两轴变速器设计说明书

目录

第一部分：变速器的基本设计方案-------------------------------------2 第二部分：变速器主要参数的选择-------------------------------------4 第三部分：变速器各档齿轮的设计计算--------------------------------5 第四部分：变速器轴的设计计算------------------------------------------6 第五部分：变速器齿轮的校核--------------------------------------------14 第六部分：变速器轴的的校核-------------------------------- ----------18 第七部分：滚动轴承的选择和计算--------------------------------------20 第八部分：参考文献---------------------------------------------------------

第一部分变速器的基本设计方案

变速器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性，传动的平稳性与效率等都有直接的影响。采用优化设计方法对变速器与主减速器，以及变速器的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与燃油经济性；采用自锁及互锁装置、倒档安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧（或越程接合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧）等措施，以及其他结构措施，可使操纵可靠，不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档；采用同步器可使换挡轻便、无冲击及噪声；采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低。降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。

变速器设计的基本要求：

1）保证汽车有必要的动力性和经济性。

2）设置空挡，用来切断发动机的动力传输。

3）设置倒挡，使汽车能变速倒退行驶。

4）设置动力输出装置。

5）换挡迅速、省力、方便。

6）工作可靠。变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。7）变速器应有高的工作效率。

8）变速器的工作噪声低。

除此之外，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。

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。

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。两轴式变速器不能设置直接挡，一挡速比不可能设计得很大。

图1为发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是：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的传动

倒挡布置方案

图2为常见的倒挡布置方案。图2-b方案的优点是倒挡利用了一挡齿轮，缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，

使换挡困难。图2-c方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图-2d方案对2-c的缺点做了修改。图2-e所示方案是将一、倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2-f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，挡换更为轻便。

为了缩短变速器轴向长度，倒挡传动采用图2-g所示方案。缺点是一、倒挡各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。

第二部分：变速器主要参数的选择

主要参数

方案一

发动机功率70kw

最高车速159km/h

转矩155N·m

总质量1685kg

转矩转速3200r/min

车轮185/60R14S

o g aman i i rn

u 1377

.0=

aman u —最高车速，aman u =159km/h

r —车轮半径，r= 0.288 n —功率转速 ，n=5175r/min

0i —主减速器传动比

1g i —一挡传动比

p n / T n =1.4～2.0 即p n =（1.4～2.0）×3200=4480～6400r/min

max e T =9549×

p

e n P max

α

所以，p n =4654～5500r/min=5175r/min

max

max 377

.00u ig np

i ==5.06

汽车以一挡在无风、干砂路面行驶，公式简化为

Gi Gf r

i i T T

g tq +≥η0

()T

tq man g i T f Gr i ηαα0max max 1sin cos +≥

式中：G —作用在汽车上的重力，mg G =，m —汽车质量，g —重力加速度，

mg G ==16513N ； max e tq T T ==155N .m ；

T η—传动系效率，T η=0.9；

r —车轮半径，r =0.288m ；

f —滚动阻力系数，良好的沥青或混凝土路面f （0.010～

0.018）取f =0.018；

i —坡度，i =16.7°。

()

9

.006.51557.16sin 7.16cos *018.0288.0165131⨯⨯+⨯⨯≥

g i =2.058

ϕ

ηn t

g e F r i i T ≤10max

t

e n g i T r

F i ηϕ0max 1≤

式中：

n F ——驱动轮的地面法向反力，g m F n 1=；

ϕ ——驱动轮与地面间的附着系数；对混凝土或沥青路面ϕ可取0.5~0.6之间。

已知：16851=m kg ；ϕ取0.6，把数据代入（3.4）式得：

334.29

.006.5155288

.06.08.916851=⨯⨯⨯⨯⨯≤

g i

所以，一档转动比的选择范围是：

334.2058.21≤≤g i

初选一档传动比为2.3。 最低稳定车速校核：

0377

.0i i rn u g a ==0.337

5.606

.53.22888

.0700=⨯⨯km/h 满足附着条件。

一般汽车各挡传动比大致符合如下关系

q i i i i i i g g g g g g ===4

33

22

1