5+1变速器说明书

车辆与交通工程学院

课程设计说明书

设计类型专业课程设计

设计题目 5+1档变速器设计（有超速档）

姓名

院系车辆与交通工程学院

完成日期

指导教师

目录

第一章机械式变速器方案的确定................................ 错误!未定义书签。

§变速器传动机构布置方案的确定.......................... 错误!未定义书签。

§变速器主要参数的选择................................... 错误!未定义书签。第二章变速器的设计与计算.................................... 错误!未定义书签。

§轮齿强度计算.......................................... 错误!未定义书签。

§轴的计算............................................... 错误!未定义书签。

§轴上花键的计算........................................ 错误!未定义书签。第三章变速器同步器的设计.................................... 错误!未定义书签。

§同步器的结构.......................................... 错误!未定义书签。

§同步环主要参数的确定.................................. 错误!未定义书签。第四章变速器的操纵机构...................................... 错误!未定义书签。第五章润滑与密封............................................ 错误!未定义书签。

§润滑................................................... 错误!未定义书签。

§密封.................................................. 错误!未定义书签。第六章心得体会与参考文献.................................... 错误!未定义书签。

任务书已知参数：

发动机：型号4G22D4

最大功率（kw/r/min）：105/5400

最大扭矩（Nm/r/min）:205/4000-4400

整车最大总质量：2000kg

最高车速：180km/h

选取轮胎型号为185/60R1484S,计算得滚动半径为

变速器传动机构布置方案

一、传动机构布置方案分析

根据设计任务书所给数据可知本次设计为乘用车，设计该车驱动形式为发动机前置后轮驱动，因此选用中间轴式变速器。变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，第一轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴的末端经花键与万向节连接。如下图为本次设计中间轴式“5+1”（含超速挡）的变速器传动方案。其传动路线如下：

1挡：一轴→1→2→中间轴→10→9→9、11间同步

器→二轴→输出

2挡：一轴→1→2→中间轴→8→7→5、7间同步

器→二轴→输出

3挡：一轴→1→2→中间轴→6→5→5、7间同

步器→二轴→输出

4挡：为直接挡，即一轴→1→1、3间同步器→

二轴→输出

5挡：一轴→1→2→中间轴→4→3→1、3间同

步器→二轴→输出

倒挡：一轴→1→2→中间轴→12→13→11→9、

11间同步器→二轴→输出

变速器传动方案

1）倒挡布置方案

采用直齿滑动齿轮方式换倒挡，参考《汽车设计》倒挡布置方案，

选用图3-5 f）所示倒挡方案。

变速器中的倒挡设置，要求在挂倒挡时需克服弹簧所产生的力，用来提醒驾驶员注意，综合考虑倒挡的中间齿轮位于变速器的左侧或右侧对倒挡轴的受力状况影响，参考图3-6 b）。

二、零、部件结构方案分析

1）齿轮形式

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倒挡。

2）换挡机构形式

本次设计中，倒挡用直齿滑动齿轮换挡，其余各挡均采用同步器换挡形式。

3）自动脱挡

为解决自动脱挡问题，除在工艺上采取措施外，在结构上采取如下方案：将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（切下），这样，换挡后啮合套的后断面被后齿圈的前端面顶住，从而阻止自动脱挡。

4）变速器轴承

变速器的第二轴前端支承在第一轴常啮合齿轮的内腔中，内腔尺寸足够时可布置圆柱棍子轴承，若空间不足则采用滚针轴承。第二轴后端采用球轴承，用来承受轴向力和径向力。变速器第一轴前端支承在飞轮的内腔里，因有足够大的空间，故采用一端有密封圈的球轴承来承受径向力，为了保证轴承有足够的寿命，选用能承受一定轴向力的无保持架的圆柱滚子轴承。变速器第一轴、

第二轴的后部轴承，以及中间轴前后轴承，按直径系列一般选用中系列的球轴承或圆柱滚子轴承。轴承的直径根据变速器中心距确定，并要保证壳体后壁两轴承孔之间的距离不小于6～20mm 。

变速器主要参数的选择

1）挡数已知，为“5+1”（含超速）挡。 2）传动比范围

选取超速挡五挡的传动比为。 初选传动比：0

5max 377

.0u i i r n g p a ⋅⋅= 选取8.05=g i （～）

由p

e e n p T max

max 9550

⋅=α

得854.5813205

2

.110495509550

max

max

=⨯⨯

=⋅=e e p T p n αr/min 故399.4180

8.0289

.0854.5813377.0377.0max

50=⨯⨯⨯

=⋅⋅=a g p u i r n i

式中：

m ax a u ——汽车行驶速度（km/h ）；

p n ——发动机转速（r/min ）； r ——车轮滚动半径（m ）

； 5g i ——变速器最高挡传动比；

0i ——主减速器传动比；

α ——转矩适应系数，取为；

选择最低挡传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。

汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有：

1°根据最大爬坡度确定1挡传动比：

)sin cos (max max 10max ααη+≥f G r

i i T T

g e

式中：