6挡变速器课程设计说明书

目录

传动方案的初步确定 (1)

齿轮的形式 (1)

换挡机构形式 (1)

变速器轴承 (2)

变速器传动结构布置 (2)

变速器结构简图 (2)

齿轮主要参数的确定 (3)

齿轮齿数的确定 (4)

倒挡齿轮齿数的确定 (11)

齿轮刚度、强度及可靠性的计算 (12)

轴尺寸的确定 (16)

传动方案初步确定

（1）变速器第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体，第2轴前端经滚针轴承支撑在第1轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同一条直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接挡。档位搞的齿轮采用常啮合齿轮传动，1挡采用滑动直齿轮传动。

（2）倒档利用率不高，而且都是在停车后在挂入倒档，因此可以采用支持滑动齿轮作为换挡方式。倒挡齿轮采用联体齿轮，避免中间齿轮在最不利的正负交替对称变化的弯曲应力状态下工作，提高寿命，并使倒挡传动比有所增加，装在靠近支承出的中间轴1挡齿轮处。

齿轮形式

齿轮形式有直齿圆柱齿轮、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；缺点是制造工艺复杂，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抵挡和倒挡。

换挡机构形式

此变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、移动啮合套换挡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，并伴有噪声，不宜用于高档位。为简化机构，降低成本，此变速器1挡、倒挡采用此种方式。

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。因此不适合用于本设计中的变速器，不采用啮合套换挡。

使用同步器能保证换挡迅速、无冲击、无噪声，得到广泛应用。虽然结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大，但为了降低驾驶员工作强度，降低操作难度，2挡以上都采用同步器换挡。

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。

变速器第1轴、第2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球轴承或圆柱滚子轴承。中间轴上齿轮工作时产生的轴向力，原则上由前或后轴承来承受都可以；但当在壳体前端面布置轴承盖有困难的时候，必须由后端轴承承受轴向力，前端采用圆柱滚子轴承承受径向力。滚针轴承、滑动轴套用于齿轮与轴不固定连接，有相对转动的地方，比如高档区域同步器换挡的第2轴齿轮和第2轴的连接，由于滚针轴承滚动摩擦损失小，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，在不影响齿轮结构的情况下，

应尽量使用滚针轴承。

变速器传动结构的布置 倒挡形式的选择

与前进挡比较，倒挡的使用效率不高，而且都是在停车状态下实现换挡，故多数方案均采用直接齿轮滑动齿轮方式换倒挡。 变速器结构简图

主要参数的确定

1、变速器挡数与传动比的选择

本设计是针对重型货车变速器设计，为六挡中间轴式机械变速器 。发动机的最大扭矩为557m N •，最高挡为超速挡，次高档为直接挡，传动比为1。一档传动比为6.5

2、变速器的中心距

中间轴式变速器的中心距A （mm)可根据经验公式初选：

31emax A T K A g i η=

对货车A K =9.5~11.0取A K =10.η取96%

mm 48.151%965.655710T K A 331emax A =⨯⨯==g i η 初选中心距A=152mm 3、齿轮参数 （1）模数

1挡和倒挡齿轮模数定位m=5mm,其他档位齿轮模数定位m=4mm (2)压力角α

国家规定标准压力角为︒20，所以变速器齿轮普遍采用的压力角α=︒20。 （3）螺旋角β

货车变速器螺旋角选取范围为：︒︒26~18。 初选常啮合齿轮的螺旋角为︒21 （4）齿宽b

直齿b=c k m,c k 为齿宽系数，取为4.5~8.0，取8.0； 斜齿c k 取为6.0~8.5取8.5.

（5）齿顶高系数

一般齿轮的齿顶高系数0.1f =︒，为一般汽车变速器齿轮所采用。

4、变速器各档转动比的确定

由已知一挡的传动比5.6i 1=。变速器的次高档为直接挡，最高档为超速档，本设计次高档五档为次高档，0.1i 5= 一般汽车各档的传动比大致符合如下关系

.159.154.206.4;6.1q i i i i i i 543265

4321========i i i i q 则

最高档为超速档，超速档传动比一般为0.7~0.8，本设计取75.0i 6=

齿轮齿数的确定：

（1）一档齿轮的齿数： 一档传动比为12

111

21i z z z z =

一档齿轮为斜齿轮，为求1211,z z 的齿数，先求齿数和：

71;9.704/21cos 1522cos 2z h 取=⨯⨯==︒m

A β

。对中心距的修正 mm h d mm h d mm

h d mm h d h mm h mm

m c h h mm m h h mm

z m d mm z m z z mm

A mm

z f f f f a a a a f a n a f f n a a a n n h

n h

n 7.792d 6.1692d 7.972d 6.1832d 9h h 5)(h 4h 7.899.20cos /244cos /6.1759.20cos /474cos /d 9.20cos 2m A 472471,24z 1521.152)21cos 2/(714cos 2m A 12121211111112121211111112111111*1211*

1211,1212,1111,12

111200=-==-==+==+===+==+======⨯===⨯===∴==-====⨯⨯==

︒︒︒

︒齿根圆直径：齿顶圆直径：齿全高：齿根高：齿顶高：分度圆直径值：校核取取ββββββ

齿轮的重迭系数为：

67

.17.25)98/20cos 94(arccos )/cos (arccos 8.29)52/20cos 48(arccos )/cos (arccos 9849452448942/4742/482/2442/20)2/()]tan (tan )tan (tan [121212111111*1212*

111112121111''21''22'11========+=+==+=+==⨯===⨯===-+-=︒︒︒

ααεαααααααααπααααεa a a a a a a a a a a a r r r r mm

m h r r mm m h r r mm mz r mm mz r z z 为啮合角，为压力角，，为啮合角；