1、毕业设计论文轿车变速器设计说明书目录第一章 总体方案设计.11.1 汽车参数的选择 .11.2 变速器设计应满足的基本要求 .2第二章 变速器传动机构布置方案.22.1 传动机构布置方案分析 .22.1.1 固定轴式变速器 .22.1.2 倒挡布置方案 .3第三章 变速器传动比分配及个档传动比确立.4第四章 变速器设计和计算.64.1 挡数 .64.2 中心距 A.64.3 外形尺寸 .74.4 齿轮参数 .74.4.1 模数的选取 .74.4.2 压力角 .84.4.3 螺旋角 .84.4.4 齿宽 b.84.4.5 各挡齿轮齿数的分配 .94.4.6 确定一挡齿轮的齿数 .94.5.1 齿
2、轮材料的选择原则 .144.5.2 计算各轴的转矩 .154.5.3 轮齿强度计算 .16轮齿弯曲强度计算 .16第六章 轴及轴上支承联接件的校核.226.6.1 轴的工艺要求 .22第七章 轴承校核.297.7.1 轴承校核 .297.7.2 输入轴轴承校核 .297.7.3 输出轴轴承校核 .31参考文献.321第一章 总体方案设计1.1 汽车参数的选择根据变速器设计所选择的汽车基本参数如下表表1-1设计基本参数表发动机 114KW 最高车速 188Km/h转矩 208N m 总质量 1860Kg转矩转速 5800r/min 车轮 215/55R17S1.2 变速器设计应满足的基本要求对变
3、速器如下基本要求.1）保证汽车有必要的动力性和经济性。2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。3）设置倒档，使汽车能倒退行驶。4）设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。5）换挡迅速，省力，方便。6）工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。7）变速器应当有高的工作效率。除此以外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小，制造成本低，维修方便等要求。满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。2第二章 变速器传动机构布置方案机械式变速器因具有结构简单，传动效率高，制
4、造成本低和工作可靠等优点，在不同形式的汽车上得到 广泛应用。2.1 传动机构布置方案分析2.1.1 固定轴式变速器固定轴式又分为两轴式，中间轴式，双中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。与中间轴式变速器比较，两轴式变速器有结构简单，轮廓尺寸小，布置方便。此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。我们设计的是乘用车，所以我选择的是两轴式的变速器。传递方案如下图所示 。2.1.2 倒挡布置方案与前进挡位比较，倒挡使用率不高，而且都是在停车状态下实现换倒挡，故多数方案采用直齿滑动齿轮方式换倒
5、挡。为实现倒挡传动，有些方案利用在中间轴和第二轴上的齿轮传动路线中，加入一个中间传动齿轮的方案。前者虽然结构简单，但是中间传动齿轮的轮齿，是在最不利的正，负交替对称变化的弯曲应力状态下工作，而后者是在较为有利的单向循环弯曲应力状态下工作，并使倒挡传动比略有增加。选择倒3挡布置方案如下图所示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档与倒挡，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
6、短，从这点出发有些方案将一挡布置在靠近轴的支承处，然后再布置倒挡第三章 变速器传动比分配及个档传动比确立根据给定条件去顶主减速器传动比；五挡为超速挡 =0.8；5gin最大发动机转速，n=5800r/min ； u最高车速，u=188km/h；车轮半径， =0.33m；rrmax5037.uirng=4.55 （3.1） 18.00i确定最大传动比按最大爬坡度设计，满足最大通过能力条件，即用一档通过要求的最大坡道角坡道时，驱动力应大于或等于此时的滚动阻力和上坡阻力（加速阻力为零，空气max阻力忽略不计） 。用公式表示如下：4（3.2）maxmax0max sincoGfriTtge 式中：G
7、车辆总重量(N) ；坡道面滚动阻力系数( 对沥青路面 =0.010.02)；f发动机最大扭矩(Nm)；maxeT主减速器传动比；0i变速器传动比；g为传动效率（0.850.9） ；tR 车轮滚动半径；最大爬坡度（一般轿车要求能爬上 30%的坡，大约 ）max 7.16由公式（1.2）得： （3.3）tegiTrGi0maxax1 )snco(已知：m=1860kg ； ； ；r=0.33m ；018.056.7. f 7.6maxNm； ；g=9.8m/s 2； ，把以上数据代入（3.3）式：208maxeT540i 9.t1gi满足不产生滑转条件。即用一档发出最大驱动力时，驱动轮不产生滑转现
8、象。公式表示如下： ntgeFriT10max（3.4）tegii0max1式中：驱动轮的地面法向反力， ；nFgmFn1驱动轮与地面间的附着系数；对混凝土或沥青路面 可取 0.50.6 之间。 5已知： kg； 取 0.6，把数据代入（3.4）式得：180m15.4gi所以，一档转动比的选择范围是： .0.21gi初选一档传动比为 3.2。校核： km/h.637.00minminruga所以传动比选择符合标准。3ina符合附着条件一般汽车各挡传动比大致符合如下关系 qiii ggg 654321式中： 常数，也就是各挡之间的公比；因此，各挡的传动比为q， ， ， ，51qig42ig3ig
9、24igig551q所以各挡传动比与 挡传动比的关系为= =2.26， = =1.60， = =1.132， = =0.82gi5413gi514gi5215giq第四章 变速器设计和计算4.1 挡数增加变速器的挡数能改善汽车的动力性和经济性。挡数越多，变速器的结构越复杂，并且是尺寸轮廓和质量加大。同时操纵机构复杂，而且在使用时换挡频率也增高。在最低挡传动比不变的条件下，增加变速器的当属会是变速器相邻的低挡与高挡6之间传动比比值减小，是换挡工作容易进行。要求相邻挡位之间的传动比比值在 1.8以下,该制约小换挡工作越容易进行。要求高挡区相邻挡位之间的传动比比值要比低挡区相邻挡位之间的传动比比值小
10、。目前轿车一般用 45 个挡位，级别高的轿车变速器多用 5 个挡，货车变速器采用 45 个挡位或多挡。装载质量在 23.5T 的货车采用 5 挡变速器，装载质量在48T 的货车采用 6 挡变速器。多挡变速器多用于重型货车和越野车。选用的是 5 挡变速器。4.2 中心距 A对中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴之间的距离成为变速器中心距。其大小不仅对变速器的外形尺寸，体积和质量大小，而且对轮齿的接触强度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力大，齿轮寿命短。最小允许中心距当有保证齿轮有必要的接触强度来确定。变速器轴经轴承安装在壳体上，从布置轴承的可能与方便和不影响壳体的强度考虑，要求中心距取大些。此外受
11、一挡小齿轮齿数不能过少的限制，要求中心距也要大些。A= 31maxgeAiTK= =77.56mm 5.996.028式中，A 为中心距（mm） ； 为中心距系数，轿车： =8.99.3； 为发动机AAKmaxeT最大转矩（ ） ； 为变速器一挡传动比； 为变速器传动效率 0.96。轿车变速器N1i g的中心距在 6580mm 变化范围。原则上总质量小的汽车中心距小。取 78mm。4.3 外形尺寸轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸（3.03.4）A。当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数 K 应取给出系数的上限。为检测方便，A 取整。 8.24167)4.30()4.30( L初选长度为
12、 237.6mm。74.4 齿轮参数4.4.1 模数的选取遵循的一般原则：为了减少噪声应合理减少模数，增加尺宽；为使质量小，增加数，同时减少尺宽；从工艺方面考虑，各挡齿轮应选用同一种模数，而从强度方面考虑，各挡齿数应有不同的模数。减少轿车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选小；对货车，减小质量比噪声更重要，故齿轮应选大些的模数。低挡齿轮应选大些的模数，其他挡位选另一种模数。少数情况下汽车变速器各挡齿轮均选用相同的模数。啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线齿轮。由于工艺上的原应，同一变速器的接合齿模数相同。其取用范围是：乘用车和总质量 在 1.814.0t 的货车为am2.03.5m
13、m。选取较小的模数值可使齿数增多，有利换挡。初选齿轮模数 =3mm m齿轮法向模数 =3mmn4.4.2 压力角 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。变速器齿轮压力角为 20 4.4.3 螺旋角 斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用：两周式变速器为20 25 初选的螺旋角 =254.4.4 齿宽 b通常根据齿轮模数m的大小来选定齿宽。8直齿：b= m， 为齿宽系数，取为 4.58.0 取 =7CKCK斜齿：b= ， 取 6.08.5 ，取 =7 n C一档齿宽为斜齿 b= =21C二档 三档齿宽为 b= =21mmmK四档齿宽为 b= =19.25mmC五档齿宽为 b= =19.25mm倒档直齿为 b= =16.5mmmKC4.4.5 各挡齿轮齿数的分配在初选中心距、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。根据图 3.1 确定各档齿轮齿数和传动比。1 357 9111213 24 68104.4.6 确定一挡齿轮的齿数一挡传动比
