汽车设计四机械式变速器设计
轿车机械式变速器设计
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工况范围内工作。
变速器设有空挡和倒挡。
需要时变速器还有动力输出功能。
因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。
这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。
变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。
一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。
本文设计研究了三轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。
变速器的传动方案设计。
简单讲述了变速器中各部件材料的选择。
关键词：变速器；传动比；机械式；齿距；目录1 绪论................................................... 错误！未定义书签。
1.1 选题背景及意义 (1)1.2 汽车参数的选择 (1)1.3 变速器设计应满足的基本要求 (2)2 变速器传动机构布置方案 (3)2.1 传动机构布置方案分析 (3)2.1.1 固定轴式变速器 (3)2.1.2 倒挡布置方案 (3)3 零部件结构方案分析 (5)3.1 齿轮形式 (5)3.2 换挡机构形式 (5)3.3 变速器轴承 (6)4 变速器设计和计算 (8)4.1 挡数 (8)4.2 传动比范围 (8)4.3 中心距A (8)4.4 外形尺寸 (9)4.5 轴的直径 (9)4.6 齿轮参数 (9)4.6.1 模数的选取 (9)4.6.2 压力角α (10)4.6.3 螺旋角β (10)4.6.4 齿宽b (11)4.7 各挡齿轮齿数的分配 (12)4.7.1 确定一挡齿轮的齿数 (12)4.7.2 对中心距进行修正 (13)4.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数 (13)4.7.4 确定其他各挡的齿数 (13)4.7.5 确定倒挡齿轮齿数 (14)5 变速器的校核 (15)5.1 齿轮的损坏形式 (15)5.2 齿轮弯曲强度计算 (15)5.3 轮齿接触应力计算 (17)5.4 轴的强度计算 (18)6 同步器的选型 (22)6.1 锁销式同步器 (22)6.1.1 锁销式同步器结构 (22)6.1.2 锁销式同步器工作原理 (22)6.2 锁环式同步器 (23)6.2.1 锁环式同步器结构 (23)6.2.2 锁环式同步器工作原理 (24)6.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定 (24)结论 (27)参考文献.................................................. 错误！未定义书签。
《汽车设计》课程教学大纲
《汽车设计》课程教学大纲课程代码：020241010课程英文名称：Automobile Design课程总学时：48 讲课：48 实验：0 上机：0适用专业：车辆工程专业大纲编写（修订）时间：2017.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标该课程是车辆工程专业本科生的一门必修专业课。
通过本课程的教学，使学生掌握汽车总体设计的步骤、方法、有关参数对汽车性能的影响；学会分析和评价整车及总成的结构与性能，合理选择结构方案及有关参数；学会主要总成的设计计算方法。
学生在完成本课程的学习后，应能进行初步的汽车总体设计和总成设计与计算等技术工作，为今后从事汽车及科研、设计等工作打下扎实的基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握汽车设计的一般流程、主要设计指标、汽车主要总成的选型、主要参数的选择；汽车主要零部件的主要类型、工作条件、设计要求、材料、性能、结构特点等。
2.基本理论和方法：掌握汽车设计的基本原则，明了汽车发动机的相关参数对汽车设计的重大影响，着重掌握汽车底盘主要总成的参数选择、确定、设计计算，掌握提高零件疲劳强度，降低或增强摩擦，提高零部件工艺性的途径和方法等在设计中的应用。
3.基本技能:掌握设计计算、结构设计，编制技术文件等技能。
（三）实施说明1、本大纲中各章内容之间既相互关联又各自独立，每一章论述车辆一个系统的设计；2、本课程中未提及汽车车架设计的内容，这一部分在另外一门课程中讲述；3、本课程重点是有关汽车设计的基本理论、方法和程序，忌将设计理解为设计计算，教师应结合车辆工程专业的实际问题，在教学过程中注意理论与实际结合，突出实际应用；4、教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时，课时分配表仅供参考；5、课程的教学目标通过讲授、课后作业、实验和课程设计四个环节来实现。
教师要注重对基本概念、基本方法和解决实际问题思路的讲解，以便学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。
四档变速器设计
毕业设计（论文）说明书毕业设计（论文）题目机电系（部）年级专业机电工程姓名设计（论文）题目：机械式四档变速器设计开始时间：07年3月12日设计结束时间：07年6月10日设计指导人：教研室主任：系主任：阳泉职业技术学院毕业设计（论文）评阅书题目：机械式四档变速器系（部）年级专业姓名评阅意见：成绩：指导教师：职务：年月日阳泉职业技术学院毕业设计（论文）答辩评定书年级专业班级：姓名：答辩过程成绩评定专业答辩组组长：年月日阳泉职业技术学院毕业设计（论文）任务书目录摘要 (3)Abstract (3)变速器的简介 (4)1.变速器传动机构的方案分析 (6)2.变速器零、部件结构方案分析 (7)3.变速器操纵机构 (8)1.变速器的参数选择 (8)1.1 一档齿轮齿数的确定 (8)1.2 中心距A的选择 (9)1.3 确定齿轮参数 (10)1.3.1 齿宽选择 (10)1.3.2 压力角 (11)1.3.3 齿轮螺旋角 (11)1.3.4 校验齿轮的接触强度 (11)1.4 变速器轴向尺寸 (13)1.5 轴的直径 (13)1.6 各档齿轮齿数的分配 (14)1.6.1 确定常啮合传动齿轮副的齿数 (14)1.6.2 确定其他各档的齿数 (15)2.变速器传动 (16)2.1 传动简图 (16)2.2 同步器（简介） (16)2.2.1 惯性式同步机 (18)2.2.2 同步器工作原理 (18)2.2.3 齿轮材料 (19)2.2.4 齿轮材料、热处理 (20)2.2.5 齿轮精度等级 (20)3.故障诊断与检修 (21)3.1常见故障与检修 (21)3.1.1 变速器的异常声响 (21)3.1.2 变速器跳档 (22)3.1.3 挂档困难 (22)3.1.4 变速器乱档 (23)3.1.5 变速器发热 (23)3.1.6 变速器漏油 (24)3.2 变速器零件的检修 (24)3.2.1 齿轮与花键的检修 (24)3.2.2 轴的检修 (24)3.2.3 锁环式变速器的检修 (24)4.变速器的润滑 (25)4.1 润滑的基本知识 (25)4.2 变速器润滑油 (25)4.3 变速器润滑系统 (25)4.4 变速器零件的清洗 (26)5.变速器的装配 (26)5.1 变速器装配注意事项 (26)5.2 变速器总成的装配 (27)5.3 中间轴后轴承间隙调整方法 (28)英文说明 (29)参考文献 (30)致谢 (31)摘要变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。
机械式变速器设计电子说明书
一、课程设计任务书1题目商用车总体设计及各总成选型设计——变速器的设计。
2要求为给定基本设计参数的汽车进行总体设计，计算并匹配合适功率的发动机，轴荷分配和轴数，选择并匹配各总成部件的结构形式，计算确定各总成部件的主要参数，详细计算指定总成的设计参数，绘出指定总成的装配图和部分零件图。
其具体参数如下额定装载质量3000kg最大总质最6750kg最大车速75km/h比功率10kw/t比转矩33N . m/t3设计计算要求(1)根据已知数据，确定轴数、驱动形式、布置形式，注意国家道路交通法规规定和汽车设计规范。
(2)确定汽车主要参数。
1)主要尺寸，可从参考资料中获取。
2)进行汽车轴荷分配。
3)百公里油耗。
4)最小转弯直径。
5)通过性几何参数。
6)制动性参数。
(3)选定发动机功率、转速、扭矩，可参考已有车型。
(4)离合器的结构形式选择、主要参数计算。
(5)确定传动系最小传动比，即主减速器传动比。
(6)确定传动系最大传动比，从而计算出变速器最大传动比。
(7)机械式变速器形式选择，主要参数计算，设置合理的挡位数，计算出各挡的速比(8)驱动桥结构形式，根据主减速器的速比，确定采用单级或双级主减速器。
(9)悬架导向机构结构形式。
(10)转向器结构形式选择、主要参数计算。
(11)前后轴制动器形式选择、制动管路系统形式、主要参数计算。
4完成内容(l)总成装配图1张（1号图）。
(2)零件图l张（3号图）。
(3)零件图l张（3号图）。
(4设计计算说明书1份二、汽车主要参数确定1根据已知数据，确定轴数、驱动形式，布置形式(1)确定轴数。
由单轴最大允许轴载质最为10t，双轴汽车结构简单，制造成本低，故采用双轴方案(2)驱动形式。
采用4x2形式，后轮双胎驱动。
(3)布置形式。
驾驶室采用平头形式，发动机前置，直列四缸柴油发动机。
2汽车主要尺寸(1)外廓尺寸。
总长：6050mm总宽2076mm总高：2190mm驾驶室后围至车箱尾部尺寸：4354mm(2)轴距和轮距。
汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计
汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计摘要：目前，随着我国社会不断进步与发展，我国的汽车拥有量呈现出明显的上升趋势。
目前，很多汽车生产厂商，在一定程度上都在为满足人们的日常生活需求与带来更好的驾驶体验而努力。
因此，在随着人们对汽车设计要求不断提高的同时，企业的变速器质量与性能的可靠性备受瞩目，成为诸多汽车设计与制造厂商需要重点关注的内容之一。
汽车的机械式变速器是目前得到诸多好评的变速器，其有着寿命长、稳定性高等优点，是诸多汽车上配备的标准变速器。
但是，为了促进汽车行业更好的进步与发展，在机械式变速器变速传动机构的可靠性方面进行优化设计，更能够提高汽车的变速器使用性能，进而提高汽车的使用性能。
所以，本次主要针对其可靠性进行分析与探究。
关键词：机械式变速器；变速传动机构；可靠性优化汽车的性能优化，在一定程度上离不开汽车的变速器优化，汽车在发展的历史进程中，特别是汽车的主要动力以内燃机为主之后，变速器对于汽车的重要性越发明显，其是确保汽车能够正常使用的关键组成部分，不可缺少。
在实际应用的过程中，变速器能够改变汽车的传动比，能够确保发动机在最有利的范围内为汽车的行驶提供动力，是优化汽车行驶的关键元器件。
本文研究的变速器，之所以能够沿用至今，这与其高效率、高性能、长使用寿命和更强的稳定性有着直接的关系，得到诸多汽车制造厂商与驾驶人员的认可。
但是，在汽车行业的发展中，如何提高机械式变速器在传动性能与减小变速器的体积成为主要的研究内容，是未来汽车主要研究领域之一。
1汽车机械式变速器传动结构的可靠性分析针对汽车机械式变速器传动结构的可靠性分析，在一定程度上需要结合数学建模的方式进行综合研究与探究，其中主要包括了对各个零部件的尺寸、荷载以及制造材料等数据的研究，通过数学建模的方式能够极大程度地提高变速器的设计精准度，是确保变速器设计合理的关键。
因此，下文主要结合数学建模方式对其传动结构的可靠性展开研究。
1.1机械式变速器传动机构可靠度分配首先需要做的就是对其可靠度进行分配，并通过结合约束条件分析的方式对其可靠度进行建模分析。
汽车设计第四版课后答案
汽车设计第四版课后答案【篇一：汽车设计课后题答案】（前）视图上的投影线，作为标注垂直尺寸的基准线（面），即z 坐标线。
②前轮中心线：通过左右前轮中心并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。
作为标注纵向尺寸的基准线（面），即x坐标线。
③汽车中心线：汽车纵向垂直对称面在俯视图和前视图的投影线。
作为标注横向尺寸的基准线（面），即y坐标线。
④地面线：地平面在侧视图和前视图上的投影线。
⑤前轮垂直线：通过左右前轮中心并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。
1-2 答：①前桥轴荷大，有明显的不足转向性能。
②前轮驱动，越过障碍的能力强。
③主减速器和变速器装在一个壳体中，动力总成结构紧凑，且不需要在变速器与主减速器间设置传动轴，车内地板凸包高度可降低，提高乘坐舒适性。
④发动机布置在轴距外，汽车的轴距可以缩短，有利于提高汽车的机动性。
⑤汽车的散热器布置在汽车前部，散热条件好，发动机可以得到足够的冷却。
⑥有足够大的空间布置行李箱。
①隔绝发动机的气味和热量。
②客车前、中部基本不受发动机噪声和工作振动的影响。
③检修发动机方便。
④轴荷分配合理。
⑤后桥簧上质量与簧下质量比增大，提高乘坐舒适性。
⑥作为城市间客车使用，可在地板下方和客车全宽范围，设立体积很大的行李箱。
1-3 汽车的主要参数有尺寸参数、质量参数和性能参数。
尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。
质量参数包括整车整备质量m、载质量、质量参数、汽车总质量和轴荷分配。
性能参数包括动力性参数、燃油经济性参数、最小转弯直径、通过性几何参数、稳定操作性参数、舒适性。
参数的确定：①整车整备质量m：车上带有全部装备（包括备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人的整车质量。
②汽车的载客量：乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座。
③汽车的载质量：在硬质良好路面上行驶时，允许的额定载质量。
④质量系数：载质量与整车整备质量之比，⑤汽车总质量：装备齐全，且按规定满客、满载时的质量。
机械式变速器设计
名词解释固定轴式变速器分类？答：固定轴式变速器又分为两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。
变速器换挡机构形式？答：变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。
同步器同步时间t同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间；同步时间与车型有关，计算时可在下述范围选取：对轿车变速器高挡取0.15～O.30s，低挡取O.50～O.80s；对货车变速器高挡取O.30～O.80s，低挡取1.O0～1.50s。
直接操纵手动换挡变速器;当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。
远距离操纵手动换挡变速器;平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手力经过这些转换机构才能完成换挡功能。
这种手动换挡变速器称为远距离操纵手动换挡变速器。
电控自动换挡变速器有级式机械变速器尽管应用广泛，但是它有换挡工作复杂、对驾驶员操作技术要求高、使驾驶员容易疲劳等缺点。
80年代以后，在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。
驾驶员只需控制油门踏板，汽车在行驶过程中就能自动完成换挡时刻的判断，接着自动实现收油门、离合器分离、选挡、换挡、离合器接合和回油门等一系列动作，使汽车动力性、经济性有所提高。
电控自动换挡变速器：在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。
流体式无级变速器（AT）：液力变矩器和借助液体压能变化传动或变换能量的液压传动的无级变速器。
填空题变速器的作用用来改变发动机传到驱动轮上的______和______，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_____和______，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。
汽车设计机械式变速器设计
汽车设计机械式变速器设计汽车设计中，机械式变速器是一种非常重要的技术。
它是汽车动力传动系统中的核心部件，负责将发动机输出的动力转化为车辆的牵引力，并且能够根据驾驶员的要求进行换挡。
在传统机械式变速器中，主要由变速器齿轮、离合器和同步器等部件组成，通过它们的协同工作，实现车速变化而不影响发动机的运转。
机械式变速器的设计需要考虑一系列因素，包括传动比选择、传动系数的计算、齿轮的设计等。
首先，传动比选择是一个重要的方面。
传动比是指驱动轴和从动轴之间的转速比，它决定了车辆的牵引力和速度范围。
传输比的选择应根据车辆的用途和动力需求进行调整。
例如，越野车通常需要更大的传动比，以提供足够的扭矩来克服复杂地形，而运输卡车可能需要较小的传动比来实现高速运输。
其次，传动系数的计算也是机械式变速器设计的重要环节。
传动系数是指一对齿轮在一定时间内的接触时间比例。
计算传动系数需要考虑到齿轮齿数、模数等参数。
通过精确的计算，可以确保齿轮的输入输出匹配，从而实现平稳的换挡。
齿轮的设计是机械式变速器的核心部分。
齿轮的设计需要考虑到受力情况、噪声振动等因素。
为了确保齿轮的正常运转，通常需要进行强度校验。
强度计算涉及到齿轮的模数、齿轮材料的强度等参数。
同时，还需要考虑齿轮的制造工艺，以确保其精度满足要求。
此外，离合器和同步器的设计也是机械式变速器不可缺少的部分。
离合器的设计主要考虑到其承载能力和稳定性。
同步器的设计主要考虑到其换挡时的耐磨性，以及对换挡平顺性的影响。
总之，机械式变速器的设计是汽车设计中的一个关键环节。
它涉及到传动比的选择、传动系数的计算、齿轮的设计等方面。
通过科学的设计和精确的制造，可以实现机械式变速器的高效运行，并为驾驶员提供舒适的驾驶体验。
汽车设计变速器的课程设计
汽车设计变速器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解变速器在汽车中的作用及其工作原理；2. 学生能掌握不同类型变速器（如手动变速器、自动变速器）的结构组成及特点；3. 学生能了解变速器设计的基本原则和关键参数。
技能目标：1. 学生具备运用CAD软件绘制变速器简易图纸的能力；2. 学生能通过小组合作，分析并解决变速器设计中的实际问题；3. 学生能运用数学和物理知识进行变速器关键参数的计算。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对汽车工程设计和机械制造的热爱，激发创新意识；2. 学生通过课程学习，增强团队合作意识和解决问题的自信心；3. 学生认识到变速器设计在汽车产业中的重要性，关注汽车行业的可持续发展。
课程性质：本课程为高二年级汽车工程兴趣小组的选修课程，注重理论知识与实践操作的相结合。
学生特点：学生具备一定的物理和数学基础，对汽车工程感兴趣，具有较强的动手能力和探究精神。
教学要求：结合学生特点，注重培养学生的学习兴趣和动手能力，通过小组合作、实践操作等方式，提高学生的综合运用知识解决实际问题的能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观的培养，使学生在学习专业知识的同时，形成正确的价值观和人生观。
二、教学内容1. 理论知识：- 变速器的作用与工作原理；- 手动变速器与自动变速器的结构、原理及优缺点对比；- 变速器设计的基本原则及关键参数计算。
参考教材章节：第三章“汽车传动系统”，第5节“变速器”。
2. 实践操作：- 利用CAD软件绘制变速器简易图纸；- 小组合作，分析并解决变速器设计中的实际问题；- 变速器关键参数计算的实际应用。
3. 教学大纲安排：- 第一周：变速器作用、工作原理及结构组成的学习；- 第二周：手动变速器与自动变速器的对比学习；- 第三周：变速器设计原则及关键参数计算；- 第四周：实践操作，包括CAD绘图、问题分析和参数计算；- 第五周：总结与展示，学生分享学习成果。
教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节内容，确保学生能够掌握变速器相关知识，并通过实践操作提高综合运用知识解决实际问题的能力。
《汽车设计》课程复习要点
汽车设计》课程复习要点课程名称：《汽车设计》适用专业：车辆工程辅导教材：《汽车设计》张炳力主编合肥工业大学出版社复习要点：第一章汽车总体设计本章主要内容是汽车形式的选择、主要参数的选择，发动机的选择、车身形式选择，汽车总体布置、运动校核。
本章重点是掌握汽车主要尺寸参数、质量参数的选择，发动机的选择，汽车总体布置设计方法。
第二章离合器设计本章主要内容是：汽车离合器的结构方案选择、离合器主要参数选择、离合器设计与计算、扭转减振器设计、离合器操纵机构的布置与计算、离合器主要结构元件的设计要求。
本章重点是掌握膜片弹簧离合器主要参数选择及设计与计算方法。
第三章机械式变速器设计本章主要内容是：变速器传动机构布置方案、变速器主要参数选择、变速器的设计与计算、同步器设计、操纵机构的要求及形式、变速器主要结构元件的设计要求。
本章重点是掌握机械式变速器主要参数选择、变速器的设计与计算、同步器设计。
第四章万向传动轴设计本章主要内容是：万向传动结构方案的分析、万向传动的运动和受力分析、万向节设计、传动轴结构分析与设计、中间支承结构分析与设计。
本章重点是掌握万向节和传动轴的结构分析与设计计算。
第五章驱动桥设计本章主要内容是：驱动桥结构方案的分析、主减速器设计、差速器设计、车轮传动装置设计、驱动桥壳设计、驱动桥壳的结构元件等。
本章重点是掌握主减速器结构方案的分析和设计、防滑差速器设计与计算。
第六章悬架设计本章主要内容是：悬架结构形式分析、悬架主要参数的确定、弹性元件的计算、独立悬架导向机构的设计、减振器结构分析与设计、悬架主要结构元件性能及设计要求。
本章重点是掌握独立悬架导向机构的布置方案分析、钢板弹簧设计与计算、悬架主要结构元件性能第七章转向系设计本章主要内容是：机械式转向器方案分析、转向系主要性能参数、机械式转向器的设计与计算、动力转向机构、转向梯形、转向减振器、转向系结构元件。
本章重点是掌握机械式转向器方案分析、机械式转向器主要性能参数的选择与设计计算、转向梯形的优化。
机械式变速箱设计(毕业设计)
机械变速箱传动机构设计姓名：学号：系部名称：汽车工程系班级：指导老师：职称：教授设计初始数据：（方案二）学号：23最高车速：m ax a U =110-23=87Km/h 发动机功率：max e P =66-23/2= 转矩：max e T =210-23×3/2= 总质量：m a =4100-23×2=4054Kg转矩转速：n=2100r/min 车轮：R16（选205/55R16）r ≈R=16××10/2+×205=315.95mm 1.1.1 变速器各挡传动比的确定初选传动比：设五挡为直接挡，则5g i =1 m ax a U =min i i r n g p式中：m ax a U —最高车速p n —发动机最大功率转速 r —车轮半径m in g i —变速器最小传动比 0i —主减速器传动比p n / T n =～ 即p n =（～）×2100=2940～4200r/minmax e T =9549×pe n P maxα （转矩适应系数α=～）所以，p n =9549×17157)3.1~1.1(⨯=～min由上述两两式取p n =3400 r/m 0i =×maxmin a g p u i r n =×871095.31534003-⨯⨯=双曲面主减速器，当0i ≤6时，取η=90% 轻型商用车1g i 在~范围，g η=96%， T η=η×T η=90%×96%=% 最大传动比1g i 的选择：①满足最大爬坡度。
根据汽车行驶方程式dtdum Gi u A C Gf ri i T a D Tg δη+++=20emax 15.21 （）汽车以一挡在无风、沥青混凝土干路面行驶，公式简化为ααηsin cos 0emax G Gf ri i T Tg += （）即，()Te g i Tf Gr i ηαα0max 1sin cos +≥式中：G —作用在汽车上的重力，mg G =，m —汽车质量，g —重力加速度，mg G ==4055×=39739N ；max e T —发动机最大转矩，max e T =； 0i —主减速器传动比，0i =T η—传动系效率，T η=%；r —车轮半径，r =0.316m ；f —滚动阻力系数，对于货车取f =；α—爬坡度，取α=°%4.8665.45.1757.16sin 7.16cos 02.0316.040541⨯⨯︒+︒⨯⨯⨯≥）（g i =5.5.45 ①②满足附着条件。
汽车机械式变速器的可靠性优化设计分析
汽车机械式变速器的可靠性优化设计分析发布时间：2022-09-27T01:55:30.177Z 来源：《科技新时代》2022年第3月第5期作者：郝彬[导读] 汽车使用过程中，通过其内部各系统部件的相互作用，郝彬浙江金固股份有限公司浙江省杭州市 311400摘要：汽车使用过程中，通过其内部各系统部件的相互作用，并借助发动机的动力带动汽车的运行，机械式变速器在汽车速度控制中发挥了重要作用。
文章主要围绕汽车机械式变速器的可靠性优化设计问题进行分析，以供参考。
关键词：汽车机械式变速器；可靠性优化设计一、汽车机械式变速器汽车中的机械式变速器本质上就是变速装置，其主要用于调控汽车发动机设备传动轮上的转矩转速，令汽车在不同的运行工况之下，获得相应的运行速度及牵引力。
现代汽车中使用到发动机装置的转矩和转速波动范围是存在限制的，但是汽车行驶过程中对于汽车驱动力和速度控制的要求却经常发生变化，例如，汽车刚刚启动前进的时候，行驶速度并不需要太快，但是汽车此时所需驱动力却很大；汽车在高速上行驶的时候，不需要较大驱动力，但需要较高的行驶速度。
由此可以发现，汽车发动机打转矩和转速属性是相互矛盾的，此时想要解决这个问题就需要使用机械式变速器。
机械式变速器功能比较多，其能够改变汽车的传动比，有效控制驱动轮的转速和转矩，灵活控制其大小，令其能够适应经常发生变化的各种行驶条件。
在发动机装置旋转方向不发生改变的情况下，应用机械式变速器就能够令汽车实现倒退行驶。
汽车发动机设备不熄火的条件下，通过机械式变速器设置空挡能够有效阻隔动力的传递，对于汽车发动机的怠速、暖机和启动是比较有利的，此外还能便于汽车进行滑行换挡或者临停等操作。
通过机械式变速器能够让汽车发动机的的动力进行传递，进而实现对汽车的驱动控制。
机械式变速器装置由内部的变速传动机构、操纵系统以及外部壳体组成。
利用机械式变速器进行变速控制已经成为汽车驾驶过程中主要的变速模式，机械式变速器的存在能够保证提升汽车驾驶安全，实现变速控制。
汽车设计 吉林大学 第四版 王望予
汽车设计吉林大学第四版王望予本章主要内容:* 概述；* 汽车形式的选择;* 汽车主要参数的选择;* 发动机的选择;* 车身形式;* 轮胎的选择;* 汽车的总体布置;* 运动校核。
第一节概述一、进行汽车总体设计应满足的基本要求1）汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标。
2）严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。
3）尽最大可能地去贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。
4）进行有关运动学方面的校核，保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。
5）拆装与维修方便。
1、汽车新产品开发流程2、概念设计（造型设计→总体布置→编写设计任务书）是指从产品创意开始，到构思草图、出模型和试制出概念样车等一系列活动的全过程。
*概念设计阶段，还要完成汽车的造型设计工作。
造型设计包括外部造型、内饰设计和色彩设计。
*外部造型设计必须建立在汽车总体布置基础上，并考虑汽车应当有良好的空气动力学特性和制造工艺性。
*汽车的总体布置是建立在保证汽车有良好的使用性能基础上进行的。
*当外部造型设计与总体布置设计出现矛盾的时候，应该服从总体设计的需要。
*要求造型设计人员能结合各种限定的条件从事创造性工作。
* 在概念设计期间，通过绘制外形构思草图、美术效果图和制作油泥模型等一系列工作，能体现出造型设计的主要工作。
汽车内部局部造型的美术效果图* 总体方案确定后要画总布置草图。
* 为了解市场需求，要调查分析市场容量的大小，确定最经济的生产纲领、生产方式等。
* 编写设计任务书。
设计任务书主要应包括下列内容：1）可行性分析，其内容包括市场预测，企业技术开发和生产能力分析，产品开发的目的，新产品的设计指导思想，预计的生产纲领和产品的目标成本以及技术经济分析等。
2）产品型号及其主要使用功能、技术规格和性能参数。
3）整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参数；标准化、通用化、系列化水平。
4）国内、外同类汽车技术性能的分析和对比。
汽车设计课程设计-变速器课程设计
课程设计课程名称___汽车设计题目名称变速器课程设计目录第一节概述 (4)第二节变速器传动机构布置方案 (5)第三节变速器主要参数的计算 (6)第四节齿轮强度、刚度、可靠性计算 (14).....4.1 计算各轴的转矩. (14).....4.2 计算各挡齿轮受力. (19)第五节轴的设计计算 (22).....5.1 轴的结构. (22).....5.2 确定轴的尺寸. (22).....5.3 轴的刚度计算. (23).....5.4 轴的强度计算. (27)第六节轴承与平键的设计计算 (32).....6.1 轴承的设计 (32).....6.2 平键的设计 (34)第七节箱体的设计 (35)第八节总结 (36)一挡齿轮的齿数：一档传动比为 101921Z Z Z Z i = （3-1） 为了求11Z ，12Z 的齿数，先求其齿数和h Z ，一挡齿轮为斜齿齿轮，σ]=600 MPa。
400~850MPa, 查资料可知，[w的弯曲应力：=203.60MPa<600MPa=301.32MPa<600MPa=164.34MPa<600MPa第七节壳体设计1箱体材料与毛坯种类根据减速器的工作环境，可选箱体材料为HT200，由于铸造箱体的刚性好，得到的外形美观，灰铸铁造铸造的箱体还易于切削，吸收震动和消除噪音的优点，可采用铸造工艺以获得毛坯。
2 箱体的主要结构尺寸的计算箱体的主要结构尺寸的计算如表7-1所示。
表7-1 箱体的主要结构尺寸第八节总结在这三个星期的课程设计中，我通过查阅有关资料，结合实际，并与老师和同学交流，从大体上对变速器的设计有了深刻的理解。
本次设计是针对小型货车车的变速器进行的，变速器是车辆不可或缺的一部分，其中机械式变速箱设计发展到今天，其技术已经成熟，但对于我们还没有踏出校门的学生来说，其中的设计理念还是很值得我们去探讨、学习的。
对于本次设计的变速箱来说，其特点是：扭矩变化范围大可以满足不同的工况要求，结构简单，易于生产、使用和维修，价格低廉，而且采用同步器挂挡，可以使变速器挂挡平稳，噪声降低，轮齿不易损坏。
汽车设计之机械变速器复习题
第三章机械式变速器设计一、学习目的和要求1、掌握机械式变速器结构，工作原理及功用；2、熟练掌握机械式变速器设计时的基本要求；3、熟练掌握两轴式变速器与中间轴式变速器的特点，特别是不能实现的方案形式。
3、熟练掌握变速器主要参数的概念，以及变速器各档位分配计算（传动比范围，各档位传动比分配，各档位齿轮齿数等）；4、熟练掌握变速器齿轮参数的确定原则与方法（不同车型、不同档位在应用时的不同要求）；5、掌握变速器换挡方式及其特点；6、熟练掌握中间轴式变速器的齿轮螺旋方向及螺旋角应满足的要求.二、课程内容和考核方法1、机械式变速器的结构、功用及设计要求（选择，简答）2、两轴式变速器与中间轴式变速器结构特点（选择）3、变速器参数选择原则及计算（术语，选择，判断改错，简答，综合计算应用）4、变速器换挡方式及特点（填空、判断改错，简答）5、齿轮参数选择的原则与方法（简答，选择，填空，判断改错，综合计算应用）6、中间轴式变速器中间轴齿轮螺旋角方向及大小的选择原则与方法（选择、简答、填空、判断改错）；7、机械式变速器与自动变速器比较，传动效率的高低.三、章节练习题1、教材练习题3-1,3-2,3-3.2、中间轴式变速器的中间轴上各齿轮的螺旋角与第一轴、第二轴的齿轮螺旋角方向与大小如何确定？中间轴上同时工作的两对齿轮的螺旋角满足什么关系才能保证中间轴上的轴向力平衡？3、给定一个变速器简图（见教材图3-1，图3-2，图3-3，图3-4），请指出其形式与特点？4、给定变速器简图（见教材图3-18），计算各档位传动比分配及各档位齿轮齿数？并根据不同简图举一反三。
5、齿轮模数与节圆直径、齿轮齿数的关系？调整哪些齿轮参数可以实现配凑中心距？如何调整？6、齿轮模数、压力角对齿轮的弯曲强度、接触强度以及啮合噪声有何影响？这些参数的选择条件和原则是什么？7、变速器的换挡形式及其特点是什么？四、历年试题（1）单选题1．两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等优点，多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，【】在两轴式变速器中没有采用。
汽车设计第四版课后答案
汽车设计第四版课后答案【篇一：汽车设计课后题答案】（前）视图上的投影线，作为标注垂直尺寸的基准线（面），即z 坐标线。
②前轮中心线：通过左右前轮中心并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。
作为标注纵向尺寸的基准线（面），即x坐标线。
③汽车中心线：汽车纵向垂直对称面在俯视图和前视图的投影线。
作为标注横向尺寸的基准线（面），即y坐标线。
④地面线：地平面在侧视图和前视图上的投影线。
⑤前轮垂直线：通过左右前轮中心并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。
1-2 答：①前桥轴荷大，有明显的不足转向性能。
②前轮驱动，越过障碍的能力强。
③主减速器和变速器装在一个壳体中，动力总成结构紧凑，且不需要在变速器与主减速器间设置传动轴，车内地板凸包高度可降低，提高乘坐舒适性。
④发动机布置在轴距外，汽车的轴距可以缩短，有利于提高汽车的机动性。
⑤汽车的散热器布置在汽车前部，散热条件好，发动机可以得到足够的冷却。
⑥有足够大的空间布置行李箱。
①隔绝发动机的气味和热量。
②客车前、中部基本不受发动机噪声和工作振动的影响。
③检修发动机方便。
④轴荷分配合理。
⑤后桥簧上质量与簧下质量比增大，提高乘坐舒适性。
⑥作为城市间客车使用，可在地板下方和客车全宽范围，设立体积很大的行李箱。
1-3 汽车的主要参数有尺寸参数、质量参数和性能参数。
尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。
质量参数包括整车整备质量m、载质量、质量参数、汽车总质量和轴荷分配。
性能参数包括动力性参数、燃油经济性参数、最小转弯直径、通过性几何参数、稳定操作性参数、舒适性。
参数的确定：①整车整备质量m：车上带有全部装备（包括备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人的整车质量。
②汽车的载客量：乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座。
③汽车的载质量：在硬质良好路面上行驶时，允许的额定载质量。
④质量系数：载质量与整车整备质量之比，⑤汽车总质量：装备齐全，且按规定满客、满载时的质量。
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二、零、部件结构方案分析
1．齿轮形式 齿轮形式：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮
两者相比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、工作时噪声低的优点； 缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。
变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。直齿圆柱齿轮仅用于 低挡和倒挡。 2．换挡机构形式
变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。 采用轴向滑动直齿齿轮换挡，会在轮齿端面产生冲击，齿轮端部磨损 加剧并过早损坏，并伴随着噪声。因此，除一挡、倒挡外已很少使用。 常啮合齿轮可用移动啮合套换挡。因承受换挡冲击载荷的接合齿齿数 多，啮合套不会过早被损坏，但不能消除换挡冲击。目前这种换挡方法 只在某些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。 使用同步器能保证换挡迅速、无冲击、无噪声，得到广泛应用。但结 构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大。 利用同步器或啮合套换挡，其换挡行程要比滑动齿轮换挡行程小。
为了缩短变速器 轴向长度，倒挡传动 采用图3-5g所示方案 。缺点是一、倒挡各 用一根变速器拨叉轴 ，使变速器上盖中的 操纵机构复杂一些。
图3-5 倒挡布置方案
图3-6为发动机纵置 时两轴式变速器结构图。其 特点是高挡同步器布置在输 入轴上，而低挡同步器布置 在输出轴上。为提高轴的刚 度，增加了中间支承。
第二节 变速器传动机构布置方案
变速器传动机构有两种分类方法。
根据前 进挡数
三挡变速器 四挡变速器 五挡变速器 多挡变速器
根据轴 的形式
固定轴式 旋转轴式
固定轴式
两轴式变速器 中间轴式变速器 双中间轴式变速器 多中间轴式变速器
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。 旋转轴式主要用于液力机械 式变速器。
第一节 概述
变速器用来改变发动机传到驱轮上的转矩和转速，目的是在各种行 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。变速器由变速传动机构和操纵机构组成。
变速器的基本设计要求： 1）保证汽车有必要的动力性和经济性。 2）设置空挡，用来切断发动机的动力传输。 3）设置倒挡，使汽车能倒退行驶。 4）设置动力输出装置。 5）换挡迅速、省力、方便。 6）工作可靠。变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。 7）变速器应有高的工作效率。 8）变速器的工作噪声低。 除此之外，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。
第三章
机械式变速器设计
第三章 机械式变速器设计
本章主要学习 （1）变速器的基本设计要求； （2）各种形式变速器的特点； （3）变速器主要参数的选择 ； （4）齿轮变位系数的选择原则 ； （5）各挡齿轮齿数的分配 ； （6）变速器操纵机构 。
第三章 机械式变速器设计
? 第一节 概述 ? 第二节 变速器传动机构布置方案 ? 第三节 变速器主要参数的选择 ? 第四节 变速器操纵机构
凡采有常啮合齿轮传动 的挡位，其换挡方式可 以用同步器或啮合套来 实现。同一变速器中， 挡位高的用同步器换挡， 挡位低的用啮合套换挡。
图3-Байду номын сангаас 中间轴式五挡变速器传动方案
中间轴式变速器的特点
图3-4为中间轴式六挡变速器传动方案。图3-4a所示方案中的一挡、 倒挡和图3-4b所示方案中的倒挡用直齿滑动齿轮换挡，其余各挡均匀常 啮合齿轮。
高挡布置在靠近轴的支 承中部区域较为合理，在该 区域因轴的变形而引起的齿 轮偏转角较小，齿轮保持较 好的啮合状态，能提高齿轮 寿命。
图3-6 发动机纵置时两轴式变速器结构图
机械式变速器的传动效率与所选用的 传动方案有关，包括传递动力时处于工作 状态的齿轮对数、每分钟转数、传递的功 率、润滑系统的有效性、齿轮和壳体等零 件的制造精度等。
图3-1 两轴式变速器传动方案
两轴式变速器传动动画演示
中间轴式变速器的特点
中间轴式变速器传动方案的共同特点是：(1)设有直接挡； (2)一挡有较大的 传动比； (3)挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮（一挡）可以采 用或不采用常啮合齿轮传动； (4) 除一挡以外，其他挡位采用同步器或啮合套换 挡； (5)除直接挡以外，其他挡位工作时的传动效率略低。
两轴式变速器的特点
两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动 效率高和噪声低等优点。两轴式变速器不能设置直接挡，一挡速比不可 能设计得很大。
图3-1为发动机前置前轮驱 动轿车的两轴式变速器传动方 案。其特点是：变速器输出轴 与主减速器主动齿轮做成一体； 多数方案的倒挡传动常用滑动 齿轮，其它挡位均用常啮合齿 轮传动。图3-1f中的倒挡齿轮 为常啮合齿轮，并用同步器换 挡；图3-1d所示方案的变速器 有辅助支承，用来提高轴的刚 度。
常啮合齿轮传动的挡位，其换挡方式可以用同步器或啮合套来实现。 同一变速器中，一定是挡位高的用同步器换挡，挡位低的用啮合套换挡。
图3-4 中间轴式六挡变速器传动方案
倒挡布置方案
图3-5为常见的倒挡布置方案。图3-5b方案的优点是倒挡利用了一挡 齿轮，缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，使换挡 困难。图3-5c方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图 3-5d方案对3-5c的缺点做了修改。图3-5e所示方案是将一、倒挡齿轮做 成一体，将其齿宽加长。图3-5f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的 齿轮，挡换更为轻便。
图3-2 中的中间轴式四挡变速器传动方案示例的区别为图3-2a 、b所示方案有 四对常啮合齿轮，倒挡用直齿滑动齿轮换挡，图3-2c 所示传动方案的二、三、四 挡用常啮合齿轮传动，而一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡。
图3-2 中间轴式四挡变速器传动方案
中间轴式变速器的特点
图3-3为中间轴式五挡变速器传动方案 。图3-3a所示方案，除 一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡外，其余各挡为常啮合齿轮传动。图33b、c、d所示方案的各前进挡，均用常啮合齿轮传动；图3-3d所示 方案中的倒挡和超速挡安装在副箱体内，可以提高轴的刚度、减少齿 轮磨损和降低工作噪声。