变速器的初步设计（传动比计算）

1、机械式变速器的初步设计姓名：学号：班级：目 录第1章 设计要求与设计数据2 1.1 设计数据2 1.2 设计要求2第2章 变速器的设计选型2 2.1 变速器的选型与换挡方式选择2 2.2 变速器各档传递路径3第3章 变速器的齿数分配4 3.1 1档的齿数计算4 3.2 常啮合齿轮对的齿数计算5 3.3 2档的齿数计算5 3.4 3档的齿数计算5 3.5 4档（直接档）的齿数计算6 3.6 5档（超速挡）的齿数计算6 3.7 倒档的齿数计算和分度圆计算7第4章 变速器各齿轮对的齿轮结构参数8 4.1 各齿轮的分度圆直径与总变位系数的统计8 4.2 变速器各档速比的相对误差8 4.3 变速器齿轮的

2、材质选择8第5章 轴的结构与材质9 5.1 变速器第1轴的设计9 5.2 变速器第2轴的设计9 5.3 变速器中间轴的设计10 5.4 轴的材质10第6章 轴承的布置11 6.1 第1轴轴上的轴承布置11 6.2 第2轴轴上的轴承布置11 6.3 中间轴轴上的轴承布置12第7章 变速器的换挡机构（选用锁环式同步器）布置12第8章 变速器操纵机构及换挡位置图13 8.1 变速器的操纵机构13 8.2 变速器的换挡位置图14参考资料附录第1章 设计要求与设计数据1.1 设计数据.选择第三组设计参数：三轴式变速器发动机最大功率72kw，最大转矩167Nm表1-1：档位12345R速比3.5922.0

3、881.3681.0000.8233.6241.2设计要求.1，传动示意图各档传递路径、齿数分配、换挡方式、轴向定位等；2，齿轮型式、结构参数、配凑中心距、材质；3，轴的结构、材质；4，换挡机构布置；5，轴承布置；6，变速器操纵机构及换挡位置图。第2章 变速器的设计选型2.1 变速器的选型与换挡方式选择 根据上述要求可以考虑以下三种方案：方案1：该方案采用双联倒档齿轮，换倒档时转矩传递路径长，机械效率损失较多。各档齿轮均为常啮合齿轮，用同步器换挡。方案2：该方案的一档和倒档的换挡方式为普通滑动齿轮方式，换挡时较为吃力，换挡时间长，对1档和倒档的齿轮冲击较大，导致齿轮的寿命缩短，并且伴随噪声，不

4、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，而换挡产生的噪声又使乘坐舒适性降低。方案3（最终方案）：该方案全齿均采用常啮合齿轮，换挡方式包括倒档均采用同步器。第2轴为三点式支承， 倒档和超速挡安装在位于变速器后部的副箱体内，这样布置除了可以提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声外，还可以在不需要超速挡的条件下，很容易形成一个只有四个前进档的变速器。2.2变速器各档的传递路径第2章 变速器的齿数分配首先将变速器的各齿轮编号，如下图所示：3.1 确定1档的齿数分配1档的传动 为了求出齿轮9和齿轮10的齿数，先求其齿数和 初选中心距时，根据经验公式 初取 又已知 计算出 初取齿轮的模数为

5、： 螺旋角为： 则初步确定的齿数和为： 又因为中间轴上的1档齿轮的齿数在15到17内选取，可初步取，那么，则此时的齿数和为 故此时修正的齿轮的中心距A为 此时的中心距为 3.2 常啮合齿轮对的齿数计算1档的传动比为： 而常啮合齿轮的中心距与1档的齿轮中心距相等，所以: 联立上述两个方程，即解得齿轮1和2的齿数分别为 初步取 3.3 2档的齿数计算二档齿轮选用斜齿轮，可以令其螺旋角和常啮合齿轮的不同。此时二档的传动比为： 由中心距相等的条件得： 另外，从减少或抵消中间轴上的轴向力出发，须满足：若选定 根据 式和式求出的 但是带入式中不满足所以改令 根据 式和式求出的 此时将齿数重新带入式和式，求

6、出的螺旋角的修正值为 此时接近符合式要求，即可以抵消部分轴向力。 3.4 3档的齿数计算三档的齿轮为斜齿轮，可以令其螺旋角和常啮合齿轮的不同。此时三档的传动比为： 由中心距相等的条件得： 另外，从减少或抵消中间轴上的轴向力出发，须满足：首先令 根据 式和式求出的 将上述齿数分别代入式等号的左右两式，得： 接近符合式要求，即可以抵消部分轴向力3.5 4档（直接档）的齿数计算 直接档通过第二轴的前端经轴承支承在第一轴后端的孔内，而且保持两轴轴线在同一个直线上，同步器将他们连接后可得到直接档。3.6 5档（超速挡）的齿数计算超速挡的齿轮安排在副箱体内，也采用斜齿轮，可以使其螺旋角和常啮合齿轮的不同。

7、此时五档的传动比为： 由中心距相等的条件得： 另外，从减少或抵消中间轴上的轴向力出发，需要接近满足下式：首先令 根据 式和式求出的 螺旋角经过齿数重新代入式和式后，修正为。上述齿数分别代入式等号的左右两式，得： 接近符合式要求，即可以抵消部分轴向力3.7 倒档的齿数计算和分度圆计算倒档机构的示意图如下图所示：此时R档的传动比为：为了初步求出和，可以假设齿轮12和齿轮11已经啮合，则由中心距相等的条件得： 令时，根据式和式求得的 此时经过将齿数重新代入式和式后得到修正后的螺旋角为： 将上述齿数分别代入式等号的左右两式，得： 两者相差较大，所以轴向力难以抵消，故此组数据予以舍去。重新令时， 根据式

8、和式求得的 此时将齿数重新代入式和式后得到修正后的螺旋角为： 将上述齿数分别代入式等号的左右两式，得： 虽然轴向力依然难以抵消，但是相对第一组的差距明显缩小，故采用这一组数据。初步选取倒档轴的倒档齿轮齿数为： 则中间轴与倒档轴的中心距为: 为了保证倒档齿轮的啮合和不产生运动干涉，齿轮11和12的齿顶圆之间应有0.5mm以上的间隙，则齿轮11的齿顶圆直径为： 第4章 变速器各齿轮对的齿轮结构参数4.1 各齿轮的分度圆直径与总变位系数的统计轴向定位：齿轮1、2、4、6、8、12、10为齿轮轴。齿轮3、5、7、11、9、13为滚针轴承定位。表4-1：各个齿轮的结构参数（齿轮的总变为系数是利用geardesignpro软件计算所得）4.2 变速器各档速比的相对误差表4-3 各档速比以及与真实值的误差：档位1档2档3档4档5档R档精确值3.5922.0881.3681.0000.8233.624计算值3.56252.08651.3931.0000.8143.657相对误差0.82%0.072%1.82%01.1%0.91%由上表可知，1档、2档、4档和R档的设计误差较小，3档和5档的设计误差大于1%但小于2%。在一定的条件下允许此类误差存在。对汽车的动力性和经济性将不会造成太大的影响。但是根据上述的计算得知，R档将产生较大的轴向力，可以在选用轴承时采用深沟