轻型载货汽车变速器(4+1)设计

目录

第一章：机械式变速器概述 (1)

1.1 变速器的功用 (1)

1.2 变速器要求 (1)

第二章：课程设计任务书 (3)

2.1 课程设计任务 (3)

2.2 基本参数（含原始数据、技术参数、条件等） (3)

2.3 设计内容 (3)

2.4 设计要求 (3)

第三章：变速器的传动机构布置方案 (4)

3.1选择变速器类型及设计传动方案 (4)

3.1.1结构工艺性 (4)

3.1.2变速器的径向尺寸 (4)

3.1.3变速器齿轮的寿命 (4)

3.1.4变速器的传动效率 (4)

3.2变速器传动机构的分析 (4)

3.2.1换档结构形式的选择 (5)

3.2.2倒档的形式及布置方案 (5)

3.3 变速器操纵机构方案分析 (6)

3.4变速器传动方案的设计 (7)

3.4.1整车总布置 (7)

3.4.2驾驶员的使用习惯 (8)

3.4.3提高平均传动效率 (8)

3.4.4改善齿轮受载状况 (8)

第四章：变速器设计计算 (9)

4.1变速器主要参数的选择 (9)

4.1.1轴的直径 (9)

4.1.2传动比的选择 (9)

4.1.3中心矩A (10)

4.1.4齿轮参数选择 (10)

4.1.5齿轮的强度校核 (15)

4.2变速器轴的设计计算 (16)

4.2.1轴的功用及设计要求 (16)

4.2.2轴尺寸初选 (17)

4.2.3轴的结构形状 (18)

4.2.4轴的受力分析 (18)

4.2.5轴的强度计算及校核 (19)

4.2.6轴的刚度计算和校核 (21)

4.2.7轴上花键的设计计算 (22)

4.3变速器轴承的选择 (22)

4.3.1几种轴承的特点 (22)

4.3.2类型的选择 (23)

4.3.3 轴承的计算 (24)

4.4 同步器的设计 (29)

4.4.1惯性式同步器 (29)

4.4.2同步器工作原理 (30)

4.4.3主要参数的确定 (30)

4.4.4花键的校核 (32)

附件：参考文献 (33)

第一章：机械式变速器概述

变速器是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩及转速，目的在于原地起步、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。变速器设有空档，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。变速器设有倒档，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。

1.1 变速器的功用：

（1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；

（2）在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；

（3）利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。

因此变速器通常还设有倒档，在不改变发动机旋转方向的情况下汽车能倒退行驶；设有空挡，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。

1.2 变速器要求

变速器设计的要求主要是：

1、保证汽车具有必要的动力性和经济性。在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。

2、变速器设置空档。用来切断发动机动力向驱动轮的传输。

3、变速器设置倒档。使汽车能倒退行驶。

4、变速器设置动力输出装置，需要时能进行功率传输。

5、换挡迅速、省力、方便。在行车过程中，变速器不会有跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。随着汽车进入千家万户，操纵轻便、安全、驾车劳动强度低的要求日益显得重要，同步器和预选气动换档或自动、半自动换档等的技术的引入，可以解决上述需要。

6、体积小、重量轻。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。

7、变速器具有高的工作效率。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。

8、变速器的工作噪声低。选择合理的变位系数和采用斜齿轮传动，提高制造精度和安装刚性，可减小齿轮的噪声。

除此以外，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。

满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。

在原变速传动机构基础上，再附加一个副箱体，这就在结构变化不大的基础上，达到增加变速器挡数的目的。近年来，变速器操纵机构有向自动操纵方向发展的趋势。

随着汽车工业的不断壮大，以及汽车行业持续快速的发展，如何设计出更经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题，也是我们作为汽车工程本科毕业生，必须肩负的重任。在面临前所未有的机遇的同时，我们要努力为我们国家的汽车工业做出应有的贡献。经过四年的刻苦学习，我掌握了三十多门基础知识和专业知识，阅读了大量的专业书籍，为从事汽车行业的工作打下了坚实的基础。在大学毕业，即将走向工作岗位之际，按国家教委的要求，进行了这次设计。此次课程设计是对我们在大学期间所学知识的一次检阅，充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。课程设计总体质量的好坏也直接体现了毕业生的独立创造设计能力。由于课程设计具有特殊的重要意义，我查阅了大量的汽车资料，且在老师的指导下，将老师传授的设计方法运用到自己的设计中，使本次课程设计得以顺利完成。