GD6360微型客车变速机构设计

目次

1 变速器结构分析 (1)

1.1 变速器性能分析 (1)

1.2 变速器总体结构分析 (1)

1.3 变速器操纵结构分析 (2)

2 变速器主要参数的确定 (3)

2.1 档数 (3)

2.2 分配各档传动比 (3)

2.3 中心距A (3)

2.4 外形尺寸 (4)

2.5 齿轮参数 (4)

2.6 各档齿轮齿数分配 (5)

2.7 齿轮的设计计算 (8)

3 变速器齿轮的强度计算及材料的选择 (13)

3.1 齿轮的破坏形式 (13)

3.2 齿轮的材料选择 (13)

3.3 齿轮的强度计算 (13)

4 变速器轴的设计计算 (18)

4.1 初选轴的直径 (19)

4.2 轴的强度验算 (19)

5 同步器设计 (22)

5.1 惯性式同步器 (22)

5.2 参数选择 (23)

6 万向传动轴的设计 (24)

6.1 万向传动轴设计要求 (25)

6.2 万向节结构方案分析 (25)

6.3 万向节设计计算 (25)

6.4 传动轴结构分析与设计 (28)

设计总结 (30)

参考资料 (32)

1 变速器结构分析

1．1 变速器性能分析

变速器的功用是在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轴上的转矩和转速，使汽车得到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。此外，应保证汽车能倒退行驶和在滑行或停车时，使发动机传动系保持分离。需要时还要有动力输出功能。

变速器的设计需要在整车设计的总体原则下结合变速器要满足的具体功能展开。因此本着好用、好造、好修的总原则，力求产品通用化、标准化、系列化。

对变速器提出如下的基本要求：

1）正确选择挡数和传动比，保证汽车有必要的动力性和经济性指标；

2）设置空挡，以使发动机能启动怠速、换档、切断发动机动力向驱动轮的传输；

在滑行或停车时使发动机和传动系彻底分离；

3）设置倒挡，使汽车能倒退行驶；

4）设置动力输出装置，能进行功率输出；

5）换档迅速、省力、方便，以便缩短加速时间并提高汽车的动力性能；

6）工作可靠，汽车行驶中，变速器不得有跳挡、乱挡以及换挡冲击等现象发生；7）变速器还应当满足效率高，噪声低，体积小，质量轻，制造容易，成本低等要求、维修方便等要求。

1.2 变速器总体结构分析

有级变速器与无级变速器相比具有传动效率高（0.96～0.98），造价低廉的优点，因此在各类汽车中均得到广泛采用。为此本次设计采用有级变速器。有级变速器传动机构分为固定轴式（普通齿轮变速器）和旋转轴式（行星齿轮变速器）两类。固定轴式又分为中间轴式，两轴式和多中间轴式变速器。固定轴式应用最广泛。两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。由于中间轴式变速器直接档工作时，其第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮啮合，且第一、二轴均不承受径向载荷，第一、二轴只起传递扭矩的作用。因此直接档的传递效率高，磨损及噪声也最小，这是中间轴式变速器的突出的优点。

从结构上讲两轴式变速器与中间轴式变速器相比，其传动系结构简单，紧凑且

除最高档外其他各档的传动效率都比较高，噪声也低，但多用于前置前驱的轿车布置。综合对比后选用中间轴式。

一般情况下，变速器的档位数与汽车的动力性，燃油经济性有着密切的关系。就汽车的动力性而言，档位数多，增加了发动机在底燃油消耗率区工作的可能性，降低了油耗；同时有利扩大传动比范围以适应各种使用条件下动力性经济性的要求。

组合式变速器（主、副变速器）主要用于空、满载质量变化大、使用条件复杂、柴油机转矩变化不稳、适应性差而需要扩大传动比范围、增加挡位数以适应各种使用条件下的动力性与经济性要求的重型车。为使变速器的结构不致过于复杂和便于系列化，多以四档或五档的变速器与三档、四档的副变速器组合，副变速器装在主变速器之前之后或前后。

倒档的布置方式参考中间轴式变速器倒档布置方式。从动力性、加工工艺性考虑，选择倒档轴传动比接近于一挡传动比。

综合考虑微客的使用条件和要求，本次设计所选用的变速器结构方案为采用中间轴式，4+1前置后驱的变速器方案（见图1）。

图1 变速器传动结构简图

1.3变速器操纵结构分析

变速器操纵机构的功用是使驾驶员能够根据道路情况准确可靠地挂上或摘下变速器某个档位，以保证汽车安全行驶。

变速器操纵机构分为直接操纵式和远距离操纵式。直接操纵结构简单，在各种类型的汽车上得到广泛的应用。但只有当变速器布置在驾驶员座位附近时直接操纵

才能实现。要把变速器布置在驾驶室附近会给总体布置带来极大限制。

远距离操纵机构用于当变速器布置得离驾驶座椅较远时，在客车、货车、轿车上都有广泛的应用。因仅需杆系、绳索等换档传动机构操纵变速器，使总体布置有很大的灵活性，也易于实现整车结构的优化设计。

考虑到变速器操纵机构与总体布置密切相关，为了协调驾驶室、总体布置等问题，本次设计采用远距离操纵手动换挡变速器。

2 变速器主要参数的确定

2.1 档数

前已述及，由论证报告得知，本设计采用4+1档变速器。

2.2 分配各档传动比

已知最小传动比min i g ，也就是是直接档

i gmin = i g4=1

由《汽车设计》教材查的乘用车中间轴式变速器一档传动比1i 在3.5～3.8选取；由此初选最大传动比i g1=3.600。

汽车传动系各档的传动比按等比级数分配。

设相邻两档公比为q ，在4+1档的变速器中有：

i g4=i gmin =1, i g3=q, i g2=2q i g1=3q 1i =i g1=3.600

所以

i g4=1, i g3g2g1=3.600

2.3 中心距A

对于中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器中心距A 。

初选中心距A ，根据经验公式计算

Ａ＝Ｋ