机械五档变速器设计说明

1、三轴式五档机械变速器Three axis of mechanical transmission of five filesStudents: LiHanguang (professional: automobile service engineering)Teacher: He Dongwei (unit: tongji university)【 abstract 】 now, whenever people watch F1 competition, there would be that kind of extreme feeling tracks. At the moment, ever

2、yone seems to talk about is what most of the engine performance and drivers in technology. Also, don't forget when in driving read speed feel or in purchase attention to engine performance, this seems to be the horizontal quantity of a standard car quality quality. Indeed, with a single "he

3、althy heart" is very important, because it is the power of the creator. But, control the machine speed, but it behind the transmission. From now on the market which different types of allocation of mainly divided into: see, transmission manual transmission (MT), automatic transmission (AT), man

4、ual/automatic transmission (AMT), variator (CVT).【 keywords 】 input shaft; The output axis; Transmission; Oart.目 录1 前 言12 变速器的基本设计方案32.1变速器设计的基本要求：32 变速器主要参数的选择43 变速器各档齿轮的计算设计63.1 模数63.2 压力角73.3 螺旋角73.4 确定一挡齿轮的齿数83.5 确定二挡齿轮的齿数93.6 确定三挡齿轮的齿数113.7 确定四挡齿轮的齿数123.8 确定五挡齿轮齿数134 变速器轴的设计计算155 变速器齿轮的的校核166 变

5、速器轴的校核176.1 轴的工艺要求186.2 计算齿轮的受力，选择一档受力分析，进行轴的刚度和强度校核18一挡齿轮1， 2的圆周力、186.2.2 轴的刚度计算186.2.3 轴的强度计算197 变速器轴承校核217.1 初选轴承型号217.2输入轴轴承校核21参考文献23致 谢241 前 言现在，每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。但是

6、，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器。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（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。一、手动变速器(MT)手动变速器（Manual Transmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。 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“下课”，从事物发展的角度

7、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，笔者认为手动变速器不会过早的离开。 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，面对如此高的“压力”，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

8、历郊深的司机都是“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。 第三，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

9、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。二、自动变速器（AT） 自动变速器（AutomaticTransmission），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。 在中档车的市场上，自动变速器有着一片自己的天空。使用此类车型的用户希望在驾驶汽车的时候为了简便操作、降低驾驶疲劳，尽可能的享受高速驾驶时快乐的感觉。在高速公路上，这是个体现

10、地非常完美。而且，以北京市来说，现在的交通状况不好，堵车是经常的事情，有时要不停地起步停步数次，司机如果使用手动档，则会反复地挂档摘档，操作十分烦琐，尤其对于新手来说更是苦不堪言。使用自动档，就不会这样麻烦了。 在市场上，此类汽车销售状况还是不错的，尤其是对于女性朋友比较适合，通常女性朋友驾车时力求便捷。而我国要普及这种车型，关键要解决的是路况问题，现在的路况状况不均匀，难以发挥自动档汽车的优势。三、手动/自动变速器（AMT） 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车厂911车型上首先推

11、出，称为Tiptronic，它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚，让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时，可自由变换降档(-)或加档(+)，如同手动档一样。 自动手动变速系统向人们提供两种驾驶方式为了驾驶乐趣使用手动档，而在交通拥挤时使用自动档，这样的变速方式对于我国的现状还是非常适合的。笔者曾在上面提到，手动变速器有着很大的使用群体,而自动变速器也能适应女士群体以及解决交通堵塞带来的麻烦，这样对于一些夫妻双方均会驾车的家庭来说，可谓是兼顾了双方，体现了“夫妻档”。虽然这种二合一的配置拥有较高的技术含量，但这类的汽车并不会在价格上都高不可攀，

12、比如广州本田飞度1.3L CVT 两厢、南京菲亚特2004派力奥1.3 HL Speedgear、南京菲亚特 西耶那Speedgear EL这些“二合一”的车型价格均在10万元左右，这个价格层面还比较低的。 所以，手动/自动车在普及上还是具有相当的优势。而汽车厂商和配套的变速器厂家应该以此为契机，根据市场要求精心打造此类变速器。因为这类变速器是有比较广阔的市场的。四、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（VanDoornes）发明。无级变

13、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，没有换档的突跳感觉。它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。通常有些朋友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档是自动的，但它的传动比是有级的，也就是我们常说的档，一般自动变速器有27个档。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“档”。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。从市场走向来看，虽然无级变速器是一个技术分量比较高的部件，但是也已经走进了普通轿车的“身体” 之中，广本

14、两厢飞度每个排量都有一款配置了CVT无级变速器，既方便又省油，且售价也仅在9.6811.68万元。而且奇瑞汽车销售公司表示QQ无级变速器型年底上市。看来无级变速器在中档车中的运用将越为广泛。2 变速器的基本设计方案2.1变速器设计的基本要求：2 变速器主要参数的选择主要参数3 变速器各档齿轮的计算设计3.1 模数3.2 压力角3.3 螺旋角3.4 确定一挡齿轮的齿数 3.5 确定二挡齿轮的齿数3.6 确定三挡齿轮的齿数3.7 确定四挡齿轮的齿数3.8 确定五挡齿轮齿数4 变速器轴的设计计算5 变速器齿轮的的校核斜齿轮弯曲应力 式中：计算载荷（N·mm）；法向模数（mm）；齿数；斜齿轮

15、螺旋角（°）；应力集中系数，=1.50；齿形系数，可按当量齿数在图中查得；齿宽系数=7.0重合度影响系数，=2.0。当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大转矩时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在180350MPa范围，对货车为100250MPa。 式中，为弯曲应力；为圆周力，；为计算载荷；d为节圆直径；为应力集中系数，可近似取=1.65；为摩擦力影响系数，主、从动齿轮在啮合点上的摩擦力方向不同，对弯曲应力的影响也不同：主动齿轮=1.1，从动齿轮=0.9；b为齿宽；t为端面齿距，m为模数；y为齿形系数，如图5-1所示： 齿形系数图=209.476MPa<180350MPa

16、=197.974 MPa<180350MPa轮齿接触应力计算 式中：轮齿的接触应力（MPa）；计算载荷（N.mm）；节圆直径(mm)；节点处压力角（°），齿轮螺旋角（°）；齿轮材料的弹性模量（MPa）；齿轮接触的实际宽度(mm)； MPa MPa6 变速器轴的校核6.1 轴的工艺要求6.2 计算齿轮的受力，选择一档受力分析，进行轴的刚度和强度校核6.2.1一挡齿轮1， 2的圆周力、6.2.2 轴的刚度计算6.2.3 轴的强度计算7 变速器轴承校核7.1 初选轴承型号7.2输入轴轴承校核参考文献侯洪生，王秀英.机械工程图学.北京：科学出版社，2001：22533317

17、Cristian Cuevas, Eric Winandyb, Jean Lebrun. Testing and modelling of an automotive wobble plate compressor J .Accepted, 2007(7).18 M.Fatouh,M. ElKafafy. Assessment of propane/commercial butane mixtures as possible alternatives to R134 aindomestic refrigerators J. Energy Conversion and Management, 2006,47:2644-2658.致 谢转眼间，大学四年很快就要结束了。而作为大学生活的最后一个环节毕业设计，经过近12周的紧张准备，也将接近尾声。在这次毕业设计中，我不但巩固了以前所学的知识，并从中学到了很多