变速器设计解析
变速器设计 (2)
变速器设计
变速器是一种用于控制引擎输出转速的机械装置。
其主要
作用是根据不同的路况和车速需求，将发动机的转速转化
为合适的车轮转速，以提供适合的力量和扭矩，并实现车
辆动力传递和行驶。
变速器设计的关键是根据车辆的使用要求和性能需求来选
择合适的齿轮比。
齿轮比是指驱动轴与驱动轮之间齿轮的
大小比例。
一般来说，低齿轮比可以提供更大的马力和扭矩，适用于起步和爬坡；高齿轮比可以提供更高的车速，
适用于平路和高速行驶。
另外，变速器设计还需要考虑以下几个因素：
1. 齿轮材料：齿轮应选择耐磨损、高强度和耐腐蚀的材料，以确保可靠性和寿命。
2. 齿轮配对：齿轮的齿形和齿数要进行合理设计，确保顺畅的齿轮传动和低噪音。
3. 润滑系统：变速器需要设计合理的润滑系统，以确保齿轮传动的平稳工作和降低摩擦损失。
4. 控制系统：现代变速器通常由电子控制单元（ECU）控制，需要设计合适的控制算法和传感器来实现自动控制和顺畅的换档。
5. 散热系统：由于变速器工作时会产生较大的热量，需要设计合适的散热系统，以维持变速器的正常工作温度。
综上所述，变速器设计需要综合考虑力量、扭矩、速度、可靠性和经济性等因素，以满足不同车辆使用需求和性能要求。
只有合理设计的变速器才能确保汽车的良好动力性能和可靠性。
变速器设计
变速器设计引言变速器是一种用于改变汽车或机械装置传递动力的装置。
它的主要功能是在不同工况下调整输出转速和输出扭矩，以提供适当的动力和效率。
在汽车工业、航空航天、工厂生产线等许多领域都广泛应用。
本文将介绍变速器的设计原理和常见的变速器类型。
变速器的设计原理变速器的设计原理基于传动比的变化。
传动比是输入轴与输出轴的转速之比，它决定了输出转速相对于输入转速的增益或减益。
传动比可以通过不同的齿轮组合来实现。
根据传动比的变化方式，变速器可分为手动变速器和自动变速器两种。
手动变速器通过手动操作换挡杆来改变齿轮组合，实现不同的传动比。
它通常采用常见的手动齿轮设计，其中包括主动齿轮、主动轴、同步器和尾轴等。
当换档时，同步器用于将输出轴与输入轴同步，以确保无顺挂、无冲击的换档操作。
自动变速器采用液力离合器或湿式多片离合器来实现换挡操作。
它通过传感器监测车辆速度、发动机转速等参数，并根据预设的程序自动选择适当的齿轮组合。
自动变速器提供了更高的驾驶舒适性和方便性，但相对于手动变速器来说更加复杂和昂贵。
变速器的类型手动变速器手动变速器是最常见的变速器类型之一。
它通常由多个齿轮组成，齿轮的数量和排列顺序决定了不同的传动比。
手动变速器有不同的档位，通常包括前进档、倒档和空档。
前进档用于正常行驶，倒档用于倒车，而空档则表示没有传动力传递。
手动变速器在使用过程中需要手动操作换档杆，通过将换挡杆移动到不同的档位来改变传动比。
在换挡时，需要使用离合器将发动机与变速器分离，以允许换挡操作的进行。
自动变速器自动变速器是一种能够自动选择适当的传动比的变速器。
它根据车辆的行驶状况和驾驶者的需求，自动进行换挡操作。
自动变速器采用液力离合器或湿式多片离合器来实现换档，并通过电子控制单元（ECU）监测和控制传动比的变化。
自动变速器根据结构和工作原理的不同，可以分为多种类型。
其中包括常规自动变速器、CVT（无级变速器）和双离合器变速器等。
每种类型都有其特点和适用范围，根据不同的需求和偏好可以选择合适的类型。
低速载货汽车变速器的设计形式探析
低速载货汽车变速器的设计形式探析一、引言低速载货汽车是指用于运输大量货物的汽车，通常称为卡车。
其特点是承载能力大，行驶速度相对较慢。
为了适应低速行驶的需求，低速载货汽车的变速器被设计为多档式，以提供更多的驱动力和行驶选项。
本文将探析低速载货汽车变速器的设计形式。
二、常见设计形式1.手动变速器手动变速器是最常见的低速载货汽车变速器。
它通常采用简单而可靠的机械结构，包括齿轮、离合器和选择杆等。
驾驶员通过操作选杆和离合器，可以在不同的档位之间切换。
手动变速器的优点是操作简单、维护成本低，但缺点是需要驾驶员具备较高的驾驶技术，并且在频繁切换档位时可能会对车辆零部件造成磨损。
2.自动变速器自动变速器是另一种常见的低速载货汽车变速器。
它采用液力变矩器、离合器和齿轮等元件，通过液压系统和传感器控制变速器的工作。
自动变速器具有操作简单、换挡平稳的特点，能够提供较高的驾驶舒适性。
然而，自动变速器的结构较为复杂，维修成本较高，并且在使用过程中可能会出现动力损失的情况。
3.AMT变速器AMT是Automated Manual Transmission的缩写，即自动手动变速器。
它在手动变速器的基础上增加了电子控制单元和电动执行机构，通过电子系统实现离合器和变速器的自动操作。
AMT变速器具有手动变速器和自动变速器的双重优点，可以实现自动换挡，也可以手动控制档位。
它兼具了自动变速器的操作简单和手动变速器的驾驶乐趣，成为近年来低速载货汽车变速器中的热门选择。
三、设计优化为了进一步提升低速载货汽车变速器的性能，设计者可以从以下几个方面进行优化：1.高扭矩输出能力：低速载货汽车通常需要承载较重的货物，因此变速器需要具备足够的扭矩输出能力。
设计者可以通过增加传动比、选择适当的齿轮材料等手段来提升扭矩输出能力。
2.高效能的换挡机构：换挡机构的设计对变速器的性能至关重要。
设计者可以采用简化的机械结构、减小换挡时间、增加换挡平稳性等手段来优化换挡机构。
汽车设计--3变速器设计
直齿：b=Kcm, Kc为齿宽系数，取为4.5~8.0 斜齿：b= Kcmn，Kc取6.0~8.5
5、变位系数的选择原则
◎采用变位的原因：
1）避免齿轮产生根切 2）配凑中心距 3）通过变位影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨性、抗胶
合能力及齿轮的啮合噪声。 ◎变位齿轮的种类：高度变位和角度变位。 1）高度变位：齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。
1、变速器的传动比范围： 指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。 2、最高挡传动比的选取： 直接挡1.0，超速挡0.7～0.8。
3、最低挡传动比选取：
影响因素：
发动机的最大转矩、最低稳定转速；
驱动轮与路面间的附着力； 主减速比与驱动轮的滚动半径；
Ft max Ff Fi max
汽车的最低稳定车速。
1、中间轴式变速器
❖ 多用于FR，RR布置的 乘用车和商用车上
❖ 能设置直接挡，直接挡 效率高
❖ 一挡传动比能设计较大
❖ 一轴与输出轴转向相同 （挂前进档时）
❖ 零件多，尺寸、质量大
2、两轴式变速器
❖ 结构简单、紧凑、轮廓 尺寸小
❖ 中间挡位传动效率高、 噪音低（少了中间轴、 中间传动齿轮）
❖ 不能设置直接挡，高挡 位时噪音高（轴承齿轮 均承载），且效率略比 三轴式低
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）各种形式变速器的结构布置特点（☆）； ❖ （3）变速器主要参数的选择 （☆）； ❖ （4）变速器的设计与计算（☆）； ❖ （5）同步器设计的基本方法； ❖ （6）变速器操纵机构及基本结构元件； ❖ （7）机械式无级变速器简介。
车辆工程变速器设计方案
车辆工程变速器设计方案汽车变速器是传动系统中的重要部件，起到了对发动机输出扭矩进行合理传递和调节的作用。
随着汽车技术的不断发展，变速器设计和制造方案也在不断进步和完善。
本文针对汽车工程领域的变速器设计方案进行了研究和探讨，旨在提出一种高效、可靠的变速器设计方案，以满足汽车行驶中的各种需求。
二、需求分析1. 可变速范围广：汽车行驶需求不同，需要有较大的可变速范围，适应不同路况和行驶状态；2. 高效能传递：变速器需要具备较高的传递效率，减少动力损失；3. 可靠耐用：变速器需要具备较高的可靠性和耐用性，能够满足长期使用的要求；4. 兼容性强：变速器需要能够与不同类型的发动机匹配，满足多样化的汽车需求。
三、设计原理1. 变速器类型选择：根据汽车使用需求，选择符合要求的变速器类型，包括手动变速器、自动变速器等；2. 齿轮设计：通过数值模拟和实验分析，设计合理的齿轮参数，以提高传动效率和可靠性；3. 阻尼器设计：考虑阻尼器对传动稳定性的影响，设计合理的阻尼器结构和参数；4. 控制系统设计：对自动变速器进行控制系统设计，使得变速器能够灵活响应车辆的运行状态，提高驾驶舒适度。
四、系统设计1. 变速器类型选择：根据市场需求和技术发展趋势，选择自动变速器作为设计方案的主体；2. 齿轮设计：通过CAD软件进行齿轮设计，优化传动比和齿轮参数，以提高传递效率和耐用性；3. 阻尼器设计：采用动态模拟和试验方法，进行阻尼器结构和参数的优化设计，以降低传动噪音和振动；4. 控制系统设计：采用先进的控制算法和传感器技术，实现变速器的智能控制和适应性调节，提高驾驶舒适性和燃油经济性。
五、设计实施1. 齿轮加工：采用先进的数控加工设备，对设计好的齿轮进行加工和制造，保证齿轮的精度和可靠性；2. 阻尼器制造：优选制造合作厂家，进行阻尼器的精密加工和装配，保证阻尼器的质量和稳定性；3. 控制系统调试：采用先进的仿真软件和测试设备，对控制系统进行模拟和实际测试，保证控制系统的可靠性和适应性；4. 系统集成：对齿轮、阻尼器和控制系统进行整合，进行系统运行测试和性能评估，确保整个变速器系统的稳定性和可靠性。
机械工程中的变速器设计与分析
机械工程中的变速器设计与分析在机械工程领域中，变速器是一种非常重要的装置。
它能够将发动机的转速转换为适合不同工况的输出转速，从而满足不同的需求。
本文将探讨机械工程中的变速器设计与分析。
一、变速器的基本原理变速器的基本原理是通过不同大小的齿轮组合来实现转速的变换。
在变速器中，一般会有一个输入轴和一个输出轴，通过齿轮的啮合来实现转速的传递。
根据齿轮的大小和组合方式，可以实现不同的速比，从而实现转速的变化。
二、变速器的设计要素在进行变速器设计时，需要考虑以下几个要素：齿轮的模数、齿数、齿轮材料、齿轮的啮合角度等。
其中，齿轮的模数和齿数决定了齿轮的大小，齿轮材料的选择则决定了齿轮的强度和耐磨性能。
而齿轮的啮合角度则会影响齿轮的传动效率和噪音。
三、变速器的传动效率在变速器设计中，传动效率是一个重要的指标。
传动效率是指输入功率与输出功率之比，通常以百分比表示。
传动效率的高低会直接影响变速器的能量损耗和工作效率。
为了提高传动效率，可以采用优质的齿轮材料、精确的齿轮加工工艺以及合理的齿轮啮合角度等措施。
四、变速器的噪音和振动在变速器的运行过程中，噪音和振动是一个不可忽视的问题。
噪音和振动的产生主要是由于齿轮的啮合和齿轮轴的不平衡等原因。
为了降低噪音和振动，可以采用减震装置、优化齿轮的设计等措施。
五、变速器的寿命和可靠性变速器的寿命和可靠性是设计过程中需要考虑的重要因素。
在设计中，需要选择合适的齿轮材料和加工工艺，以提高齿轮的强度和耐久性。
此外，还需要进行合理的润滑和冷却设计，以延长变速器的使用寿命。
六、变速器的优化设计为了进一步提高变速器的性能，可以采用优化设计的方法。
优化设计是通过数学模型和计算机仿真来寻找最佳设计方案。
通过优化设计，可以实现变速器的轻量化、紧凑化和高效化。
综上所述，机械工程中的变速器设计与分析是一个复杂而又关键的工作。
通过合理的设计和分析，可以实现变速器的高效、低噪音和长寿命。
随着科技的不断进步，变速器的设计和分析将会越来越重要，为机械工程领域的发展做出更大的贡献。
变速器的设计与分析
变速器的设计与分析变速器是一种机械装置，它通过改变传动比来调整发动机输出功率和车轮转速之间的关系，从而使车辆在不同工况下获得合适的动力传递。
变速器的设计与分析是汽车工程中的重要课题，它直接影响着汽车的性能、燃油经济性以及乘坐舒适性。
本文将就变速器的设计与分析展开探讨，并深入了解其各个方面的原理和特点。
一、变速器的基本原理与分类1. 基本原理：变速器的基本工作原理是通过齿轮传动的方式，实现不同传动比的切换。
其中，齿轮的尺寸、摩擦系数以及齿轮齿数的组合，决定了变速器的传递效率和换挡过程的平顺性。
2. 变速器分类：根据结构和传动方式的不同，变速器可以分为手动变速器和自动变速器。
手动变速器需要驾驶员通过操控离合器和换挡杆来实现换挡，而自动变速器则通过液压或电子控制系统来实现自动换挡。
二、手动变速器设计与分析1. 齿轮数量与传动比：手动变速器通常具有多个齿轮组以及一个反向齿轮组。
通过调整这些齿轮组的组合方式，可以实现不同的传动比。
传动比的选择要平衡动力输出和燃油经济性，同时还要考虑使用者的需求和行驶条件。
2. 离合器设计与分析：离合器是手动变速器中的关键部件，它通过连接和分离发动机与变速器，实现换挡操作。
离合器的设计要考虑离合片的摩擦特性、离合器的耐久性以及操作的舒适性。
3. 换挡机构设计与分析：手动变速器通过换挡机构来实现换挡操作。
换挡杆的设计要考虑符合人体工程学原理，使操作者方便快捷地进行换挡。
同时，换挡机构的设计也要保证换挡过程的平稳和可靠性。
三、自动变速器设计与分析1. 液压自动变速器：液压自动变速器通过液压控制系统来实现自动换挡。
液压油泵、离合器以及换挡阀体等部件的设计要考虑液压系统的工作压力、流量以及各部件的密封和耐磨性能。
2. 电子自动变速器：电子自动变速器采用电子控制系统来实现自动换挡。
电子控制系统通过传感器获取发动机转速、车速等信息，根据预设的换挡策略，控制液压或电动执行机构实现换挡操作。
三轴五档手动变速器设计
三轴五档手动变速器设计手动变速器是一种传动装置，用于改变发动机输出转速和转矩，以适应不同道路条件和车速要求。
三轴五档手动变速器是一种常见的手动变速器设计，本文将详细介绍该变速器的设计原理和结构。
首先，三轴五档手动变速器由三根轴组成，分别是输入轴、中间轴和输出轴。
输入轴连接发动机和变速器，通过输入轴将发动机的转矩传递给变速器。
中间轴作为变速器的中间传动轴，承担着传递输入轴和输出轴间的力矩负荷的任务。
输出轴连接车轮，将变速器输出的力矩传递给车轮，使车辆运行。
在设计变速器的齿轮传动系统时，需要考虑到变速器的传动比和传动效率。
传动比是指输入轴转速与输出轴转速的比值，决定了车辆的速度。
传动效率是指变速器传递输入轴功率至输出轴的效率，影响了车辆的燃油消耗和行驶性能。
为了实现不同档位的变速，三轴五档手动变速器采用了不同的齿轮组合。
对于较高的档位，一般使用直齿轮和斜齿轮传动，以提高传动效率。
而对于较低的档位和倒档，常使用螺旋锥齿轮和斜齿轮传动，以提供较大的传动比。
此外，为了方便换挡操作，三轴五档手动变速器还需要设计换挡机构。
换挡机构一般由操纵杆、同步器和齿轮选择机构组成。
操纵杆通过控制同步器的摩擦片接触，实现齿轮的切换。
同步器则能够使得齿轮间的转速同步，以减少换挡时的冲击和磨损。
最后，为了提高变速器的可靠性和耐用性，还需要注意变速器的冷却和润滑系统的设计。
冷却系统通过散热片等部件来降低变速器的温度，以保证变速器正常工作。
润滑系统则通过齿轮箱内的润滑油来减少齿轮磨损和摩擦，延长变速器寿命。
综上所述，三轴五档手动变速器是一种常见的手动变速器设计，通过精确的齿轮传动和合理的换挡机构设计，实现了不同档位和速度的变速功能。
在设计过程中需要考虑传动比、传动效率、换挡机构以及冷却和润滑系统等因素，以提高变速器的性能和可靠性。
第三章 变速器设计
第三章变速器设计第一节概述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，同时使发动机再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。
变速器由变速传动机构和操纵机构组成。
对变速器如下基本要求.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。
8）变速器的工作噪声低。
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。
在原变速传动机构基础上，再附加一个副箱体，这就在结构变化不大的基础上，达到增加变速器挡数的目的。
近年来，变速器操纵机构有向自动操纵方向发展的趋势。
第二节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。
一.传动机构布置方案分析变速器传动机构有两种分类方法。
根据前进挡数的不同，有三，四，五和多挡变速器。
根据轴的形式不同，分为固定轴式和旋转轴式（常配合行星齿轮传动）两类。
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。
旋转轴式主要用于液力机械式变速器。
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，中间挡位传动效率高和噪声低等优点。
因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。
变速器设计
变速器设计引言变速器是一种用于改变机械系统的输出速度和扭矩的装置。
它在各种机械和交通工具中起着至关重要的作用，例如汽车、船只、飞机等。
本文将介绍变速器的设计原理和常见的设计方法。
设计概述•变速器的主要功能是通过改变输入和输出的齿轮组合来改变传动比，从而实现不同的输出速度和扭矩。
•变速器通常由输入轴、输出轴和一组齿轮组成。
不同的齿轮组合会导致不同的传动比。
•变速器的设计需要考虑多个因素，包括传动比的范围、传动效率、噪音和可靠性等。
设计流程1.确定设计要求：根据应用需求确定变速器的传动比范围、承载能力、工作环境等。
2.选取合适的齿轮类型：常见的齿轮类型包括直齿轮、斜齿轮和行星齿轮等，根据需求选取合适的齿轮类型。
3.计算传动比：根据设计要求和齿轮类型计算出不同齿轮组合的传动比。
4.进行齿轮设计：根据计算得到的传动比，进行齿轮的几何和强度设计。
5.进行模拟和分析：使用计算机辅助设计（CAD）工具进行齿轮的模拟和分析，检查设计的合理性和可靠性。
6.制造和装配：根据最终的设计结果进行齿轮的制造和装配，确保变速器的性能和质量。
齿轮设计齿轮是变速器中最关键的组件之一，它们决定了传动比、噪音和传动效率等性能。
齿轮设计的关键要点如下：•齿轮的模数选择：齿轮的模数确定了齿轮尺寸的比例，并且对变速器的传动比和承载能力有重要影响。
•齿轮的齿数计算：根据传动比和齿轮模数计算出齿轮的齿数，确保齿轮的尺寸匹配和传动比准确。
•齿轮的强度设计：根据扭矩和转速等参数进行齿轮的强度设计，确保齿轮在工作时不会发生破裂或变形等失效。
模拟和分析通过使用计算机辅助设计（CAD）工具进行齿轮的模拟和分析，可以有效地评估设计的合理性和可靠性。
常见的模拟和分析方法包括：•齿轮接触分析：通过对齿轮的接触区域进行分析，评估齿轮的接触应力和接触疲劳寿命等参数。
•齿轮动力学分析：通过考虑齿轮的动力学特性，评估齿轮的振动、噪音和传动效率等性能。
•齿轮热力学分析：通过考虑齿轮的热传导和热膨胀等因素，评估齿轮的温升和热失效等情况。
(整理)捷达汽车变速器的设计 +1
变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，是汽车总成部件中的重要组成部分，是主要的传动系统。
变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。
本设计对变速器的各挡齿轮和轴以及轴承做了详细的设计计算，并进行了受力分析、强度和刚度校核计算,1.变速原理一对齿数不同的齿轮啮合传动时，设主动齿轮的转速为2n ，齿数为2z ，从动齿轮的转速为3n ，齿数为3z 。
若小齿轮带动大齿轮时，转速就降低了；若大齿轮带动小齿轮时，转速即升高。
在相同的时间内啮合的齿数相等，即2n 2z =3n 3z 。
齿轮的传动比为i =2n /3n =3z /2z 。
齿轮传动机构的传动比定义为主动齿轮的转速与从动齿轮的转速之比，它也等于从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之比，即： 主动齿轮的齿数从动齿轮的齿数从动齿轮的转速主动齿轮的转速传动比==这就是齿轮传动的变速原理。
汽车变速器就是根据这一原理利用若干大小不同的齿轮副传动而实现变速的。
2.变向原理汽车发动机在工作过程中是不能逆转的。
为了能使汽车倒退行驶，在变速器中设置了倒挡（R ）。
倒挡传动机构是在主动齿轮与从动齿轮之间增加一个中间齿轮，利用中间齿轮来改变输出轴的转动方向，因此，这个中间齿轮油称之为倒挡换挡齿轮]10[。
目录第2章变速器主要参数的选择与计算 (3)2.1设计初始数据 (3)2.2变速器各挡传动比的确定 (3)2.3变速器传动方案的确定 (5)2.4中心距A的确定 (6)2.5齿轮参数 (6)2.5.1 模数 (6)2.5.2 压力角α (7)2.5.3 螺旋角β (7)2.5.4 齿宽b (7)2.5.5 齿顶高系数 (8)2.6本章小结 (8)第3章齿轮的设计计算与校核 (9)3.1齿轮的设计与计算 (9)3.1.1 各挡齿轮齿数的分配 (9)3.1.2齿轮材料的选择原则 (18)3.1.3计算各轴的转矩 (19)3.2轮齿的校核 (19)3.2.1轮齿弯曲强度计算 (19)3.2.2轮齿接触应力σj (23)3.3本章小结 (28)第4章轴的设计与计算及轴承的选择与校核 (29)4.1轴的设计计算 (29)4.1.1 轴的工艺要求 (29)4.1.2 初选轴的直径 (29)4.1.3 轴的强度计算 (30)4.2轴承的选择及校核 (34)4.2.1输入轴的轴承选择与校核 (34)4.2.2 输出轴轴承校核 (35)4.3本章小结 (36)结论 (37)参考文献 (38)2章 变速器主要参数的选择与计算2.1设计初始数据最高车速：max a u =160Km/h 发动机功率：max e P =75KW 转矩：max e T =150m N * 总质量：a m =1500Kg 转矩转速：T n =3800r/min 车轮：185/60R142.2变速器各挡传动比的确定初选传动比： m a xa u = 0.3770min i i r n g p （2.1）式中： m a x a u —最高车速p n —发动机最大功率转速 r —车轮半径m i n g i —变速器最小传动比 乘用车取0.85 0i —主减速器传动比m a xe T =9549×pe n P max α （转矩适应系数α=1.1～1.3） （2.2） 所以，p n =9549×150742.1⨯=5653.006r/minp n / T n =1.4～2.0 符合0i =0.377×maxmin a g p u i rn =0.377×16085.010********⨯⨯⨯-=4.025 （2.3）双曲面主减速器，当0i ≤6时，取η=90% 最大传动比1g i 的选择]17[：①满足最大爬坡度。
赛车手动变速器方案设计及分析
赛车手动变速器方案设计及分析
赛车手动变速器的方案设计和分析通常涉及以下几个关键方面：
1. 变速器类型选择：手动变速器通常有H型和序列式两种，选择适合赛车的变速器类型可以根据比赛需求和司机的个人喜好来定。
H型变速器操作简便，适用于多种赛道；序列式变速器换挡快速，适用于对速度敏感的赛道。
2. 变速器结构设计：手动变速器由齿轮、离合器和操作机构组成，设计时需要考虑结构紧凑、刚性强、重量轻、操作灵活、换挡阻力小等要求。
选用高强度材料制作齿轮部件，合理分配齿轮比，确保变速器的耐久性和性能。
3. 换挡机构设计：换挡机构主要由换挡杆、换挡叉、换挡杆支架等组成。
设计时需要考虑操作者的舒适度和换挡速度。
杆的长度、形状和角度应与驾驶员的操作习惯相匹配，换挡叉的设计应确保换挡杆的准确引导和换挡过程的平稳。
4. 离合器设计：离合器的设计应考虑最大扭矩和传动效率。
选用高摩擦系数的离合片材料，优化离合器的结构和摩擦片数量，确保换挡过程中离合器的可靠性和耐久性。
5. 换挡控制系统设计：换挡控制系统通常采用电子控制单元（ECU）或机械控制方式。
电子控制方式能够实现自动化和电子化控制，提高换挡的准确性和速度，但机械控制方式更直接简单，操作响应更快。
设计时需要根据赛车的特点和要求来选择合适的控制方式。
以上是对赛车手动变速器的方案设计和分析的一些基本内容，具体设计和分析需要根据实际情况和需求进行详细考虑和优化。
机械式变速器设计
机械式变速器设计机械式变速器是一种用于传动动力和调节车辆行驶速度的重要装置。
它由多个齿轮组成，通过齿轮的啮合和转动，将发动机的动力传递到驱动轮上。
机械式变速器的设计需要考虑多个因素，如变速器的结构、齿轮的设计和啮合性能等，下面将详细介绍机械式变速器设计的几个关键要点。
首先，机械式变速器的结构设计是影响其性能的重要因素之一、变速器通常由输入轴、输出轴、多个齿轮和选择器组成。
在设计过程中，需要确定输入轴和输出轴的位置和布局，并选择合适的齿轮数量和大小。
根据车辆的需求，可以设计多速比变速器，以满足不同速度和扭矩要求。
其次，齿轮的设计是机械式变速器设计的一个重要环节。
齿轮的设计需要考虑齿形、齿数、齿轮直径和齿隙等因素。
合适的齿形可以提高齿轮的强度和耐磨性，减小齿轮的噪声和振动。
齿轮的齿数和直径需要根据变速比和转速要求进行选择。
齿隙的设计需要考虑齿轮的热膨胀和变形，以保证齿轮之间的正常啮合。
第三，变速器的啮合性能是机械式变速器设计中需要关注的重点之一、啮合性能主要包括啮合的平稳性、可靠性和耐久性。
为了提高变速器的平稳性，可以设计合适的齿形和齿隙，并使用滑动啮合装置。
为了提高变速器的可靠性和耐久性，可以采用优质材料制造齿轮，对齿轮进行热处理和表面硬化处理，以增加齿轮的强度和耐磨性。
此外，机械式变速器的润滑和冷却系统也是需要重视的。
润滑系统可以有效地降低齿轮的摩擦和磨损，并降低齿轮的工作温度。
冷却系统可以帮助变速器快速散热，防止齿轮因高温而损坏。
因此，在设计过程中需要合理安排润滑和冷却系统的位置和管路布局，以保证变速器的正常运行。
最后，机械式变速器的制造和装配也是影响其性能的重要因素。
制造过程需要保证齿轮的精度和质量，确保其符合设计要求。
装配过程需要严格控制齿轮的啮合间隙，以保证齿轮的正常运转。
同时，需要进行严格的质量检查和测试，确保变速器的性能和可靠性。
综上所述，机械式变速器的设计涉及多个方面，如结构设计、齿轮设计、啮合性能、润滑和冷却系统以及制造和装配等。
变速器设计PPT课件
长
汽车加速性
差
对换档技术要求 高（熟练）
啮合套换档
复杂 居中 较高 小 小 较短 长 较差 高
同步器换档
最复杂 长 高
没有 没有
长 短 好 低
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第二节 变速器传动机构布置方案
3、防止自动脱挡的结构措施 由于接合齿磨损、变速器轴刚度不足、振动等原因都会导致自 动脱挡，这是变速器主要故障之一。
❖使两接合齿啮合位置错开约1~3mm，挤压磨损形成凸肩； ❖将啮合套齿座齿厚切薄，齿后端面被齿座前端面顶住； ❖将接合齿工作面加工成斜面，形成倒锥角； ❖将接合齿的齿侧加工成台阶形状，也可以防止自动脱挡。
❖第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体 ❖一般将第二轴前端经轴承支承在第一轴后端孔内，两轴轴线 在同一直线上 ❖使用直接挡时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，传动效率高， 噪声低，磨损少，寿命提高 ❖中间挡位可以获得较大的传动比 ❖高挡齿轮采用常啮合齿轮传动，低挡齿轮可以不采用常啮合 齿轮传动 ❖除一挡以外的其它挡位，换挡机构多采用同步器或啮合套换 挡（有的一挡也采用同步器或啮合套换挡） ❖各挡同步器或啮合套多设置在第二轴上 ❖除直接挡外，其他挡位传动效率较低
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第二节 变速器传动机构布置方案
4、变速器轴承
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第二节 变速器传动机构布置方案
4、变速器轴承
❖圆锥滚子轴承 直径小、宽度大，负荷高，容量大； 需要调整预紧度，装配麻烦，且磨损后轴易歪斜； 不适合用在线膨胀系数较大的铝合金壳体上。
❖滚针轴承 摩擦损失小、传动效率高； 径向配合间隙小、定位及运转精度高，有利于齿轮啮合 用于齿轮与轴有相对运动的地方；
7
第二节 变速器传动机构布置方案
中间轴式四挡变速器传动方案
变速器设计
变速器设计第一步：需求分析在变速器设计之前，需要明确变速器的用途和要求。
例如，设计一个汽车变速器时，需要确定最大扭矩、最大转速、最小转速、理想传动效率等等。
同时，也需要考虑所使用的发动机的转速特性和动力要求。
第二步：设计参数确定设计参数的确定非常重要，包括传动比的选择、传动器件的类型等等。
传动比取决于所需的车速范围和所使用的发动机的转速特性。
传输装置可以是齿轮、链条、带传动等等，这取决于设计需求和空间限制。
第三步：齿轮设计齿轮设计是变速器设计中最复杂的部分之一、首先，需要根据所需的传动比和齿轮类型来确定齿轮的参数，例如齿轮模数、齿数、压力角等。
然后，利用齿轮模数、转速和所需传动比等信息，计算齿轮的尺寸和齿形。
第四步：经济性评估在设计过程中，需要考虑经济性因素。
这包括变速器制造成本、使用寿命、能源效率等等。
根据所设计的变速器方案，可以进行整体经济性评估，包括成本评估和能源效率评估。
如果经济性不满足要求，可能需要进行优化设计。
第五步：验证和测试设计完成后，需要对变速器进行验证和测试。
这可以通过计算机模拟、实验室测试和实际使用测试等方式来完成。
验证和测试的目的是确保设计满足要求，并进行必要的调整和改进。
最后，根据测试结果，可以对变速器进行进一步的改进和优化。
这个过程可能需要多次迭代，直到设计满足各项要求为止。
总结起来，变速器设计是一个复杂而繁琐的过程，需要考虑多个因素。
设计者需要通过需求分析确定设计参数，然后进行齿轮设计，并对设计进行经济性评估。
最后，通过验证和测试来确认设计的有效性，并进行必要的优化。
三轴四档式手动变速器设计
三轴四档式手动变速器设计手动变速器是汽车变速系统中常见的一种变速装置，它采用机械齿轮传动的方式将发动机的动力传递给车轮，实现汽车的不同速度档位调节。
本文将设计一个三轴四档式手动变速器，详细介绍其结构和工作原理。
一、设计要求1.实现四个不同的速度档位：前进一档（1档）、前进二档（2档）、前进三档（3档）和倒档。
2.档位切换顺畅，操作简便。
3.变速器体积紧凑，重量轻，适应不同类型的汽车。
二、设计思路设计一个三轴四档式手动变速器，需要三个轴线：输入轴、中间轴和输出轴。
其中，输入轴和输出轴与发动机和车轮相连，中间轴用于连接输入轴和输出轴的齿轮。
设计中间轴和变速齿轮组，使其能够实现四个不同的速度档位。
选择合适的齿轮比例，使得不同的档位可以实现不同的转速和转矩输出。
设置可移动的离合器和档位选择机构，通过操作离合器来使得输入轴与输出轴产生刚性或者非刚性连接，从而实现档位切换。
三、设计细节1.输入轴：输入轴连接发动机，通过输入轴可以将发动机的动力传到中间轴上。
输入轴上设置一个离合器，用于切换输入轴和输出轴的连接。
2.中间轴和变速齿轮组：中间轴设置在输入轴的下方，与输入轴通过齿轮传动连接。
中间轴通过变速齿轮组与输出轴连接。
由于需要实现四个档位，设计一个四个不同齿数的齿轮来实现档位切换。
可以通过离合器与变速齿轮组中的不同齿轮组合，实现不同的速度比例。
例如，1档采用最小的齿数的齿轮，3档采用较大的齿数的齿轮。
3.输出轴：输出轴连接车轮，通过输出轴可以将发动机的动力传到车轮上。
四、工作原理1.1档工作原理：启动发动机后，通过离合器将输入轴与输出轴刚性连接，此时输入轴的转动会通过中间轴和变速齿轮组传递给输出轴，实现前进的动力传递。
2.2档和3档工作原理：当需要切换到2档或3档时，首先踩下离合器，断开输入轴与输出轴的刚性连接。
然后通过档位选择机构，将变速齿轮组中的不同齿轮与输入轴和输出轴连接，实现不同的速度比例。
最后松开离合器，使输入轴和输出轴重新产生刚性连接，实现不同的档位输出。
汽车变速器设计毕业设计
汽车变速器设计毕业设计一、引言汽车变速器是汽车传动系统中非常关键的部件之一，它的性能直接影响着汽车的动力性、燃油经济性以及驾驶舒适性。
在本次毕业设计中，我深入研究并设计了一款汽车变速器，旨在满足特定车型的性能需求，并提高汽车的整体性能。
二、汽车变速器的类型和工作原理（一）手动变速器手动变速器是通过驾驶员手动操作换挡杆来改变齿轮的组合，从而实现不同的传动比。
其结构相对简单，成本较低，但操作相对复杂，需要驾驶员具备较高的驾驶技能。
（二）自动变速器自动变速器则是根据车速、油门踏板位置等信号，由液压控制系统或电子控制系统自动换挡。
它操作简便，但结构复杂，成本较高，且燃油经济性相对较差。
（三）无级变速器无级变速器通过连续变化的传动比来实现动力传递，具有良好的燃油经济性和平顺性，但承载能力相对较弱。
三、设计目标和要求本次设计的目标是为一款中型轿车设计一款性能优越、结构合理、可靠性高的变速器。
具体要求包括：1、满足车辆的动力性和燃油经济性要求。
2、具备良好的换挡品质，减少换挡冲击。
3、结构紧凑，重量轻，便于安装和维护。
4、具有较高的可靠性和耐久性。
四、变速器主要参数的确定（一）传动比范围根据车辆的最高车速、最大爬坡度等性能指标，确定变速器的传动比范围。
（二）中心距中心距的大小直接影响变速器的尺寸和质量，需要综合考虑齿轮强度、轴的刚度等因素来确定。
（三）齿轮参数包括模数、齿数、压力角等，这些参数的选择需要满足强度要求，并考虑加工工艺和成本。
五、变速器结构设计（一）齿轮布置方案根据传动比的要求，确定合理的齿轮布置方案，如两轴式、三轴式等。
（二）换挡机构设计选择合适的换挡方式，如手动换挡、自动换挡或手自一体换挡，并设计相应的换挡机构，确保换挡准确、迅速、平稳。
（三）轴和轴承的设计根据受力情况，对轴进行强度和刚度计算，选择合适的轴承类型和规格。
六、变速器零部件的强度校核（一）齿轮强度校核运用相关公式和软件，对齿轮的接触强度和弯曲强度进行校核，确保齿轮在工作过程中不会发生失效。
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（模数概念的复习—下页）
齿轮模数来由：
分度圆周长＝ d zp
有： d p z
式人中为地为将无p理规数定，为作简为单计有算理基数准并很标不准方化便，，称于为是齿
器的挡数会使变速器相邻的低挡与高挡之间的 传动比比值减小，使换挡工作容易进行。
问题: 挡数越多，变速器的结构越复杂， 使轮廓尺寸和质量加大，而且在使用时换挡频 率也增高。
P19
挡数选择的要求：
(1)相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下。
(2)高挡区相邻挡位之间的传动比比值要比低挡区相 邻挡位之间的比值小。(如 i4/i5<i3 /i4 )
A K A 3 Te maxi1 g
式中，KA为中心距系数，轿车：KA=8.9～9.3， 货车：KA=8.6～9.6，
多挡变速器：KA=9.5～11.0
g 变速器传动效率，取96％
轿车变速器的中心距在65～80mm范围内变化，而货车的 变速器中心距在80～170mm范围内变化。
P23
四、外形尺寸
P8
设有直接挡
一挡有 较大的 传动比
除直接挡以外 ，其他挡位工 作时的传动效 率略低
中间轴式四挡变速器传动方案
倒挡布置方案
P9
输出轴3
中间轴1 倒挡轴2
换挡拨动
倒挡布置方案
方案b的优点是倒挡利用了中间轴上的 I 挡齿轮，缩短了中间轴 的长度。但换挡时要求有两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难 。
换挡拨动 P10
三、中心距A
P21
变速器中心距是一个基本参数，对变速器的外形尺寸、体
积和质量大小、轮齿的接触强度有影响。
中心距越小，轮齿的接触应力越大（为什么？），齿轮寿 命越短。因此，最小允许中心距应当由保证轮齿有必要的接触
强度来确定。
中间轴与第二轴之间的距离称为变速器中心距A。
P22
初选中心距A时，可根据下面的经验公式计算
两轴式变速器
P7
发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。 特点：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。
结构简单、轮廓尺寸小 中间挡位传动效率高
不能设置直接挡
噪声低 布置方便
一挡速比不能设计得很大 两轴式变速器传动方案
中间轴式变速器
发动机
转矩M1 转速n1
变速器
转矩M2 转速n2
1、保证汽车的动力性
2、可切断动力传输—空挡 P3
、经济性
3、能使汽车倒退
7、变速器的工作 噪声低。
6、较高的工作 效率。
行驶—倒挡
变速器设计 4、换挡迅速、省力 的基本要求 、方便
5、工作可靠。不得 跳挡、乱挡及换挡冲击
此外，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。
轴 d/L≈ 0.16～0.18
对第二轴 d/L≈ 0.18～0.21。
P25
第一轴花键直径d（mm）可按下式初选
d K 3 Te max
式中：K为经验系数 K=4.0～4.6； Temax为发动机最大转矩（N·m）。
六、齿轮参数
P26
1．模数的选取
齿轮模数选取的一般原则（P91）：
1）为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽； 2）为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽； 3）从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选用一种模数； 4）从强度方面考虑，各挡齿轮应有不同的模数。
轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸为：
（3.0～3.4）A
货车变速器壳体的轴向尺寸与挡数有关，可参考下列
数据选用：
四挡 （2.2～2.7）A
五挡 （2.7～3.0）A
六挡 （3.2～3.5）A
当变速器选用的常啮合齿轮对数和同步器较多时，应
取给出范围的上限。
关于径向尺寸?
P24
五、轴的直径 中间轴式变速器的第二轴和中间轴中部直径 d≈0.45A 轴的最大直径d和支承间距离L的比值，对中间
方案f适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，换挡 更为轻便。
P11
P12
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
P13
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
P14
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。
P15
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。
机械式变速器设计
P1
机械式变速器设计主要学习： （1）变速器设计的基本要求；
（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 。
§1 概述
P2Biblioteka 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。
(3)目前，轿车一般用4～5个挡位变速器， 货车变速 器采用4～5个挡或多挡，多挡变速器多用于重型货 车和越野汽车。
P20
二、传动比范围
变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动 比与最高挡传动比的比值(最大与最小之比)。
传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽 车的最高车速和使用条件等因素有关。
目前轿车的传动比范围在3～4之间，轻型货 车在5～6之间，其他货车则更大。
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。
P16 3．变速器轴承
变速器轴承常采用圆柱滚子轴承、球轴 承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、滑动轴套等。
§3 变速器主要参数的选择
P17
挡数
传动比范围
中心距
外形尺寸 轴的直径
P18
一、挡数 增加变速器的挡数能够改善汽车的动力性
和经济性。 在最低挡传动比不变的条件下，增加变速
§2 变速器分类
P4
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
P5 两轴式变速器
中间轴式变速器 固定轴式 双中间轴式变速器
多中间轴式变速器
两轴式变速器
发动机前置前轮驱动的汽车
中间轴式变速器
发动机前置后轮驱动的汽车
旋转轴式
用于液力机械式变速器。
P6 两轴式变速器