乘用车两轴式五挡变速器传动机构设计

乘用车两轴式五挡变速器传动机构设计

摘要

变速器用来改变发动机到驱动轮上转矩和转速.目的是在原地起步.爬坡.转弯加速等各种工况下.是汽车获得不同的牵引力和速度.同时是发动机在

最有利的工况范围内下工作.变速器设有空挡.可启动发动机汽车滑行.或停

车时发动机到驱动轮的动力传递..变速器宿舍有倒档.是汽车各获得倒退行

驶的能力.需要时.变速器还有动力输出功能.

因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性及轴和壳体的结构有关系。一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。

本文设计研究了两轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些

标准件进行了选型。变速器的传动方案设计并讲述了变速器中各部件材

料的选择。

关键词挡数；传动比；齿轮；轴；强度校核

目录

第1章绪论错误!未定义书签。

1.1 概述3

1.1.1 设计二轴五档变速器的目的和意义4

1.1.2 汽车变速器设计要求5

1.1.3 研究变速的现状6

1.2 变速器的设计思想7

第2章变速器传动机构及操纵机构的布置8 2.1 变速器传动机构的布置方案8

2.1.1 变速器传动方案分析及选择8

2.1.2 倒档布置方案9

2.2 操纵机构布置方案10

2.2.1 概述10

2.2.2 典型的操纵机构以及锁止装置11 2.3 本章小结14

第3章变速器设计的总体方案15

3.1 变速器主要参数的选择15

3.1.1 档数15

3.1.2 传动比范围15

3.1.3 变速器各档传动比确定16

3.1.4 中心距的选择18

3.1.5 齿轮参数的选择19

3.1.6 各挡齿轮的分配及传动比的计算20 3.2 变速器齿轮强度校核27

3.2.1 变速器齿轮弯曲强度的校核27

3.2.2 轮齿接触应力的校核29

3.2.3 变速器齿轮的材料及热处理31

3.3 轴的结构和尺寸设计31

3.3.1初选轴的直径31

3.3.2 轴的强度验算32

结论错误!未定义书签。

致谢错误!未定义书签。

参考文献错误!未定义书签。

第一章绪论

1.1概述

随着社会的快速发展和人们生活水平的迅速提高，汽车（尤其是轿车）作为一种必不可少的交通工具已走进千家万户。总之，汽车工业的发展水平直接代表着一个国家基础工业和国民经济的实力。中国未来10年，经济型轿车至少应翻一番。因此设计一种适合我国国情的经济型轿车的变速器具有十分重要的意义，而且也符合全球对环境保护的要求，小排量低排放的经济型轿车肯定是未来汽车的主力。汽车的发展经历了三大革命，动力革命（内燃机的使用），传动革命（机械传动的完善和液体传动的使用）和控制革命（用传感器、微机和电液阀进行信息处理）。

从先进国家来看，动力革命和传动革命已经完成，目前正处于控制革命阶段，要解决的主要是机械太“机械”，没有灵性的问题，过去机械全靠人来操纵控制，然而人的生理和心理能力（感觉器官的功能、头脑分析的能力和体能）是有限的，操纵汽车这样复杂的机械对于人来说体力和脑力负担是很重要的，更主要的是单靠人力操纵将阻碍汽车的发展和其性能的提高。因此必须对汽车各部分（发动机、变速器、悬架、制

动和转向机构等）进行自动控制，并从各部分的单独控制向整车一体化控制发展，从一般控制向智能控制发展。要解决机械信息处理能力问题，机械本身是无能为力的，液压控制在性能上也达不到要求，必须引入具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术。但是仅仅采用机电液技术还不够，还需要应用声学、光学、和化学等多学科技术才能使机械具有良好的信息处理能力，实现高度自动化。

变速器是汽车传动系中一个比较关键的部件，它设计的好坏直接影响到汽车的使用性能。随着汽车工业的告诉发展和现汽车现代设计方法的开发和应用，人们对汽车变速器的设计要求是越来越高。其中，减少变速器体积，提高变速器可靠性以及改善其及发动机的匹配更是当前急需解决的重要问题！

两轴式变速器及三轴式变速器相比，其结构简单、紧凑且除到档外其他各档的传动效率高、噪声低。轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置，因为这种布置使汽车的动力—传动系统紧凑、操纵性好且使汽车质量降低6%~10%。两轴式变速器纵置时，传动系的结构简单（即输出轴及主减速器主动齿轮做成一体从而简化了制造工艺，降低了成本）。

1.1.1设计二轴五档变速器的目的和意义

变速器是汽车传动系中一个比较关键的部件，它设计的好坏直接影响到汽车的使用性能。随着汽车工业的告诉发展和现汽车现代设计方法的开发和应用，人们对汽车变速器的设计要求是越来越高。其中，减少变速器体积，提高变速器可靠性以及改善其及发动机的匹配更是当前急需解决的重要问题！

本课题将可靠优化二轴五档变速器设计理论应用汽车机械式变速器齿数系的设计中，根据汽车的动力性要求，在保证零件结构强度和刚度可靠使用的条件下，以变速器体积最小化和功率使用最大化为目标函数，通过可靠性优化设计结果及原始数据的对比，使变速器设计得到一个更可靠的优化。

1.1.2汽车变速器设计要求

汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节、变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求。变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性及轻便性、传动平稳性及效率等都有直接的影响。随着汽车工业的发展，轿车变速器的设计趋势是增大其传递功率及重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。在汽车变速器的设计工作开始之前，首先要根据变速器运用的实际场合来对一些主要参数做出选择。主要参数包括中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各档齿轮的齿数等。

（1）正确选择变速器的档位数和传动比，使之及发动机参数优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性及经济性；

（2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输；

（3）设置倒挡，使汽车能倒退行驶；

设置动力输出装置，需要时能进行功率输出）

（4）换挡迅速、省力、方便；

（5）工作可靠；