汽车变速器设计

目录

第1章变速器主要参数的选择 (1)

1.1设计的主要参数 (1)

1.2传动比范围 (1)

1.3初选中心距 (3)

1.4变速器的外形尺寸 (3)

1.5齿轮参数的选择 (3)

第2章齿轮的设计与校核 (5)

2.1齿数的确定 (5)

2.1.1计算一挡齿数 (5)

2.1.2计算二挡齿数 (6)

2.1.3计算三挡齿轮齿数 (6)

2.1.4计算四挡齿轮齿数 (6)

2.1.5计算五挡齿轮齿数 (6)

2.1.6计算倒挡齿轮齿数 (7)

2.2齿轮变位系数的选择 (7)

2.2.1计算一挡齿轮变位系数 (7)

2.2.2计算二挡齿轮变位系数 (8)

2.2.3计算三档齿轮变位系数 (9)

2.2.4计算四档齿轮变位系数 (9)

2.2.5计算五档齿轮变位系数 (9)

2.2.6计算倒档齿轮变位系数 (10)

2.3各挡齿轮主要参数的确定 (11)

2.3.1一挡齿轮参数 (11)

2.3.2二挡齿轮参数 (12)

2.3.3三挡齿轮参数 (13)

2.3.4四挡齿轮参数 (14)

2.3.5五挡齿轮参数 (15)

2.3.6倒挡齿轮参数 (16)

2.4齿轮的校核 (17)

2.4.1 变速器齿轮弯曲强度校核 (17)

2.4.2齿轮接触应力校核 (22)

第3章轴的设计及轴的强度校核 (28)

3.1轴的结构尺寸设计 (28)

3.2轴的校核 (28)

3.2.1轴的刚度校核 (28)

3.2.2轴的强度校核 (36)

第4章轴承的选择与校核 (40)

4.1变速器输入轴工作时 (40)

4.2变速器输出轴工作时 (41)

参考文献 (43)

第1章变速器主要参数的选择

1.1设计的主要参数

本次设计是在给定主要整车参数的情况下进行设计,5挡手动变速器整车主要技术参数如表1.1所示：

表1.1整车主要技术参数

由发动机最大转矩确定最大功率转速

Np*.Temax=9550*a Pemax

Np---最大功率转速

a-----转矩适应性系数(取值范围1.1-1.3 本次取1.2)

Pemax---最大功率

计算得Np=6729.468r/min 取整为6730r/min

1.2传动比范围

变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，

1、变速器传动比的确定

发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为：

max 0max max max (cos sin )e gI T r T i i mg f mg r ηααψ≥+= 0

0.377

g a rn u i i = （1.1） 式中：a u ----汽车行驶速度(km/h)；

n ----发动机转速（r/min ）

； r ----车轮滚动半径（m ）； g i ----变速器传动比；

0i ----主减速器传动比；

车轮半径由所选用的轮胎规格所得r=0.289（m ）

g i 为0.7～0.8，本设计最高档传动比选为0.8.

0x ma 0.377u g i rn i ==3.601

2、最低档、最高档传动比的确定

选择最低档传动比，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定[2]。

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。故有

（1.2） 式中 m----汽车总质量；

g----重力加速度；

f----滚动阻力系数；

r r ----驱动轮的滚动半径；

T emax ----发动机最大转矩；

max 2e gI T

r

T i G r ηϕ

≤ i 0----主减速比；

η----汽车传动系的传动效率。

ψmax =0.7～0.8

η取0.90

a 通常取16.70

f=0.0076+0.000056

=0.02

（1.3） 根据则由最爬坡度要求的变速Ⅰ档传动比为

i gI ≥2.55

驱动车轮与路面的附着条件: 求得的变速器I 档传动比为：

t

e n g i T r

F i ηϕ0max 1≤ =4.25 （1.4）

式中: n F ——驱动轮的地面法向反力，g m F n 1=；

约为60%mg

φ ----着系数(良好干燥路面取0.8)

本设计传动比范围为2.55≤ i gI ≤4.25 i g1取2.6

3、变速器各挡传动比的确定

按等比级数分配其它各挡传动比，即：

q

i i i i i i i i i i g g g g g g g g g g =====6

5

54433221

式中：q —常数，也就是各挡之间的公比；因此，各挡的传动比为

51q i g =，42q i g =，

，33q i g =24q i g =，q i g =5

q = （1.5）

所以各挡传动比与Ι挡传动比的关系 :

2g i =541g i =1.823，3g i =531g i =1.385，4g i =521g i =1.053，5g i =0.8 1.3初选中心距

A=31max g e A i T K η （1.6）

=63.94mm

中心距圆整为64mm

式中：A 为中心距（mm ）；A K 为中心距系数，轿车：A K =8.9~9.3；

m ax e T 为发动机最大转矩（m N ⋅）；

1i 为变速器一挡传动比；

g η为变速器传动效率0.90；

轿车变速器的中心距在60~80mm 变化范围。初取A=64mm

1.4变速器的外形尺寸

轿车四档变速器壳体的轴向尺寸3.0~3.4A 。

即L=（3.0~3.4）×64=192～217.6mm

1.5齿轮参数的选择

1、齿轮模数的选取

对于轿车，减少工作噪声较为重要，因此模数应选得小些；