的轴向力这几种方案。(1)将两接合齿轮的啮合位置错开。在啮合时，使接合齿轮端超过被接合齿约13mm。使用中粮齿接触部分受到挤压同时磨损，并在接合齿端部形成凸肩，利于阻止接合齿自动脱档。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩(2)将啮合套做的较长。在啮合时，是接合齿（主动）超过被接合齿（被动） 。在传动过程中，利用研磨成形成凸肩，以阻止接合齿自动脱开。(3)将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（切除 0.30.6mm） ，这样，换档后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住，从而阻止自动脱档。(4)将啮合齿的工作面加工成斜面，形成倒锥角（一般倾斜 23）,使接合齿面产生阻止自动脱档的轴向力，这种方案应用较多。将接合吃的齿侧设计并加工成台阶状，也具有相同的阻止自动脱档的效果 11。2.4.4 变速器轴承设计变速器轴承常采用圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、滑动轴套等。变速器应结构紧凑，大尺寸的轴承布置困难。第二轴上前端支承在第一轴常啮合齿轮的内腔中，由于内腔尺寸较小，所以采用滚针轴承。变速器第一轴、第二轴的后部轴承按直径系列选用深沟球轴承或圆柱滚子轴承。中间轴前、后轴承采用圆锥滚子轴承。2.5 传动方案的最终确定通过对变速器型式、传动机构方案及主要零件结构方案的分析与选择，并根据设计任务与要求，最终确定的传动方案如图 4 所示。其传动路线：图 4 五档变速器结构图Fig 4 Diagram of structure of five file gearboxes 机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩1 档：一轴12中间轴1099、11 间同步器二轴输出2 档：一轴12中间轴875、7 间同步器二轴输出3 档：一轴12中间轴655、7 间同步器二轴输出4 档：为直接档，即一轴11、3 间同步器二轴输出5 档：加速时：一轴12中间轴14431、3 间同步器二轴输出倒档：一轴12中间轴1213119、11 间同步器二轴输出机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩3 齿轮设计及计算校核本次设计主要是针对汽车市场的绝大部分汽车，所以相关参数接近最常见的车型。具体数据如表 1表 1 主要参数Table1 main parameters基本参数 参数值主减速比 4.072 最高时速（km/h） 180轮胎型号 195/60R16发动机型号 HR16DE最大扭矩（Nm/rpm） 153 /4400最大功率（kw/rpm） 86 /6000 最高转速（r/min） 6500汽车自重(kg) 1180承载质量(kg) 4803.1 传动比范围变速器的传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档传动比的比值，取决于汽车行驶的道路条件和发动机的功率与汽车的质量之比（比功率） 4。目前乘用车的传动比范围在 3.04.5 之间，总质量轻些的商用车在 5.08.0 之间。选择最低档传动比 6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。对于经常在城市和良好公路上行驶的汽车，最大爬坡度在 10左右。在沥青路面上车轮的滚动阻力系数 为 0.02。f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6maxaxmax0max )sinco( gfgriTTgIe 则由最大爬坡度要求的变速器档传动比：（1）0maxiTrieg式中 m汽车总质量； g 重力加速度； max道路最大阻力系数； 驱动轮的滚动半径；rTemax 发动机最大转矩； i0主减速比；机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩 汽车传动系的传动效率。根据驱动车轮与路面的附着条件：（22maxGriTgIe）求得的变速器 I 档传动比为：（30max2iTriegI）式中 G2汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷； 路面的附着系数，计算时取 =0.50.6。由已知条件：满载质量为 1660kg； =311mm； Te rmax=153Nm； i0=4.072； =0.96。根据公式（3-1）可得： igI 2.31。根据公式（3-2）可得： igI 4.23。故取 igI =3.8超速档的传动比一般为 0.70.8，本设计取五档传动比 ig =0.75。汽车变速器各档的传动比应该按等比级数分配：= （4gIVIgIiiq）式中 q常数，各档之间的公比。可得： 1minaxgq（5）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档位间的公比宜小些，另外还要考虑与发动机参数的合理匹配。根据上式可得出： =1.5。q故有： =2.53、 1.67、 1.13（修正为 1） 。gIigIigIVi3.2 齿轮参数（1）齿轮模数 m齿轮模数是一个重要的参数，并且影响它的选取因素又很多，如齿轮的强度、质量、机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩噪声、工艺要求等。选取齿轮模数，要保证齿轮有足够的强度，同时兼顾对噪音和质量的影响。减小模数，会增加齿宽，会使噪音减小；反之，则能减轻变速器质量。对乘用车，降低噪音意义较大，一般采用小模数、大齿宽的齿轮，其模数一般为2.253.0;对商用车，减小变速器质量意义较大，一般采用较大模数的齿轮,其模数一般为 3.506.0。另外，所选模数应符合国家标准 GB/T 1357-1987渐开线圆柱齿轮模数的规定，优先选用第一系列模数，尽量不选括号内的模数 16.17。本设计一档齿轮模数取 3，其他取 2.5。表 2 汽车变速器常用的齿轮模数（摘自 GB1357-1987） （mm）Table2 Automobile transmission gear modulus (from the GB1357-1987) (mm)第一系列 1.00 1.25 1.5 2.00 2.50 3.00 4.00第二系列 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.50 (3.75) （2）压力角 力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪音较低；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对于乘用车，为了降低噪音，应选用 14.5、15、16、16、5等小些的压力角。对于商用车，为提高齿轮强度，应选用 22.5或 25等大些的压力角；啮合套或同步器的压力角有 20、25、30等。国家规定的齿轮标准压力角为 20，啮合套或同步器为 30。所以本设计中选取齿轮压力角为 20，啮合套或同步器的压力角 为 30。（3）螺旋角 随着齿轮的螺旋角增大，齿轮啮合的重合度增加，齿的强度也相应提高。不过当螺旋角大于 30时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，以 1525为宜；而从提高高档齿轮的接触强度和增加重合度来说，应当选择较大的螺旋角。中间轴上的齿轮螺旋方向应一律右旋，则第一，第二轴上的斜齿轮取为左旋。斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用：对乘用车，中间轴式变速器为2234。本设计初选取一档、二档、倒档齿轮螺旋角为 23，三档、四档、五档齿轮螺旋角为 27。（4）齿宽 b在选择齿宽时，应注意齿宽对变速器的轴向尺寸、质量、齿轮工作平稳性、齿轮强度和齿轮工作时的受力均匀程度等均有影响。通常根据齿轮模数 的大小来选定齿宽 2，对直齿： ， 为齿宽系数，）n(mmkbcc机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩取 4.58.0；对斜齿： ， 取 6.08.5。nckbmc本设计取齿宽系数为 7.0。（5）齿轮变位系数和齿顶高系数变位齿轮主要有两类：高度变位和角度变位。高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。高度变位可增加小齿轮的齿根强度，使它达到和大齿轮强度相接近的程度。高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加一对齿轮的强度，也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零，且可获得良好的啮合性能及传动质量指标，故采用得较多。为了降低噪声，对于变速器中除去一、二档以外的其它各档齿轮的总变位系数要选用较小一些的数值。一般情况下，最高档和一轴齿轮副的 可取-0.20.2。随着c档位的降低，总变位系数 应该逐档增大。一、二档和倒档齿轮，应该选用较大的c值。一档齿轮的 值可以选用 1.0 以上。cc规定齿顶高系数 ha*=1，径向间隙系数 c*=0.25。（6）齿轮材料的选取。为提高齿轮的耐磨性及抗弯曲疲劳和接触疲劳的能力，现代汽车变速器齿轮大都采用渗碳合金钢，其表面的硬度高，而心部具有较高韧性。在选用钢材及热处理时，对切削加工性能及成本也应考虑。值得指出的是，对齿轮进行强力抛丸处理后，齿轮弯曲疲劳寿命和接触疲劳寿命都能提高。国内汽车变速器齿轮材料主要采用20CrMnTi、20Mn2TiB、15MnCr5、20MnCr5、25MnCr5、28MnCr5。渗碳齿轮表面硬度为5863HRC，心部硬度为 3348HRC 国外汽车变速器齿轮大都选用铬镍合金钢。3.3 各档齿轮齿数的分配和各档传动比在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的档数、传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数。应该注意的是，各档齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀。3.3.1 确定一档齿轮的齿数已知一档传动比 （6）1092zigI为了确定 Z9和 Z10的齿数，先求其齿数和 ：Z机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩（7）nmAzcos2其中 A =77mm、 m =3；故有 ，取整得 47。当乘用车中间轴式的变速器5.47Z时，则 ，此处取 =16，则可得出 =31。8.35gIi 范 围 内 选 择可 在 1510 10Z9Z上面根据初选的 A 及 m 计算出的 可能不是整数，将其调整为整数后，从式 7 看出中心距有了变化，这时应从 及齿轮变位系数反过来计算中心距 A，再以这个修正后的中心距作为以后计算的依据。因为计算齿数和 后，经过取整数使中心距有了变化，所以应根据取定的 和Z Z齿轮变位系数重新计算中心距 ，再以修正后的中心距 作为各档齿轮齿数分配的依A据。= =76.59mm cos2n0Z2347取整为 A=78mm。3.3.2 确定常啮合传动齿轮副的齿数由式 6 求出常啮合齿轮的传动比（8）91012zigI由已知数据可得： 6.12而常啮合齿轮的中心距与一档齿轮的中心距相等，且斜齿轮中心距：（9）cos2)(1zmAn由此可得： （10nz21）根据已知数据可计算出： 。59.21Z联立方程式可得： =18、 =37。则根据式 6 可计算出一档实际传动比为： igI =3.98。3.3.3 确定其他各档的齿数二档传动比:机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩（11）8712zigI而 故有： ，对于斜齿轮：53.2gIi 3./87z（12）nmAcos2故有： 4.5787Z联立方程式得： 。根据式 11 可计算出二档实际传动比为：2387Z、2.83。gIi从减少或消除中间轴上的轴向力出发，齿轮还须满足下列关系：（13）zIV82sin发现上述数据刚好满足。按同样的方法可分别计算出：三档齿轮 、 2.29；五档齿轮 2965Z、 gIi、 0.84。391643Z、 gVi综上所得修正后的各档传动比如表 3表 3 修正后的各档传动比Table1 Revised each block transm