变速器总成设计概要
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。
变速器结构及主参数设计
第一篇变速器结构及主参数设计第一章变速器齿轮传动方案的设计第一节变速器齿轮传动的功能及要求汽车的使用条件，诸如汽车的实际装载质量、道路坡度、路面状况，以及道路宽度和曲率、交通情况所允许的车速等等，都在很大范围内不断变化。
这就要求汽车牵引力和速度也有相当大的变化范围。
另一方面，就活塞式内燃机而言，在其整个转速范围内，转矩的变化不大，而功率及燃油消耗率的变化却很大，因而保证发动机功率较大而燃料消耗率较低的曲轴转速范围，即有利转速范围是很窄的。
为了使发动机能保持在有利转速范围内工作，而汽车牵引力和速度又能在足够大的范围内变化，应当使传动系的传动比能在最大值与最小值之间变化，即传动系应起变速作用。
变速器就是汽车传动系中起变速作用的一个重要零部件，它有以下几点功能。
一、实现传动比的变化。
一般机械式变速器都是有级变速的，即传动比档数是有限的。
轿车和轻、中型货车的传动比有3～6档，越野汽车和重型货车的传动比可多达8～16档。
实现有级变速的措施，是靠变速箱中若干对齿轮来实现的。
各挡的传动比各不相同，当汽车在平坦的道路上，以高速行驶时可挂入变速器的高档齿轮，在不好的路况下或爬坡时应挂入变速器的低档齿轮，为此，根据需要，可选择不同速比的档位。
二、与发动机合理匹配，实现汽车的动力性和经济性。
例如汽车在同样的载货量、道路、车速等条件下行驶即可在高速档行驶，也可在低速挡行驶。
而此时发动机的节气门（油门）和转速大小不同。
发动机在不同的工况下，燃料的消耗量是不一样的。
所以根据路况，通过选择齿轮不同的档位，来减小发动机的燃料的消耗。
是变速器齿轮传动的一个重要功能。
三、实现倒退的功能。
汽车不仅要有前进的功能，还要有倒退的功能。
但发动机不能实现反转，此时，可通过齿轮传动来改变输出轴的旋转方向。
从而实现汽车的倒退功能。
四、实现空挡的功能。
为了满足汽车暂时停车、起步和对发动机检查调整的需要，变速器还要有空挡的功能。
五、对机械式变速器齿轮传动还要满足以下几点要求：1）、便于制造、使用和维修。
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。
汽车用无级变速器结构设计
汽车用无级变速器结构设计摘要本文介绍了汽车用无级变速器的结构设计。
首先，介绍了无级变速器的作用和优势。
其次，详细描述了无级变速器的组成部分，包括液力变矩器、主减速器、行星齿轮装置等。
然后，讨论了不同种类无级变速器的结构设计特点和应用场景。
最后，指出了无级变速器结构设计中的一些重要考虑因素，如功率传递效率、可靠性和可维护性。
通过深入了解无级变速器结构设计，可以提高汽车性能和驾驶体验。
1. 引言汽车用无级变速器作为一种先进的传动装置，在汽车工业中扮演着重要角色。
无级变速器通过连续调整传动比，使发动机可以在各种速度和负载条件下运行在最佳工作点，从而提高燃油经济性和驾驶舒适性。
2. 无级变速器的组成部分汽车用无级变速器由多个组成部分组成，下面介绍其中的几个重要部分。
2.1 液力变矩器液力变矩器是无级变速器的核心部件之一，它通过液体的动能转换实现动力传递。
液力变矩器具有起动平稳、传动效率高等优点，在汽车起步和低速行驶时起着重要作用。
2.2 主减速器主减速器是无级变速系统的组成部分，其主要功能是降低发动机转速并增大扭矩。
主减速器通常采用齿轮传动方式，可根据需要调整传动比。
2.3 行星齿轮装置行星齿轮装置是无级变速器的关键组成部分之一。
它由太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮构成，通过改变行星齿轮的位置实现不同传动比。
行星齿轮装置具有简单紧凑、传动效率高等优点，被广泛应用于无级变速器中。
3. 不同种类无级变速器的结构设计特点和应用场景不同种类的无级变速器在结构设计上存在一些差异，下面介绍两种常见的无级变速器。
3.1 带式无级变速器带式无级变速器采用带传动的方式实现传动比的连续调整。
它具有结构简单、成本较低的特点，适用于小型车辆的应用。
3.2 可变液压无级变速器可变液压无级变速器通过调整液压系统中的压力来改变传动比。
它具有调节范围广、调节速度快的特点，适用于中大型车辆和高功率发动机的应用。
4. 无级变速器结构设计的考虑因素在进行无级变速器结构设计时，需考虑以下因素。
DFMEA-变速器总成
2
3
48
箱体裂
5
箱体有限元分析
耐久试验静扭试验
3
120
建议由电算所进行箱体有限元分析
由电算所进行箱体有限元分析
8
2
3
48
挂不上档
5
设计要求
同步器性能试验
3
120
建议同步器后备行程≥2
同步器后备行程≥2
8
2
3
48
热套齿轮打滑
3
设计要求
静扭试验
2
48
建议由电算所进行静配合校核
由电算所进行静配合校核
8
1
4
换档行程不够
3
设计要求
性能试验
道路试验
3
36
建议换档行程≥10
换档行程≥10
4
2
3
24
同步器容量不够
3
设计要求
换档试验
3
27
建议采用大容量同步器
采用大容量同步器
4
2
3
24
齿套间隙太小
3
设计要求
性能试验
道路试验
3
36
建议啮合齿之间的配合为6H/6e
啮合齿之间的配合相当于6H/6e
4
2
3
24
箱体裂
影响车辆运行
3
2
3
18
油封装配入口处有锐角
5
设计要求
耐久试验
3
9
建议油封装配入口处有导向
油封装配入口处有导向
3
3
3
27
温升大
影响车辆运行
4
轴承间隙小
3
设计要求
耐久试验
变速器设计(详细过程完整版).
黑豹HB1027变速器设计论文摘要变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。
其设计任务是设计一台用于微型商用车上的手动变速器。
采用中间轴式变速器设计方案，其有两个突出优点：一是其直接挡传动效率高，磨损及噪声小；二是在齿轮中心距较小的情况下任然可以获得较大的一档传动比。
设计中根据汽车的外形、轮距、轴距、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合该汽车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要参数，再结合某些轿车的基本参数选择适当的主减速比。
根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。
设计中给出了机械式变速器设计方案，经过严谨设计过程完成了一款手动变速器设计，并经过校验和catia有限元优化，证明设计的变速器能够符合现实功用要求，设计方案具有比较强的可借鉴性。
关键词汽车工程；变速器；设计；手动；（版权所有，翻版不究）- I -AbstractGearbox is the one main component of the vehicle transmission.The duty of this design is to design a manual transmission used in the Tiny gears, it is the countershaft-type transmission gearbox.This transmission has two prominent merits: firstly, the transmission efficiency of the direct drives keep high ,the attrition and the noise are also slightest;Secondly ,it is allowed to obtain in the bigger gear ratio of the first gear when the center distance in smaller.According to the contour, track, wheel base, the vehicles weight, the all-up weight as well as the highest speed and so on, union the engine model we can obtain the important parameters of the max power, the max torque, the displacement and so on. According to the basic parameters of the certain saloon, choose the suitable final drive ratio. According to the above parameters, combining the knowledge of automobile design, automobile theory , machine design and so on, calculate the correlated parameters of the gearbox and proof the rationality of the design.The design gives a plan of the mechanical gearbox and achieves a kind of mechanical gearbox after rigorous design.The design has passed calibration and Finite element optimization.It has proved to be fit for function and use for reference perfectly.Key Words Automotive engineering,Transmission,Design,Manual- II -目录摘要 (I)Abstract.......................................................... I I 第1章绪论 . (1)1.1本课题研究的目的和意义 (1)1.2 本课题研究现状和发展 (1)第2章机械式变速器设计 (3)2.1 变速器设计基本方案 (3)2.1.1变速器传动机构布置方案 (3)2.1.2 变速器主要参数选择 (3)2.2齿轮设计计算 (7)2.2.1各挡齿轮齿数的分配 (7)2.2.2齿轮强度校核 (10)2.3 轴设计计算 (19)2.3.1轴的工艺要求 (19)2.3.2 轴的校核计算 (19)2.4 同步器及操纵机构设计 (29)2.4.1同步器的设计 (29)2.4.2变速器的操纵机构 (31)2.5 轴承及平键的校核 (32)2.5.1 轴承选择及校核 (32)2.5.2 平键选择及强度计算 (34)2.6 变速器箱体设计 (34)- III -2.6.1 箱体材料与毛坯种类 (34)2.6.2 箱体的主要结构尺寸的计算 (35)2.7 本章小结 (35)第3章有限元优化分析 (36)3.1 齿轮catia有限元分析 (36)3.1.1 倒档主动直齿轮catia有限元分析 (36)3.1.2 一档从动齿轮catia有限元分析 (37)3.2 变速器轴catia有限元分析 (37)3.2.1 中间轴catia有限元分析 (37)3.2.2 第二轴catia有限元分析 (38)3.3 本章小结 (38)结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)- IV -哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计）第1章绪论1.1本课题研究的目的和意义随着汽车工业的迅猛发展,车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。
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。
变速器设计ppt课件
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69
润滑油的发展趋势
全寿命油 降低成本 可回收 绿色
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70
实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需 要。
中断动力传递，在发动机起动、怠速运转、汽车 换档或需要停车动力输出时，中断向驱动轮的动 力传递。
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3
第二节 变速器结构传动机构布置方案
两轴式：轿车 中间轴式：轻型、中型车辆 双中间轴式：重型车辆
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4
变速器的分类
有级式变速器 采用齿轮传动，具有若干个定值传动比
8
中间轴式变速器
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9
4档中间轴式变速器传动方案
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10
5档中间轴式变速器传动方案
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11
中间轴式变速器动力传递路线
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12
中间轴式变速器的特点
传动比大 直接档效率高 结构复杂，有时需要中间支撑
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13
倒档布置方案
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齿数、中心距，β角等。
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21
变速器齿轮的特点
硬齿面 7级精度 低碳合金钢＋渗碳淬火
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22
第四节 变速器的设计与计算
齿轮 轴 壳体 润滑
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23
齿轮失效形式
弯曲强度：轮齿折断 接触强度：点蚀
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24
变速器设计流程图
确定设计参数：转矩、档位分布等 试算中心距 计算各档齿轮齿数和初步确定齿轮参数 调整螺旋角和变位系数 强度校核 修改齿轮参数或齿数 验算
重型载货汽车变速器总成设计
（3）独立完成10000以上印刷符号的与专业有关的外文译文。
4.设计（或研究）方法
根据所给技术条件和要求，按照变速器总成设计的方法，将变速器设计为中间轴式变速器，换挡采用同步器和啮合套换挡，操纵机构采用直接操纵机构形式。
5.实施计划
调研，收集资料一周
确定方案，画草图四周
完成总装图四周
KD1080型载货汽车设计变速器总成设计说明书
前言随着社会经济展水平的提高，汽车保有量迅猛增长，同时对载货汽车性能和质量提出了更高的要求。
载货汽车制造商不仅面临着用户对产品性能与质量越来越高的要求，而且面临着严格的技术法规约束以及降低产品成本等压力。
因此在载货汽车的开发过程中，广泛采用各种先进的技术和理论方法，使设计过程自动化，以满足产品设计的需要已成为必然趋势。
在工程设计中应当采用先进的技术和理论方法，使设计过程自动化、合理化，以满足产品设计的需要优化设计方法则提供了一条可能高效率的求得最优的设计方案的途径。
传动系是载货汽车的主要组成部分，变速器又是传动系的重要部件，因此载货汽车变速器的性能改良设计能够大大提升传动系的性能。
在载货汽车制造的多年发展历史中，变速箱的技术进步和水平一直处于举足轻重的地位，，虽然随着我国汽车制造水平的不断提高，正在不断的完善和成熟，但变速器方面的技术，但与发达国家仍存在着不小的差距，我国是一个运输大国，载货汽车的制造和使用在数量上一直处于世界的前列，如果能够实现载货汽车的优化，相信能够节约成本，提高效率。
本人此次毕业设计的课题是KD1080载货汽车变速器设计。
变速器作为汽车的一个重要组成部分，是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。
本说明书主要介绍了KD1080载货汽车变速器总成设计，包括概述及五章设计内容，希望老师对于说明书中的不足之处予以批评指正。
第一章概述变速器是用来改变改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速的，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的工况范围内工作。
变速器设有空挡，，可在启动发动机，汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。
变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行驶能力。
需要时，变速器还有动力输出功能。
对变速器提出如下要求：1）保证汽车有必要的动力性和经济性。
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；
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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。
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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轿车机械式手动变速箱设计计算说明书班级：车辆1001组别： 02目录1.设计任务书 (2)2.总体方案论证 (2)3.变速器主要参数及齿轮参数的选择 (5)4.变速器主要零部件的几何尺寸计算及可靠性分析 (15)4.1变速器齿轮 (15)4.2变速器的轴 (19)4.3变速器轴承 (24)5.驱动桥（主减速器齿轮）部分参数的设计与校核 (31)6.普通锥齿轮差速器的设计 (37)7.设计参数汇总（优化后） (45)*参考文献 (48)1设计任务书根据给定汽车车型的性能参数，进行汽车变速箱总体传动方案设计，选择并匹配各总成部件的结构型式，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。
表1-1 轿车传动系统的主要参数组别发动机主要参数第二组 2.0L横置前驱FF，MT 5挡，错误！未找到引用源。
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2 总体方案论证变速器的基本功用是在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，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时或停车时使发动机和传动系保持分离。
需要时还应有动力输出的功能。
变速器设计应当满足如下基本要求：☞具有正确的档数和传动比，保证汽车有需要的动力性和经济性指标；☞有空档和倒档，使发动机可以与驱动轮长期分离，使汽车能倒车；☞换档迅速、省力，以便缩短加速时间并提高汽车动力性（自动、半自动和电子操纵机构）；☞工作可靠。
汽车行驶中，变速器不得跳挡、乱挡以及换挡冲击等现象发生；☞应设置动力输出装置，以便必要时进行功率输出；☞效率高、噪声低、体积小、重量轻便于制造、成本低。
变速器是由变速传动机构和操纵机构组成。
根据前进档数的不同，变速箱有三、四、五和多挡几种。
根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类。
而前者又分为两轴式、中间轴式和多中间轴式变速箱。
在已经给出的设计条件中，具体的参数说明如下：表2-1 汽车传动系统主要参数发动机2.0L横置变速器MT 5挡发动机最大扭矩[错误！未找到引用源。
] 170/4000发动机最大功率[错误！未找到引用源。
]85/5200驱动形式FF汽车装备质量（kg）13102.1 传动机构布置方案分析（1）传动方案的选取根据提供的参数及设计需求，变速器传动方案的选择如下：1—输入轴 2—输入轴一档齿轮 3—输入轴倒档齿轮 4—倒档轴 5—倒档轴倒档齿轮 6—输入轴二档齿轮 7—输入轴三档齿轮 8—三、四档同步器 9—输入轴四档齿轮 10—支撑 11—输入轴五档齿轮 12—五档同步器 13—输出轴 14—输出轴五档齿轮 15—输出轴四档齿轮 16—输出轴三档齿轮 17—输出轴二档齿轮18—一、二档同步器 19—输出轴倒档齿轮 20—差速器半轴齿轮 21——差速器星行星齿轮图2-1 变速器传动方案该方案的的特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体，由于发动机横置，故主减速器不需要有改变转矩方向的作用，主减速器齿轮选用斜齿圆柱齿轮。
因考虑到滑动齿套换挡对齿轮齿端不利，故使倒档齿轮与其它传动齿轮一样为常啮合直齿轮，并用同步器换挡，同步器与倒档的布置如图所示。
（2）倒挡布置方案根据选取的传动方案，倒挡的布置形式如下所示：图2-2 倒挡方案由上图可知，该方案能使换挡更加轻便。
（3）变速器结构图图2-3 五挡变速器结构图（该图主减速器为锥齿轮）如上图所示，为了提高轴的刚度，变速器轴增加了中间支承。
2.2 零部件结构方案分析（1）齿轮形式变速器两轴传动齿轮采用斜齿常啮合齿轮，优点是使用寿命长、运转平稳、工作噪声低。
D倒档齿轮采用直齿常啮合圆柱齿轮，主减速器采用斜齿圆柱齿轮。
（2）换挡机构形式变速器采用同步器换挡，其优点是换挡迅速、无冲击、换挡噪声小，提高了汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。
（3）变速器轴承初选输出端为短圆柱滚子轴承，其余为向心球轴承具体选型与计算在轴承的寿命计算中详细分析。
3 变速器主要参数及齿轮参数的选择3.1 挡数按设计要求，变速器档位数为5挡，其中最高档位超速挡。
3.2 传动比范围的选择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。
最高挡通常为直接挡，而本次设计为了提高汽车的燃油经济性，将最高挡设为超速挡，档位数为五挡。
超速档的传动比一般为0.7～0.8。
最低挡的传动比则要求考虑发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动桥与地面的附着率、主减速器比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低行驶车速等而对于乘用车，其范围一般在3.0～4.5之间。
表1是国内外一些变速器的速比设置，可以发现，多数变速器的各档速比值符合偏置等比级数。
首先在满足要求的情况下令最小传动比8.05 i3.2.4 各挡传动比的初选最低档传动比计算；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()max max max 0max sin cos ψααηmg f mg r i i T rTg e =+≥则由最大爬坡度要求的变速器Ⅰ档传动比为； ηψ0max max i T r mg i e rg ≥式中 m —g —ψmax —r r —驱动轮的滚动半径，轮胎规格选用195/65/R15m a x e T —i0—0.40=iη—汽车传动系的传动效率，取0.95；其中滚动阻力系数max max max cos sin ααψ+=f ，取o f 30,02.0max ==α，得517.0m a x =ψ 代入数据可得：259.395.0417031725.0517.08.913100max max =⨯⨯⨯⨯⨯=≥ηψi T r mg i e r g根据驱动车轮与路面的附着条件;ϕη20max G r i i T rTg e ≤求得的变速器I 档传动比为： 0max 2i T r G i T e r g ηϕ≤式中 G2—汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷，取驱动轴的负荷率为61.5%。
φ—路面的附着系数，取良好的沥青或混凝土附着系数为0.75； 假设汽车满载时的总质量为1685kg,带入数据可知： 74.395.00.417075.031725.08.9615.01685=⨯⨯⨯⨯⨯⨯≤gi综上所诉变速器的低档传动比的范围为：74.3259.3≤≤g i由此可以初选一档传动比为3.6，设置最高档五档为超速档，可取五档传动比为0.8.2. 变速器各档速比的配置； 按等比级数分配各档传动比： 456.18.06.3445154433221=======i i i i i i i i i i q47.2456.16.312===q i i 70.1456.16.32213===q i i 166.1456.16.33314===q i i 故在已知变速器档数为5档与8.0,6.351==i i 的情况下，可知，若传动比分配为等比级数（现实中高挡传动比间隔可以比低挡稍小），则各挡传动比的初选结果如下表所示： 一档 二档 三档 四档 五档 3.62.471.71.160.83.3 中心距A变速器的中心距A 系指变速器输入轴与输出轴轴线之间的距离。
其主要由传递的扭矩、结构和工艺情况决定，而其大小不仅对变速器的外形尺寸、体积和质量大小有影响，还关系到齿轮的接触强度：中心距过大将使变速器的质量增加较多；中心距过小则会使齿轮的接触强度变大，寿命变短，且影响变速器壳体的性能。
因此最小允许的中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定，而且最小中心距要同时满足最低挡的传动比要求。
而对于发动机前置前轮驱动(FF)的乘用车，其中心距A 也可以根据发动机排量与中心距的统计数据初选。
统计数据表明，乘用车变速器的中心距一般在60~80mm 范围内变化。
原则上来说，车越轻，中心距也越小。
设计中用下述经验公式初选中心距A31max g e A i T K A η=错误！未找到引用源。
（3-6）式中A 为变速器中心距（mm ）错误！未找到引用源。
为中心距系数，对于轿车，取错误！未找到引用源。
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变速器传动效率，取错误！未找到引用源。
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3.4 外形尺寸变速器的横向外形尺寸可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换挡机构的布置来初步确定。
对于四挡的乘用车，其变速器壳体的轴向尺寸为（3.0~3.4）A 。
对于设计要求的五挡变速器，初步估计其壳体横向尺寸为238mm 。
3.5 齿轮参数（斜齿轮齿形参数）齿轮模数与齿轮的强度、质量、噪声、工艺要求等因素有关，而在设计中主要考虑对齿轮强度的影响。
齿轮模数大则其弯曲应力小，但齿轮齿数会随之减少，并减小齿轮啮合的重合度，增加啮合噪声。
因此，在弯曲强度允许的条件下应使齿轮模数尽量小。
设计中已确定变速器（不包括主减速器）齿轮均为圆柱斜齿轮，即斜齿轮应满足以下的强度要求：在选择模数时，若从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选择同一种模数，而从强度方面考虑，各挡齿轮应选用不同的模数。
一般来说，变速器低挡齿轮应选用较大的模数，其它挡位选用另一种模数。
变速器用齿轮模数范围见表3-2。
表3-2 汽车变速器齿轮的法向模数车型发动机排量V/L1.0<V 1.6≤1.6<V2.5≤模数2.25~2.75mm2.50~3.00mm另外，变速器齿轮所选的模数应符合国家标准，见表3-3。
表3-3 汽车变速器常用的齿轮模数（摘自GB/T1357—1987）（mm ）一 1.00 1.25 1.5— 2.00 — 2.50 — 3.00 — — — 4.00 — 5.00 — 6.00 二 — — — 1.75 —2.25—2.75—(3.25) 3.50 (3.75)—4.5—5.50—根据以上要求，初选1、3、5挡齿轮法向模数75.2321===n n n m m m2、4挡齿轮法向模数5.2,75.242==n n m m3.5.2 压力角α齿轮压力角有错误！未找到引用源。
等多种。
压力角较小时，重合度较大并降低了齿轮刚度，有利于降低齿轮传动的噪声；压力角较大时，可提高齿轮的抗弯强度和表面接触强度。
对于斜齿轮，压力角为错误！未找到引用源。
时强度最高，而对于乘用车，为加大重合度以降低噪声，理论上应取较小的压力角。
本次设计各挡齿轮压力角均选为错误！未找到引用源。
在变速器齿轮的设计中，齿宽的选择应满足既能减轻变速器质量，同时又能保证齿轮工作平稳的要求。
通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽：直齿：错误！未找到引用源。