4+1档手动变速箱设计

目录

第1章绪论 ---------------------------------------------1 1.1变速器的概述------------------------------------------2 1.2机械式变速器的特点 ---------------------------------------2 第二章变速器传动机构布置方案-----------------------------3 2.1传动机构的布置方案分析---------------------------3

2.1.1固定轴式变速器-----------------------------------3 2.2变速器零、部件结构方案分析 ----------------------------4 2.2.1齿轮型式 ----------------------------------------4 2.2.2换档结构型式 ---------------------------------------4 第三章变速器主要参数选择 ----------------------------------5

3.1中心距A的选定 -----------------------------------5 3.2齿轮参数-----------------------------------------5 3.2.1模数的选取 -------------------------------------5 3.2.2压力角α ----------------------------------------6 3.2.3螺旋角β ---------------------------------------6 3.2.4齿宽 b ----------------------------------------6 3.3各档齿数的分配与计算 -------------------------------6 3.3.1一档齿轮齿数的确定---------------------------------7 3.3.2二档齿轮齿数的确定--------------------------------8 3.3.3三档齿轮齿数的确定--------------------------------8 3.3.4四档齿轮齿数的确定---------------------------------8

3.3.5倒档齿轮齿数的确定--------------------------------8

3.3.6各档齿轮参数表--------------------------------9 第四章变速器的设计与计算 -------------------------------10

4.1齿轮的强度计算---------------------------------10 4.2 轴的强度计算 ---------------------------------------10 4.2.1初选轴的直径 ---------------------------------------10

4.2.2轴的强度验算 ------------------------------------10

4.2.3校核各挡齿轮处轴的强度和刚度 -------------------12 参考文献 ------------------------------------------------19

第一章绪论

1.1变速器的概述

变速器有传动机构和操纵机构组成。从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手/自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。

（1）、手动变速器(MT)

手动变速器（Manual Transmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。

（2）、自动变速器（AT）

自动变速器（AutomaticTransmission），利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。虽说自动变速汽车没有离合器，但自动变速器中有很多离合器，这些离合器能随车速变化而自动分离或合闭，从而达到自动变速的目的。

（3）、手动/自动变速器（AMT）

这种变速器在德国保时捷车厂911车型上首先推出，称为Tiptronic，它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚，让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时，可自由变换降档(-)或加档(+)，如同手动档一样。

（4）、无级变速器

无级变速器最早由荷兰人范·多尼斯（VanDoorne’s）发明。无级变速系统不像手动变速器或自动变速器那样用齿轮变速，而是用两个滑轮和一个钢带来变速，其传动比可以随意变化，没有换档的突跳感觉。它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。无级变速器能在一定范围内实现速比的无级变化，并选定几个常用的速比作为常用的“档”。装配该技术的发动机可在任何转速下自动获得最合适的传动比。

1.1机械式变速器的特点

机械式变速器结构简单，维修维护方便，造价低廉，窗洞效率高，工作可靠性强。机械式变速器分为两轴式和中间轴式。两轴式多用于发动机前置的前驱的乘用车上，中间轴式为发动机前置后驱和后置后驱的中型货车上。中间轴式机械效率低，噪声大。为两轴式轴和轴承数少，所以结构简单，轮廓尺寸小和容易布置等有点。

本次设计中的所选择的汽车及其主要参数如下所示：

表1-1 变速器设计的主要参数

第二章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，故在不同形式的汽车上得到广泛的应用。

2.1传动机构布置方案分析

2.1.1固定轴式变速器

（1）中间轴式变速器中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。变速器第一轴的前端经轴承支撑在发动机飞轮上,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。

图分别示出了几种中间轴式变速器的传动方案。各种传动方案的共同特点是:变速器的第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体。绝大多数方案的第二轴前端经轴支撑在第一轴的后端的孔内,并且保持两轴轴线在同一直线上,经啮合套将它们连接后可得到直接挡。使用直接挡,变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载,发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出,此时变速器的传动效率高,可达到90%以上,噪声低,齿轮和轴承的磨损减少。因为直接挡的利用率要高于其它挡位,因而提高了变速器的使用寿命;在其它前进挡位工作时,变速器传递的动力需要经过设置在第一轴,中间轴和第二轴上的两对齿轮传递,因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下,一挡仍然有较大的传动比;档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动,挡位低的齿轮（一档）可以采用或不采用常啮合齿轮传动,多数传动方案中除一挡以外的其它挡位的换档机构,均采用同步器或啮合套换挡,少数结构的一挡也采用同步器或啮合套换挡,还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。

在除直接挡以外的其它挡位工作时,中间轴式变速器的传动效率略有降低,这是它的缺点。

在挡数相同的情况下,中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数,轴的支撑方式,换挡方式和倒挡传动方案以及挡位布置顺序上有差别。

图2-2 中间轴式四档变速器

如图2-2中的中间轴式四档变速器传动方案示例的区别为：图2-2a、b所示方案有四对常啮合齿轮，倒档用直齿滑动齿轮换档。第二轴为三点支承，前端支承在第一轴的末端孔内，轴的中部和后端分别支承在变速器壳体和附加壳体上。图2-2a所示的传动方案又能达到提高中间轴和第二轴刚度的目的

以上各方案中,凡采用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,有的挡位用用同步器换挡,有的挡位用啮合套换挡,那么一定是挡位高的用同