轻型客车四档中间轴式变速器设计说明

汽车设计课程设计计算说明书

题目：轻型客车四档中间轴式变速器设计

院别： xxxxxx

专业：xxxxx

班级： xxxxxxxx

姓名： xxxxxxxxxxx 学号： xxxxxxxxxxxxxxxxx

指导教师： xxxxxxxxxxxxxx 二零一五年一月十九日

一、变速器的功用与组成------------------------------------------ - 4 -

1.变速器的组成---------------------------------------------- - 4 -

二、变速器的设计要求与任务-------------------------------------- - 4 -

1.变速器的设计要求------------------------------------------ - 4 -

2.变速器的设计任务------------------------------------------ - 4 -

三、变速器齿轮的设计-------------------------------------------- - 4 -

1.确定一挡传动比-------------------------------------------- - 4 -

2.各挡传动比的确定------------------------------------------ - 4 -

3.确定中心距------------------------------------------------ - 6 -

4.初选齿轮参数---------------------------------------------- - 6 -

5.各挡齿数分配---------------------------------------------- - 9 -

四、变速器的设计计算------------------------------------------- - 14 -

1.轮齿强度的计算-------------------------------- 错误!未定义书签。

2中间轴的强度校核------------------------------ 错误!未定义书签。

五、结论------------------------------------------------------- - 25 - 参考文献------------------------------------------------------- - 26 -

摘要

现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。变速器在发动机和汽车之间主要起着匹配作用，通过改变变速器的传动比，可以使发动机在最有利的工况围工作。

本次设计的是轻型客车变速器设计。它的布置方案采用四档中间轴式、同步器换挡，并对倒挡齿轮和拨叉进行合理布置，前进挡采用圆柱斜齿轮、倒档采用圆柱直齿轮。两轴式布置形式缩短了变速器轴向尺寸，在保证挡数不变的情况下，减少齿轮数目，从而使变速器结构更加紧凑。

首先利用已知参数确定变速器各挡传动比、中心矩，然后确定齿轮的模数、压力角、齿宽等参数。由中心矩确定箱体的长度、高度和中间轴及二轴的轴径，然后对中间轴和各挡齿轮进行校核，验证各部件选取的可靠性。最后绘制装配图及零件图。

设计结论表明，变速器齿轮及各轴尺寸确定，各轴强度的校核满足设计要求，设计结构合理。

关键词：轻型客车、四档变速器、中间轴式、同步器

一、变速器的组成

1.变速器的组成

速器通常设有倒档，在不改变发动机旋转方向的情况下汽车能倒退行驶；设有空档，在滑行或停车时发动机和传动系能保持分离。变速器还应能进行动力输出。手动变速器基本上是由齿轮、轴、轴承、同步器等动力传动部件组成。

变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠燃机的最低稳定转速是难以达到的。变速器的倒档使汽车可以倒退行驶；其空档使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动系分离。

变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。根据需要，还可以加装动力输出器。

按传动比变化方式，变速器可以分为有级式、无级式和综合式三种。

二、变速器设计要求与任务

1.变速器的设计要求

①正确地选择变速器的档位数和传动比，并使之与发动机参数及主减速

比作优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性与燃料经济性。

②设置空挡，以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离；使

汽车可以倒退行驶。

③体积小、质量小、承载能力强、使用寿命长、工作可靠。

④操纵简单、准确、轻便、迅速。

⑤传动效率高、工作平稳、无噪声或低噪声。

⑥制造工艺性好、造价低廉、维修方便。

⑦贯彻零件标准化、部件通用化和变速器总成系列化等设计要求，遵守

有关标准和法规。

⑧需要时应设置动力输出装置。

2.变速器的设计任务

1)同步器换挡，进行所有齿轮参数的设计和计算

2)对一挡齿轮的接触强度和弯曲应力进行校核，以及中间轴的强度校核；

3)绘制常啮合齿轮和中间轴的CAD图。

三、变速器齿轮的设计

1.确定一挡传动比

本设计最高档位是四档，传动比为 1.0。考虑到汽车在平坦硬路面上行驶时的燃油经济性，变速器的最高档位多为直接档（传动比为1）或超速档（传动比小于1）。这时汽车的动力性及燃油经济性由发动机及驱动桥减速比决定。变速器低档（一档，有时还有爬坡档）的传动比则决定了汽车的最大爬坡度。选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速，以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑。

汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力，查文献[1，4-1]可知：

()max max max 01max sin cos ψαηmg f mg r i i T r

T

g e =+≥⋅⋅ （3.1）

式中：m —汽车总质量； g —重力加速度；

max ψ—道路最大阻力系数；

r r —驱动车轮的滚动半径； max e T —发动机最大转矩； 0i —主减速比；

T η—汽车传动系的传动效率； m ax α—最大爬坡度；

f —滚动阻力系数；

1g i —变速器一档传动比。

则由最大爬坡度要求的变速器一档传动比查文献[1，4-4]可知： T

e r

g i T r mg i ηψ0max max 1≥

（3.2）