福克斯2.0轿车变速器的设计论文

摘 要变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等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。变速器设有空挡，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输出功能。本次设计任务是设计一款用于中型轿车的前置后驱式机械式五挡变速器。手动变速器具有结构简单、效率高、功率大、制造成本低等显著优点，所以在中国乘用车市场一直占据着汽车变速器的主导地位。本次设计拟采用中间轴式变速器，其显著优点是直接挡利用率较高，在其他前进挡位工作时一挡仍然有较大的传动比。但在其他前进挡位工作时其传动效率略有降低，同时由于其操作复杂，会使驾驶员产生疲劳感，噪声较大，这是它的缺点。首先要选择发动机型号，确定发动机的最大功率、最大扭矩、最高转速等重要参数，然后根据上述参数选择最大及最小传动比，合理分配各挡传动比。结合运用汽车设计、汽车理论、机械设计、机械原理等知识，计算出变速器各个齿轮及轴的参数并校核其强度，论证设计方案的合理性，最后要画出变速器齿轮和轴的零件图。关 键 词 ： 变速器；传动比；齿轮；轴；计算；校核ABSTRACTThe transmission gearbox is used to change torque and the rotate speed from engine to driving gear, In-situ start, the hill climbing, the curve, the acceleration and so on under each kind of travel operating mode, the goal is to obtain the different force of traction and the speed, meanwhile makes the engine to work in the most advantageous operating mode scope.The transmission gearbox is equipped with the neutral which can stop the power from the engine to the driving gear transmission when starting engine, the automobile glide or parking,The transmission gearbox is equipped with the reverse gear, makes the automobile to obtain reversing travel ability.When needed, the transmission gearbox also has the dynamic output function.The task is to design one five-gear manual transmission used in the front engine rear drive intermediate.The manual transmission gearbox has many advantages including simple structure, high efficiency, big power, low production cost, therefore which is always occupying the automobile transmission gearbox dominant position in vehicle market of China.This design plans to use the middle shaft-type transmission gearbox which has the merit of high efficiency in the positive gear,and when working in the other forward gears position still has the great velocity ratio,but reduces the transmission efficiency, because of its complicated operation, it can make the pilot to have the weary feeling, the big noise, this is its shortcoming.First we must choose the engine type, gain the maximum power, the maximum torque, the highest rotate speed, the important parameter and so on , then according to above parameter choose the biggest and the smallest velocity ratio, distribute all the velocity ratio rational.Using the knowledge about automobile design, automobile theory, machine design, mechanism and so on, we can calculate the parameter of each gear and the axis and examine its intensity, prove the papers rationality, finally must draw the part drawing of an gear and an axis.Key words: Transmission；Transmission Ratio；Gear ；Shaft；Calculation；Check目 录摘要.IAbstract.II第 1 章 绪论.11.1 汽车变速器的概述.11.2 汽车变速器研究现状、发展趋势.11.2.1 国外研究现状.11.2.2 国内研究现状.41.3 汽车变速器设计的目的和意义.51.4 汽车变速器的设计方法和研究内容.5第 2 章 变速器主要参数的选择.72.1 变速器档数及各档传动比.72.1.1 变速器档数的确定.72.1.2 主要技术参数.72.1.3 主减速比的确定.72.1.4 变速器一档传动比的确定.82.1.5 变速器各档传动比的确定.102.2 变速器中心距的确定.102.3 变速器各档齿轮参数的确定.112.3.1 确定一档齿轮齿数.112.3.2 对中心距 A 进行修正.122.3.3 确定常啮合传动齿轮的齿数.132.3.4 确定其他各档的齿数.152.3.5 确定倒档齿轮齿数.202.4 本章小结.21第 3 章 变速器齿轮的设计及校核.223.1 齿轮的材料选择.223.1.1 齿轮损坏形式及避免方法.223.1.2 各档齿轮的材料选择.233.2 计算各轴的转矩.243.3 齿轮的强度计算.243.3.1 轮齿的弯曲应力公式.253.3.2 轮齿接触应力公式.263.3.3 各档齿轮的强度计算及校核.283.4 各档齿轮的受力计算.353.5 本章小结.38第 4 章 变速器轴和轴承的设计及校核.394.1 轴的设计.394.1.1 轴的作用及其设计要求.394.1.2 轴的结构设计.394.1.3 轴的尺寸计算.404.2 轴的强度计算及校核. .414.2.1 轴的刚度计算及校核.414.2.2 轴的强度计算及校核.464.2.3 轴承的选择及校核.504.3 本章小结.52第 5 章 同步器的确定.535.1 锁销式同步器介绍.535.2 锁环式同步器介绍.545.3 本章小结.55第 6 章 操纵机构和箱体的确定.566.1 操纵机构的功用.566.2 换档位置示意图.566.3 变速器箱体的设计.566.4 本章小结.57结论.58参考文献.59致谢.60附录.61第 1 章 绪 论1.1 汽车变速器的概述汽车是一种快速机动的道路交通工具。一般是指自带动力装置的可以独立行驶并完成运载任务的轮式车辆，具有四个或四个以上的车轮。按照国家标准中有关规定，汽车可分为载货汽车，越野汽车，自卸汽车，牵引汽车，专业汽车，客车，轿车等种类。汽车的基本组成是相同的，均由发动机，底盘，车身和电气设备四大部分组成，现代汽车将以往复活塞式内燃机为主要动力源，而发动机的扭矩、转速与汽车的牵引力、车速要求之间的矛盾，靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。为此，在汽车传动系中设置了变速器和主减速器。既可使驱动车轮的扭矩增大为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若干分之一。变 速 器 用 于 改 变 发 动 机 传 到 驱 动 轮 上 的 转 矩 和 转 速 ， 以 适 应 汽 车 在 起 步 、加 速 、 行 驶 以 及 克 服 各 种 道 路 障 碍 等 不 同 行 驶 条 件 下 ， 满 足 驱 动 车 轮 牵 引 力 及车 速 不 同 要 求 的 需 要 。 随 着 汽 车 工 业 的 不 断 发 展 ， 今 后 要 求 汽 车 车 型 的 多 样 化 、个 性 化 、 智 能 化 已 成 为 汽 车 的 发 展 趋 势 。 但 变 速 器 设 计 一 直 是 汽 车 设 计 中 最 重要 的 环 节 之 一 ， 它 是 用 来 改 变 发 动 机 传 到 驱 动 轮 上 的 转 矩 和 转 速 ， 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 。 变 速 器 能 使 汽 车 以 非 常 低 的 稳 定 车 速 行 驶 ， 而 这 种 低 的 车 速 只 靠 内 燃 机 的最 低 稳 定 车 速 是 难 以 达 到 的 。 变 速 器 的 倒 档 使 汽 车 能 倒 退 行 驶 ； 其 空 档 使 汽 车在 启 动 发 动 机 、 停 车 和 滑 行 时 能 长 时 间 将 发 动 机 和 传 动 系 分 离 。变 速 器 的 结 构 除 了 对 汽 车 的 动 力 性 、 经 济 性 有 影 响 同 时 对 汽 车 操 纵 的 可 靠性 与 轻 便 性 、 传 动 的 平 稳 性 与 效 率 等 都 有 直 接 影 响 。 变 速 器 与 主 减 速 器 及 发 动机 的 参 数 做 优 化 匹 配 ， 可 得 到 良 好 的 动 力 性 与 经 济 性 ； 采 用 自 锁 及 互 锁 装 置 ，倒 档 安 全 装 置 ， 其 他 结 构 措 施 ， 可 使 操 纵 可 靠 ， 不 产 生 跳 档 、 乱 档 、 自 动 脱 档和 误 挂 倒 档 ； 采 用 同 步 器 可 使 换 档 轻 便 ， 无 冲 击 及 噪 声 ； 采 用 斜 齿 轮 、 修 形 及参 数 优 化 等 措 施 可 使 齿 轮 传 动 平 稳 、 噪 声 低 ， 不 同 的 传 动 比 还 可 以 使 在 其 不 同路 面 提 高 汽 车 的 动 力 性 和 经 济 性 ， 使 汽 车 和 发 动 机 有 良 好 的 匹 配 性 1。 1.2 汽车变速器研究状况、发展趋势1.2.1 国 外 研 究 现 状变 速 器 作 为 传 递 动 力 和 改 变 车 速 的 主 要 装 置 ， 国 外 对 其 操 纵 的 方 便 性 和 档位 数 等 方 面 的 要 求 愈 来 愈 高 。 目 前 ， 4 档 特 别 是 5 档 变 速 器 的 用 量 有 日 渐 增 多的 趋 势 。 同 时 ， 6 档 变 速 器 的 装 车 率 也 在 上 升 。 电 子 控 制 式 自 动 变 速 器 是 90年 代 人 们 关 注 的 焦 点 。 它 是 在 机 械 变 速 器 的 基 础 上 ， 通 过 运 用 电 子 技 术 实 现 自动 换 档 、 自 动 控 制 离 合 器 及 油 门 动 作 的 种 先 进 的 变 速 装 置 。 在 该 装 置 中 ， 有 一个 由 半 导 体 元 件 和 集 成 电 路 组 成 的 电 子 控 制 器 ， 它 是 变 速 器 的 “指 挥 中 心 ”，以 模 拟 控 制 与 数 字 控 制 两 种 方 式 作 用 ， 能 连 续 不 断 地 把 车 辆 的 实 际 行 驶 状 况 与希 望 实 现 的 状 况 进 行 比 较 ， 如 果 两 者 不 吻 合 ， 该 控 制 器 就 会 命 令 操 纵 机 构 ， 改换 变 速 器 的 档 位 、 离 合 器 的 分 离 与 接 合 以 及 油 门 的 开 度 。 通 过 实 现 自 动 选 择 最佳 档 位 和 最 佳 换 档 时 间 ， 电 控 变 速 器 可 直 接 改 善 整 车 的 操 纵 性 ， 并 使 车 辆 在 经济 性 最 佳 的 范 围 内 行 驶 。 据 悉 ， 丰 田 电 控 变 速 器 可 节 油 5%左 右 。 尽 管 电 控 自动 变 速 器 从 开 始 研 制 至 今 仅 20 余 年 ， 但 由 于 它 既 有 机 械 变 速 器 传 动 效 率 高 和使 用 可 靠 等 优 点 ， 又 有 液 力 机 械 自 动 变 速 器 动 力 性 好 、 油 耗 低 和 操 作 简 单 的 好处 ， 所 以 国 外 各 大 公 司 都 很 重 视 该 产 品 的 研 制 应 用 。 丰 田 公 司 开 发 的 ECT 电控 自 动 变 速 器 ， 起 动 时 和 低 、 中 速 时 的 加 速 性 都 很 好 ， 而 且 变 速 平 稳 、 油 耗 低 。日 产 研 制 的 全 新 通 档 电 控 自 动 变 速 器 ， 体 积 小 ,传 递 效 率 高 ， 比 同 类 产 品 更 能满 足 经 济 性 要 求 ， 它 在 车 速 超 过 50km/h 时 ,无 论 在 3 档 或 4 档 都 具 有 转 矩 锁定 功 能 。 三 菱 在 其 最 新 的 电 控 自 动 变 速 系 统 中 ， 增 加 了 “模 糊 控 制 ”的 新 概念 。 当 电 子 控 制 器 根 据 所 收 到 的 车 辆 行 驶 状 况 信 息 ， 通 过 模 糊 逻 辑 进 行 判 断 之后 ， 会 白 动 选 择 最 适 当 的 换 档 方 式 ， 从 而 可 以 防 止 车 辆 上 坡 时 或 转 弯 时 自 动 换人 高 档 ， 也 可 防 止 车 辆 下 坡 时 自 动 由 高 档 换 到 低 档 。 本 田 开 发 的 电 控 变 速 器 也应 用 了 模 糊 控 制 概 念 ， 使 变 速 控 制 非 常 简 便 、 轻 松 ， 驾 驶 者 简 直 难 以 觉 察 到 档位 的 变 换 。 目 前 国 外 轿 车 的 电 控 自 动 变 速 器 ， 主 要 有 三 种 操 纵 方 式 ， 即 电 子 控制 气 动 操 纵 、 电 子 控 制 液 压 操 纵 和 电 子 控 制 马 达 操 纵 。最 近 几 年 ,传 统 的 液 力 自 动 变 速 器 通 过 采 用 CAD/CAM 技 术 来 提 高 液 力 变矩 器 效 率 ,增 加 行 星 齿 轮 变 速 器 的 档 位 (四 、 五 档 )以 及 电 子 技 术 的 应 用 ,液 力 自动 变 速 器 的 性 能 已 相 当 完 善 。 每 年 还 有 几 十 项 专 利 申 请 ,主 要 是 在 电 子 控 制 方面 的 ,如 消 除 汽 车 爬 坡 时 因 牵 引 力 不 足 产 生 急 剧 减 速 造 成 的 重 复 换 档 ;防 止 汽 车转 弯 时 因 短 时 间 速 度 下 降 产 生 重 复 换 档 ,有 效 地 减 小 离 合 器 和 制 动 器 的 使 用 频率 ;因 海 拔 高 度 变 化 引 起 发 动 机 转 矩 下 降 而 对 换 档 时 刻 进 行 修 正 ;通 过 控 制 液 压系 统 压 力 和 发 动 机 输 出 转 矩 以 抑 制 换 档 冲 击 等 2。现 在 的 液 力 自 动 变 速 器 已 能 通 过 微 电 脑 对 整 个 动 力 传 动 系 统 进 行 控 制 ,可 称 得 上 是 全 电 子 控 制 的 智 能 化 产 品 。 由 各 种 电 子 传 感 器 和 微 电 脑 组 成 的 电 控单 元 可 根 据 路 况 、 驾 驶 方 式 等 信 息 控 制 发 动 机 的 喷 油 量 ,决 定 换 档 时 机 和 液 力变 矩 器 锁 定 时 刻 ,使 动 力 输 出 达 到 最 佳 ,既 降 低 油 耗 ,又 减 小 换 档 时 的 振 动 。 三 菱公 司 新 的 自 动 变 速 车 “Fuzzy Shift 4AT”在 自 动 变 速 系 统 中 加 入 了 “模 糊 控 制 ”的 概 念 ,变 速 器 内 的 微 电 脑 会 根 据 收 集 到 的 行 驶 状 况 信 息 ,通 过 模 糊 逻 辑 判 断 后 ,自 动 选 择 最 适 当 的 换 档 方 式 。 该 公 司 的 INVECS- 自 动 速 器 ,控 制 参 数 扩 大 到车 辆 的 全 部 工 作 范 围 ,相 关 信 息 数 量 高 达 210 个 ,其 电 脑 有 记 忆 驾 驶 员 的 爱 好 和习 惯 的 能 力 ,可 据 此 修 改 换 档 程 序 。液 力 自 动 变 速 器 的 应 用 范 围 非 常 广 ,与 之 匹 配 的 发 动 机 排 量 小 至 1L,大 至10L 以 上 ;传 递 功 率 可 从 几 十 千 瓦 到 几 百 千 瓦 ;可 以 装 备 轿 车 、 客 车 、 货 车 、 越野 车 等 各 种 车 型 。 仅 就 液 力 自 动 变 速 器 在 轿 车 上 的 装 备 率 而 言 ,目 前 美 国 为 90%左右 ,日 本 接 近 80%。 因 此 ,液 力 自 动 变 速 器 在 汽 车 自 动 变 速 器 行 业 占 有 主 导 地 位 。据 预 测 ,随 时 间 的 增 加 ,日 本 自 动 变 速 器 的 总 装 车 率 将 达 到 40%,美 国 将 达 到 35%,不 过 在 这 当 中 ,AMT 和 CVT 将 要 挤 占 部 分 份 额 。进 入 80 年 代 ,五 十 铃 、 伊 顿 、 ZF 等 公 司 研 制 电 子 控 制 机 械 自 动 变 速 器 并 装车 成 功 后 ,福 特 公 司 、 大 众 公 司 、 菲 亚 特 公 司 、 雷 诺 公 司 和 丰 田 公 司 等 也 相 继 开展 AMT 的 研 究 和 开 发 。 1995 年 本 田 的 部 分 Civic 轿 车 装 用 了 AMT。 1996 年宝 马 M3 轿 车 所 采 用 的 “M 序 列 式 变 速 器 ”就 是 在 原 来 的 M3 型 6 档 手 动 机 械变 速 器 基 础 上 作 了 大 幅 度 的 改 进 ,以 全 新 的 电 液 控 制 系 统 代 替 了 传 统 的 机 械 式变 速 器 的 操 纵 系 统 ,并 可 选 择 自 动 变 速 和 手 动 变 速 两 种 模 式 。 ZF 公 司 也 推 出 了其 电 控 机 械 自 动 变 速 器 新 产 品 ASTRONIC 系 列 。 由 于 机 械 式 自 动 变 速 器是 采 用 现 代 电 子 技 术 改 造 传 统 手 动 变 速 器 而 得 到 的 ,其 研 究 时 的 一 个 初 衷 就 是考 虑 机 械 变 速 器 部 分 可 以 借 用 原 有 的 结 构 ,因 而 新 增 生 产 设 备 较 少 。 但 这 也 限制 了 为 改 善 自 动 变 速 器 性 能 所 要 求 的 一 些 结 构 上 的 变 化 。据 统 计 ,截 至 1996 年 底 ,装 备 金 属 带 式 CVT 的 轿 车 就 已 达 120 多 万 辆 。 最近 ,日 本 本 田 汽 车 公 司 和 荷 兰 的 VDT(Van Doorne s Transmissie B.V.)变 速 器 公司 共 同 研 制 的 新 型 无 级 变 速 器 已 装 备 在 了 本 田 1996Civic HX 型 轿 车 上 。 日 产汽 车 公 司 原 定 在 21 世 纪 进 入 CVT 的 实 用 化 阶 段 ,但 因 该 公 司 近 几 年 经 营 情 况不 理 想 ,为 有 利 于 抢 占 市 场 ,现 已 明 显 加 快 了 CVT 实 用 化 步 伐 ,电 子 控 制 的 哈 依帕 CVT 已 装 在 蓝 鸟 等 排 量 2L 的 轿 车 上 。 据 统 计 ,目 前 装 有 CVT 的 轿 车 约 120万 辆 ,发 动 机 排 量 大 多 在 0.63.3L。 预 计 随 时 间 增 加 ,无 级 变 速 器 的 装 车 率 ,日 本将 达 到 15%,而 美 国 将 达 到 38%。 这 主 要 集 中 在 中 小 排 量 的 轿 车 上 ,用 于 大 功 率传 递 时 仍 有 一 些 问 题 需 要 解 决 。 另 外 ,美 国 一 些 高 校 的 研 究 机 构 以 及 装 备 液 力自 动 变 速 器 量 最 大 的 通 用 汽 车 公 司 也 正 在 加 紧 CVT 的 研 制 和 试 装 车 。 由 此 可看 出 国 外 汽 车 企 业 对 CVT 的 态 度 已 由 举 棋 不 定 转 向 了 加 速 发 展 3。1.2.2 国 内 研 究 现 状我 国 从 60 年 代 起 ,就 在 “红 旗 ”770 轿 车 上 使 用 了 具 有 2 个 前 进 档 的 液 力自 动 变 速 器 ,1975 年 又 研 制 出 具 有 3 个 前 进 档 的 CA774 液 力 自 动 变 速 器 。 80年 代 初 ,老 “红 旗 ”轿 车 因 油 耗 高 而 停 止 生 产 。 油 耗 高 的 原 因 除 液 力 自 动 变 速 器效 率 问 题 外 ,更 主 要 的 要 归 因 于 其 高 达 5.6L 排 量 的 发 动 机 。此 外 ,除 在 部 分 军 用 车 辆 上 使 用 了 液 力 自 动 变 速 器 外 ,国 内 汽 车 行 业 几 乎 与自 动 变 速 器 无 缘 。 甚 至 有 人 认 为 ,中 国 在 2000 年 以 前 不 需 要 自 动 变 速 器 。随 着 中 国 的 改 革 开 放 ,大 量 国 外 轿 车 进 入 我 国 市 场 ,其 中 许 多 中 高 档 轿 车 是带 有 自 动 变 速 器 的 ,而 其 类 别 几 乎 全 部 是 液 力 自 动 变 速 器 。 这 也 使 一 大 批 汽 车 修理 企 业 对 液 力 自 动 变 速 器 的 维 修 变 得 十 分 熟 悉 。由 于 对 自 动 变 速 器 良 好 性 能 的 逐 渐 认 识 ,用 户 的 需 求 量 越 来 越 大 ,使 国 内 汽车 企 业 加 快 了 自 动 变 速 器 的 发 展 步 伐 。 1998 年 ,一 汽 大 众 公 司 生 产 的 “捷 达 王 ”已 将 自 动 变 速 器 列 为 选 装 件 。 神 龙 汽 车 公 司 也 在 其 “富 康 ”1.6L 的 车 型 上 推出 了 电 控 式 液 力 自 动 变 速 器 。 上 海 通 用 汽 车 公 司 在 所 生 产 的 别 克 “世 纪 ”轿车 上 装 备 了 目 前 最 为 先 进 的 一 种 液 力 自 动 变 速 器 4T65E 型 四 档 电 控 自 动 变速 驱 动 桥 。 而 广 州 本 田 “雅 阁 ”轿 车 ,自 动 变 速 器 几 乎 是 标 准 配 置 。 因 此 ,在 国产 车 上 选 装 液 力 自 动 变 速 器 已 成 为 必 然 之 势 。从 研 究 与 生 产 环 节 来 看 ,CA770 液 力 自 动 变 速 器 生 产 过 近 2000 台 ,加 之 工程 机 械 、 军 用 车 辆 采 用 动 力 换 档 的 行 星 齿 轮 变 速 器 已 有 很 多 年 的 历 史 ,近 几 年 ,国 内 也 为 大 功 率 车 辆 研 制 成 功 电 控 自 动 变 速 器 ,因 此 可 以 说 ,在 液 力 自 动 变 速 器的 研 究 、 生 产 以 及 修 理 方 面 均 有 一 定 的 基 础 。 但 目 前 国 产 轿 车 所 装 用 的 液 力 自动 变 速 器 全 部 都 依 靠 进 口 。 不 过 通 用 汽 车 公 司 在 上 海 的 合 资 企 业 已 开 始 试 生 产4T65E 型 四 档 电 控 自 动 变 速 驱 动 桥 。 当 然 ,完 全 国 产 化 还 有 一 段 路 要 走 。在 电 子 控 制 机 械 式 自 动 变 速 器 方 面 ,国 内 有 关 部 门 也 正 在 进 行 研 究 ， 目 前已 生 产 出 样 机 。至 于 机 械 式 无 级 变 速 器 ,早 在 十 年 前 ,国 内 就 有 高 校 购 买 过 国 外 样 机 作 分 析研 究 ,但 苦 于 经 费 问 题 ,无 法 深 入 进 行 。 近 一 两 年 一 些 高 校 才 又 开 始 重 新 起 步 。根 据 国 外 目 前 CVT 应 用 的 趋 势 和 所 做 的 预 测 ,CVT 可 能 是 小 功 率 (发 动 机 排 量2L 以 下 )液 力 自 动 变 速 器 最 有 威 胁 的 挑 战 者 ,国 内 市 场 前 景 不 容 忽 视 。 但 要 想 完全 依 靠 国 内 自 己 的 力 量 做 成 实 用 的 CVT,既 不 现 实 ,时 间 上 也 不 允 许 。 走 技 术 引进 的 道 路 是 一 条 捷 径 。按 照 我 国 汽 车 工 业 产 业 政 策 的 规 划 ,到 2010 年 我 国 轿 车 产 量 将 达 400 万 辆 ,不过 这 个 目 标 可 能 过 于 乐 观 。 届 时 年 产 200 万 辆 轿 车 是 完 全 有 可 能 的 ,而 由 于 大量 非 职 业 驾 驶 人 员 的 出 现 和 对 汽 车 性 能 要 求 的 提 高 ,装 备 自 动 变 速 器 的 至 少 占10%,再 加 上 部 分 大 客 车 也 采 用 自 动 变 速 器 ,对 自 动 变 速 器 的 需 求 量 将 在 20 万 台以 上 ,这 对 于 我 国 的 汽 车 工 业 而 言 ,将 是 一 个 极 好 的 机 遇 ,同 时 也 是 一 场 新 的 挑 战4。1.3 汽车变速器设计的目的和意义21 世 纪 ， 汽 车 工 业 成 为 中 国 经 济 发 展 的 支 柱 产 业 之 一 ， 汽 车 企 业 对 各 系 统部 件 的 设 计 需 求 旺 盛 。 其 实 ， 汽 车 与 人 一 样 ， 也 有 着 整 套 健 康 系 统 的 有 机 结 合体 。 发 动 机 是 心 脏 ， 车 轮 、 底 盘 与 悬 挂 是 躯 干 和 四 肢 ， 然 而 链 接 他 们 的 ， 是 类似 于 人 体 经 脉 的 变 速 器 系 统 。 如 果 汽 车 丧 失 了 变 速 器 这 个 中 心 环 节 ， 心 脏 、 四肢 、 与 躯 干 再 好 ， 汽 车 也 只 能 如 同 植 物 人 般 成 为 废 铁 一 堆 ！ 可 以 说 ， 变 速 器 是伴 随 着 汽 车 工 业 出 现 的 必 然 产 物 ， 是 汽 车 上 的 必 需 品 。 在 完 成 了 最 基 本 的 传 动功 能 之 外 ， 我 们 对 变 速 器 的 要 求 也 越 来 越 高 ， 这 是 变 速 箱 演 变 过 程 的 首 要 催 产素 。 由 此 可 见 ， 对 汽 车 的 变 速 器 进 行 研 究 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。变 速 器 是 汽 车 的 重 要 部 件 之 一 ， 主 要 实 现 汽 车 在 行 进 过 程 中 变 速 及 倒 车 功能 。 通 过 改 变 传 动 比 ， 改 变 发 动 机 曲 轴 的 转 拒 ， 适 应 在 起 步 、 加 速 、 行 驶 以 及克 服 各 种 道 路 阻 碍 等 不 同 行 驶 条 件 下 对 驱 动 车 轮 牵 引 力 及 车 速 不 同 要 求 的 需 要 。变 速 器 的 好 坏 还 体 现 在 挡 位 区 间 是 否 清 晰 、 换 挡 是 否 平 顺 。 道 理 很 简 单 ， 一 个挡 位 模 糊 、 换 挡 艰 涩 的 变 速 器 是 不 会 为 汽 车 带 来 流 畅 的 动 力 分 配 也 不 会 为 驾 驶者 带 来 惬 意 的 驾 驶 乐 趣 的 。 因 此 变 速 器 的 设 计 对 汽 车 性 能 至 关 重 要 。 变 速 器 组成 零 件 较 多 ， 零 件 之 间 的 装 配 关 系 相 当 复 杂 。 对 于 车 辆 工 程 专 业 的 本 科 学 生 ，通 过 本 毕 业 设 计 可 以 充 分 复 习 所 学 知 识 ， 并 能 提 高 计 算 机 及 软 件 使 用 水 平 ， 为以 后 的 工 作 打 下 坚 实 基 础 5。汽 车 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 原 地 起步 、 爬 坡 、 转 弯 、 加 速 等 各 种 行 驶 工 况 下 ， 使 汽 车 获 得 不 同 的 牵 引 力 和 速 度 ，同 时 是 发 动 机 在 最 有 利 的 工 况 范 围 内 工 作 。 通 过 对 福 克 斯 2.0 轿 车 变 速 器 的 设计 ， 让 我 充 分 了 解 变 速 器 的 构 造 和 设 计 过 程 ， 锻 炼 我 的 动 手 能 力 、 独 立 思 考 能力 和 绘 图 能 力 。1.4 汽车变速器的设计方法和研究内容在本次设计中，由于是对传统的变速器进行改进型设计，在设计中参考其他福克斯轿车的变速器，采用了锁环式同步器的换挡方式。在设计中，我除了对汽车变速器的结构进行了合理的布置外，还运用了材料力学、机械原理、机械设计等知识，对变速器的重要零件轴和齿轮进行受力分析，强度、刚度的校核，以及为这些零件选择合理的工程材料和热处理方法，同时也为变速器选择合理的同步器和操纵机构 6。在设计的初期，我上网寻找变速器的相关资料，尤其是变速器的各部件的功用；在设计的第二阶段，通过参考其他车型的的变速器，对变速器进行整体结构布置，校核轴和齿轮的强度、刚度，选择材料；在第三阶段的主要任务是绘制变速器的装配图和重要的零件图，确定个零件的精度等级及其它参数；最后，是对整体论文的编写整理整个设计过程中的各种资料，以及对前期设计中的错误做出修改。本次设计主要是依据参考福克斯轿车的参数，通过对变速器各部分参数的选择和计算，设计出一种基本符合要求的手动 5 挡变速器。本文主要完成下面一些主要工作：（1）参数计算。包括变速器传动比计算、中心距计算、齿轮参数计算、各档齿轮齿数的分配；（2）变速器齿轮设计计算。变速器齿轮尺寸计算；变速器齿轮的强度计算及校核；计算各轴的尺寸计算及校核；齿轮强度计算及检验；（3）变速器轴设计计算。包括各轴直径及长度计算、轴的结构设计、轴的强度计算；（4）变