轿车五档变速器设计

喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜欢就充值下载吧。。资源目录里展示的文件全都有，，请放心下载，，有疑问咨询QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 开题报告 设计（论文）题目 轿车五档变速器设计 设计（论文）题目来源 自拟课题 设计（论文）题目类型 工程设计 起止时间 一、 设计（论文）依据及研究意义： 1886 年， 世界上诞生的第一辆汽车并未安装变速器， 直到 1902 年才由法国人造出了第一部装有变速器的汽车。 目前， 绝大多数汽车仍采用机械式变速器、 分动器、 主减速器， 构成整车传动系， 其结构简单、 操纵方便、 造价低廉仍不失为汽车传东西中常用的主要总成。 由于汽车上广泛采用活塞式内燃机， 其转矩和转速变化范围较小， 而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。 为此在传动系中设置了变速器。 机械式手动汽车变速器因结构简单， 传动效率高， 制造成本低和工作可靠等优点， 在不同形式的汽车上得到广泛的应用， 机械式手动变速器在今后相当长的时间里， 依然会在我国车辆传动系统中占据主导地位。 自 1940 年美国通用汽车公司首次将液力机械式自动变速器装车应用以来， 液力机械式自动变速器的生产形成系列化和专业化。 其发展之快， 应用之广， 以致于人们直接命名其为”自动变速器”。 AT 以优越的动力性能， 乘坐舒适性和简便的操作， 在汽车工业中占有相当的地位。 我国几种系列轿车中和重型载货车上虽有应用， 但限于技术和经济条件， 独立开发， 成批生产 AT 的能力尚不具备。 省油， 排污低， 操纵方便， 行驶舒适的机械式无级自动变速器(CVT)一直是人们追求的目标。 CVT 与其它传动相比， 操纵方便性和乘坐舒适性均可与液力变矩器相媲美， 而其传动效率却远高于液力变矩器。 更主要的是它能够协调车辆外界行驶条件与发动机负荷， 充分发挥发动机潜力， 提高整车燃油经济性， 使汽车具有良好的牵引特性， 显著地提高超车性能， 这是现有的有级式变速器无法相比的， 故 CVT 是国内外汽车传动研究和推广的重点之一。 电传动与液压车辆的马达相似， 它一改机械传动中的传统结构， 代之以电流输至电动机来驱动汽车。 另一种以新型蓄电池， 燃料电池作为能源的电动车， 它不用石油燃料， 无污染， 能量转换效率高， 因而将广泛用于短途运输的轿车， 大客车， 货车上。 日本的电源公司， 美国通用公司， 德国大众公司等研制的电动车已基本上满足使用者的需要。 电力式自动变速器噪声低， 污染小， 自动化程度高， 元件布置方便， 可用电池代替原动机， 在不可再生资源日益枯竭， 环境污染日益严重的今天，电力式自动变速器无疑是重要的发展方向之一。 电子控制机械式自动变速器(AMT)是自动变速器的一种， 它是在原有固定轴式齿轮变速器的基础上， 把选， 换档和离合器及发动机油门的操纵自动化。 与液力机械式自动变速器和机械式无级变速器相比， 它具有传动效率高， 成本低， 易制造，生产继承性好等优点， 从世界范围来看， 它是自动变速器的一个重要发展方向。近年来， 随着车辆技术的进步和车辆密度的加大， 对变速器的性能要求也越来越高。 众多的汽车工程师在改进汽车变速器性能的研究中倾注了大量的心血， 使变速器技术得到飞速的发展。虽然它有诸多缺点， 如换挡冲击大， 体积大， 操纵麻烦等； 但是， 它也有很多优点， 如传动效率高， 工作可靠， 寿命长， 制造工艺成熟和成本低等。 所以， 如果能改善机械式变速器上述的缺点，它还是有很大的发展空间的。 如果在减小机械式变速器的体积和提高传动平稳性两方面做一些研究， 就可以解决这些问题。 随着微电子技术的飞速发展， 电子控制自动变速器的问世， 给汽车带来了更理想的传动系统。 机电一体化技术进入汽车领域， 推动骑车变速器装置的重大变革。 自动变速器装置出现了电子化趋势， 特别是大规模集成电路技术的发展， 使由微机控制发动机和变速器换挡成为可能。 总体看来， 目前世界上应用较多的汽车变速器是手动变速器、 电控液力自动变速器、 金属带式无级变速器、 电控机械式自动变速器、 双离合器变速器及环形锥盘滚轮引式无级变速器等数种， 并具有各自优势， 但其中金属带式无级变速器前景看好。 我国的汽车及各种车辆的零部件产品在性能和质量上和发达国家存在着一定的差距， 其中一个重要原因就是设计手段落后， 发达国家在机械产品设计上早以进入了分析设计阶段， 他们利用计算机辅助设计技术， 将现代设计方法， 如有限元分析、 优化设计、 可靠性设计等应用到产品设计中， 采用机械 CAD 系统在计算机上进行建模、 分析、 仿真、 干涉检查， 实现三维设计， 大大地提高产品设计的一次成功率， 减少了实验费用， 缩短了产品更新周期。 而我们的设计手段仍处于以经验设计为主的二维设计阶段， 设计完成后在投产中往往要进行很大的改动， 使得产品开发周期很长， 性能质量低等。 为改变我国的车辆零部件的生产和设计手段的落后状况， 缩短新产品的开发周期， 提高市场竞争力， 有必要开发一些适合中国国情的汽车及零部件的 CAD 系统， 对已开发的 CAD 系统需进一步提高和完善。 随着 CAD 技术的发展和应用， 许多国家和部门都对其进行了大量的研究和实验， 随之开发并形成一些成套硬件和软件系统。 在美国、 日本及欧洲发达国家中，利用 CAD 技术解决众多繁琐的设计和分析计算。 形成了以图形系统为基础、 以数据库为核心、 以工具系统为支撑和以分析计算为应用的集成化系统。 研究意义：本次毕业设计正是利用CAD技术来完成五档变速器的设计。通过本次毕业设计，不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养运用所学专业理论知识的能力，同时提高了应用Pro/E软件的能力，因而是一次很好的理论和实践相结合的锻炼机会。本次毕业设计源于生产世纪，对于我们今后从事实际技术工作有很大的帮助，有利于我们掌握压铸模设计的过程和要点，熟悉Pro/E软件在压铸模设计中的应用步骤，为日后的工作打下一个坚实的基础 二、设计主要研究的内容、预期目标：（技术方案，路线） （一）主要研究内容： 1. 变速器的结构形式选择 2. 变速器的基本参数选择与设计计算 3. 变速器中心距的设计与计算 4. 各档齿轮和轴的校核计算 5. 用 CAD 画装配图和零件图。 （二）预期目标： 技术方案： 1. 改变传动比，扩大驱动轮转转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作； 2. 在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶； 3. 利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出； 4.使换挡迅速、省力、方便； 5.工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有挑挡、乱挡及换挡冲击等现象发生； 6.使变速器的工作噪声低。 设计路线： 1.研究五档变速器换挡原理与动力传递方式，明确变速器的功用与设计要求。 2.研究变速器的主要类型和结构。 3.分析变速器的主传动方案和倒挡方案。了解每种方案的优缺点，最终选择最合适的传动方案进行设计。 4.确定变速器结构方案时，要考虑齿轮型式、换挡结构型式、轴承型式等因素，以满足使用性能、制造条件、维护方便等要求。 5．对变速器的主要参数进行选择，通过计算得出变速器的档位数、传动比、中心距、齿轮模数、齿形、压力角、螺旋角、齿宽和齿轮变位系数等参数。 6.完成对齿轮和轴的设计及其强度校核，并作出相应的二维、三维图。 三、设计（论文）的研究重点及难点： 重点： 1.变速器传动机构方案的选择； 2.变速器参数的确定； 3.同步器的设计。 难点： 1.同步器方案的选择； 2.同步器参数的设计； 3.齿轮参数的确定。 四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）： （一）研究方法： 首先阅读大量相关文献资料，教材及新闻背景资料，包括机械制造的原理及方法，数控机床现有技术水准，国际水平探讨方面的书籍、报刊。以了解可靠性的内容。然后通过调研，进一步了解企业现状及需求。接下来进行分析与设计。确定数据的准确性再进行系统设计。 （二）进度安排： 五、进行设计（论文）所需条件： 1、需工作间、电脑、相关资料等； 2、 使用绘图软件，办公软件进行毕业设计工作； 3、绘制整机装配图，绘制设备部分零件图，编写设计计算说明书； 4、在规定时间内完成规定的工作量。 六、主要参考文献（不少于15篇文献）： [1] 张军,朱亮亮,彭思茂.基于CATIA五档手动变速器结构仿真设计[J].产业与科技论坛,2015,14(08):72-73. [2] 余乐. 某型汽车变速器设计研究[D].湖南大学,2011. [3] 赵海燕,王乐.液力自动变速器行星齿轮传动系简析[J].汽车实用技,2016(04):165-167 [4] 郭文明. 某轿车机械式变速器传动系统振动分析[D].燕山大学,2018. [5] 王丽娟.浅谈汽车变速器润滑的方式和设计原理[J].机械管理开发,2016,31(01):19-2 [6] 原果田.DC16J200T汽车变速器设计特点剖析[J].机械传动,2011,35(11):48-51. [7] 田燕林,贺敬良,牛浩龙.基于MASTA的汽车变速器自主开发设计[J].北京信息科技大学学报(自然科学版),2011,26(05):80-83+88 [8] 邹乃威,彭缔,刘威,邬万江,江丽炜,韩平.汽车变速器设计专家系统图形用户界面设计[J].佳木斯大学学报(自然科学版),2010,28(06):835-838+857. [9] 王金明,张磊.变速器系统模态分析与试验研究[J].江西化工,2017(03):55-58. [10] 闫帅印. 基于混合智能算法的汽车变速器齿轮组参数设计与优化[D].中北大学,2015. [11] 陈文才.汽车变速器可靠性设计研究[J].煤炭技术,2010,29(09):31-32. [12] 谭富春,王军,黄海,王伟,邹捷,厉海祥.点线啮合齿轮在汽车变速器中的应用[J].机械传动,2017,41(06):190-192. [13] 王虎奇,张琦,杨艳杰.基于ANSYS的汽车变速器齿轮的优化设计[J].广西轻工业,2011,27(08):81+91. [14] Xiawei Liao,Li Chai,Yu Jiang,Junping Ji,Xu Zhao. Inter-provincial electricity transmissions’ co-benefit of national water savings in China[J]. Journal of Cleaner Production,2019,229. [15] A. Srinivasan,G. Rohini. Performance based algorithms for video bit transmissions[J]. Cognitive Systems Research,2019,56. [16] Pulling Line Speeds Up Transmission Line Installation in Puerto Rico[J]. Transmission & Distribution World,2019. 摘 要 变速器的性能直接体现出整车性能的高低，特别是燃油经济性的好坏。所以变速器的设计质量的高低一直是汽车行业竞争的焦点。随着汽车工业的发展,轿车变速器的设计趋势为增大变速器传递功率与重量之比,并要求变速器具有较小的尺寸和良好性能。在给定发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下,着重对变速器齿轮的结构参数、轴的结构尺寸等进行设计计算。 （1） 变速器传动机构布置方案。系统的分析了传动机构的布置方案和零部件的结构方案，给出了具体的设计方案，即双轴传动的设计。 （2） 变速器齿轮的设计与校核。决定了传播的有关参数和齿轮的主要参数，包括确定传动比、中心距的距心以及齿轮参数的确定，还有每个齿轮的分布，外部的大小齿轮和传动装置。进行检查以确保满足变速器的工作需求为下一步的设计打下基础 （3） 变速器轴的设计与校核。对传动轴进行了详细的设计，系统的检查了传动轴在不同齿轮位置的刚度和强度，确保传动轴在运行的过程中处于许用应力、转角和刚度的范围内，确保所选用的轴承能在规定的使用范围工作。 （4）变速器同步器及操纵机构的设计。对同步器的工作原理和操作机理进行了分析，最后确定同步器的主要参数，使同步器满足设计要求。 最后根据汽车设计、汽车理论、机械设计课程等参考资料提供的相关知识，对手动变速器的参数进行检验，并验证设计的合理性。同时用AutoCAD软件完成变速器二维装配图和零件图的绘制。 关键词：变速器；齿轮；同步器；设计 ABSTRACT The performance of the transmission directly reflects the performance of the whole vehicle, especially the fuel economy. So variable speed.The design quality of the device has always been the focus of competition in the automobile industry. With the development of automobile industry, the car transmissionThe design trend is to increase the ratio of transmission power to weight, and to require the transmission to have a small size and good performance.Yes. Under the conditions of given output torque, rotating speed, maximum speed and maximum climbing slope of the engine, emphasis is placed on the teeth of the transmission.The structural parameters of the wheel and the structural size of the shaft are designed and calculated. (1)the arrangement scheme of transmission mechanism. The arrangement scheme of transmission mechanism and the junction of parts and components are analyzed systematically.The specific design scheme, that is, the design of biaxial transmission, is given. (2) Design and check of transmission gear. Determines the relevant parameters of propagation and the main parameters of gears, includingDetermine the transmission ratio, the center of the center distance, and the parameters of the gear, as well as the distribution of each gear and the size of the outside.Gears and gearing. Check to ensure that the working requirements of the transmission are met to lay the foundation for the next step of design (3) Design and check of transmission shaft. The transmission shaft is designed in detail, and the transmission shaft is checked systematically.The stiffness and strength of different gear positions to ensure that the transmission shaft is in allowable stress, rotation angle and stiffness during operation.Within the range of degrees, ensure that the selected bearings can work within the prescribed range of use. (4) Design of transmission synchronizer and control mechanism. The working principle and operation mechanism of the synchronizer are divided into two parts: the working principle and the operation mechanism of the synchronizer.Finally, the main parameters of the synchronizer are determined so that the synchronizer can meet the design requirements. Finally, according to the relevant knowledge provided by automobile design, automobile theory, mechanical design course and other reference materials, the fourth part is based on the relevant knowledge provided by automobile design, automobile theory, mechanical design course and so on.The parameters of manual transmission are tested and the rationality of the design is verified. At the same time, the variable speed is completed by AutoCAD software.The drawing of two-dimensional assembly drawing and part drawing of the device. Key Words :Transmission ；Gear；Synchrotron ；Design 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 绪论 1 1.1 选题的目的和意义 1 1.2 变速器发展和国内外研究现状 1 1.3 变速器设计的要求 1 1.4 研究的基本内容 2 第二章 变速器传动机构布置方案 3 2.1 传动机构布置方案分析 3 2.1.1 两轴式和中间轴式变速器 3 2.1.2 多中间轴结构 3 2.1.3 倒挡的形式和布置方案 3 2.2 零、部件布置方案分析 4 2.2.1 齿轮形式 4 2.2.2 换挡的结构形式 5 2.2.3 防止自动脱档的措施 6 2.2.4 轴承形式 7 2.2.5 组合式变速器 7 2.3 本章小结 7 第三章 变速器齿轮的设计与校核 8 3.1 变 速 器 的 设 计 要 求 8 3.2 变速器各档传动比的确定 9 3.3 齿轮参数的确定 11 3.4 各档齿轮齿数的分配 13 3.5 变位系数的确定 16 3.6 齿轮尺寸的确定 17 3.7 齿轮的校核 18 3.8 变速器壳体材料的选用 23 3.9 本章小结 23 第四章 变速器轴及轴承的设计与校核 24 4.1 变速器轴的设计 24 4.2 变速器轴的校核 25 4.3 轴承的校核 33 4.4 本章小结 35 第5章 变速器同步器及操纵机构的设计 36 5.1 同步器设计 36 5.1.1 同步器的功用及分类 36 5.1.2 惯性式同步器 36 5.2 操纵机构的设计 39 5.3 本章小结 40 总 结 41 参考文献 42 致 谢 43 IV 第一章 绪 论 1 . 1 选 题 的 目 的 和 意 义 汽 车 变 速 器 是 汽 车 传 动 系 统 的 关 键 部 件 。 因 为 速 度 范 围 对 应 于 汽 油 发 动 机 的 额 定 转 矩 很 小 ， 和 复 杂 的 操 作 条 件 要 求 汽 车 的 驱 动 力 和 速 度 可 以 在 较 大 范 围 内 变 化 ， 因 此 ， 齿 轮 传 动 是 用 来 适 应 变 化 的 速 度 在 开 车 。 变 速 器 是 汽 车 传 动 系 统 的 重 要 组 成 部 分 ， 其 性 能 对 汽 车 的 动 力 性 、 燃 油 经 济 性 和 乘 坐 舒 适 性 有 着 非 常 重 要 的 影 响 。 手 动 机 械 传 动 完 全 符 合 驾 驶 员 的 意 愿 ， 结 构 简 单 ， 传 动 效 率 高 ， 故 障 率 低 ， 经 济 、 环 保 、 优 质 、 价 廉 。 因 此 ， 它 仍 在 市 场 上 开 发 手 动 机 械 变 速 器 。 适 应 当 代 世 界 经 济 的 发 展 和 需 要 。 随 着 技 术 、 节 能 环 保 的 快 速 发 展 ， 新 材 料 的 应 用 、 高 性 能 和 低 成 本 可 以 成 为 新 型 汽 车 变 速 器 的 研 究 方 向 。 1 . 2 变 速 器 发 展 和 国 内 外 研 究 现 状 在 汽 车 变 速 器 的 发 展 史 上 ， 它 主 要 经 历 了 从 手 动 到 自 动 的 发 展 过 程 ， 已 有 一 百 多 年 的 历 史 。 世 界 上 使 用 最 广 泛 的 汽 车 变 速 器 有 手 动 变 速 器 ( M T ) 、 自 动 变 速 器 ( A T ) 、 手自一体变 速 器 ( A M T ) 、 无 级 变 速 器 ( C V T ) 和 双离合变速器 (DCT ) 。 它 们 各 有 优 缺 点 : M T 具 有 最 佳 的 节 能 效 果 和 经 济 娱 乐 性 ， 但 对 驾 驶 技 术 要 求 较 高 ； A T在 节 能 效 果 较 差 的 情 况 下 ， 操 作 简 单 、 舒 适 ， 部 件 可 靠 性 高 ； A M T 具 有 前 两 者 的 优 点 ， 但 换 挡 时 会 有 短 暂 的 休 息 ， 舒 适 性 差 ； C V T 结 构 简 单 、 效 率 高 、 功 率 大 、 变 速 平 稳 ， 但 其 传 动 带 易 损 坏 ， 不 能 承 受 大 负 荷 ； D C T 节 能 手 动 变 速 器 与 舒 适 自 动 变 速 器 的 结 合 ， 是 由 传 统 手 动 变 速 器 发 展 而 来 的 ， 是 目 前 最 高 的 传 动 技 术 。 调 查 显 示 ， 2 0 0 7 年 中 国 手 动 变 速 器 的 市 场 份 额 为 7 4 % ， 占 据 了 很 大 的 市 场 份 额 。 从 2 0 0 2 年 到 2 0 0 7 年 ， 自 动 变 速 器 的 市 场 份 额 从 9 % 增 长 到 2 6 % 。 环 球 透 视 预 计 ， 2 0 1 2 年 自 动 变 速 器 将 占 总 变 速 器 的 3 3 % ， 而 乘 用 车 将 占 4 4 % 。 2 0 0 2 年 至 2 0 0 6 年 ， 女 性 用 户 从 2 0 . 3 % 增 至 3 0 . 9 % 。 自 动 变 速 器 使 用 方 便 ， 深 受 女 性 用 户 的 喜 爱 。 此 外 ， 在 消 费 者 调 查 中 最 受 欢 迎 的 汽 车 零 部 件 中 ， 第 一 款 是 安 全 气 囊 ， 第 二 款 是 自 动 变 速 箱 。 在 中 国 ， 自 动 变 速 器 市 场 非 常 乐 观 。 同 时 ， 手 动 变 速 器 的 节 能 、 经 济 和 驾 驶 娱 乐 也 决 定 了 其 不 可 替 代 。 全 球 最 大 的 手 动 变 速 器 制 造 商 Z F 预 计 ， 2 0 1 2 年 北 美 市 场 上 销 售 的 汽 车 中 ， 手 动 变 速 器 只 占 6 % 。 欧 洲 和 美 国 是 不 同 的 。 有 人 预 测 ， 到 2 0 1 3 年 ， 5 2 % 的 汽 车 将 出 现 在 欧 洲 。 或 者 手 动 ， 自 动 手 动 变 速 器 将 仅 占 1 0 % ， 连 续 变 速 器 将 占 2 % ， 双 离 合 器 变 速 器 将 占 1 6 % ， 欧 洲 人 提 倡 节 能 环 保 ， 喜 欢 驾 驶 小 型 汽 车 ， 更 喜 欢 手 动 变 速 器 经 济 省 油 。 在 日 本 变 速 器 市 场 ， 无 级 变 速 器 市 场 具 有 绝 对 优 势 。 1 . 3 变 速 器 设 计 的 要 求 保 证 汽 车 必 要 的 动 力 和 经 济 性 ； 设 置 不 同 的 档 位 ， 调 整 并 切 断 发 动 机 向 驱 动 轮 的 动 力 传 递 ， 使 车 辆 后 退 ； 工 作 可 靠 ， 在 汽 车 行 驶 过 程 中 ， 变 速 器 不 得 有 跳 挡 、 乱 挡 、 换 挡 冲 击 等 现 象 ； 工 作 效 率 高 ， 噪 音 低 ； 结 构 简 单 ， 方 案 合 理 ； 在 满 载 和 冲 击 载 荷 下 使 用 寿 命 长 。 1 . 4 研 究 的 基 本 内 容 本 设 计 的 具 体 内 容 是 结 合 设 计 要 求 ， 保 证 车 辆 具 有 必 要 的 动 力 性 和 经 济 性 ， 利 用 选 定 的 发 动 机 参 数 完 成 变 速 器 的 结 构 设 计 。 需 要 解 决 的 主 要 问 题 包 括 : 使 传 动 装 置 有 效 防 止 换 档 、 跳 越 、 无 序 、 换 档 方 便 ； 降 噪 ， 实 现 重 量 轻 、 负 荷 大 、 噪 音 低 、 换 挡 机 动 性 能 好 、 传 动 经 济 、 动 力 经 济 好 、 换 挡 快 、 省 力 、 方 便 ； 传 动 装 置 还 应 满 足 体 积 小 、 质 量 好 、 制 造 成 本 低 、 拆 卸 维 修 方 便 等 要 求 。 9 第二章 变速器传动机构布置方案 2.1 传动机构布置方案分析 变 速 器 由 变 速 器 传 动 机 构 和 操 纵 机 构 组 成 。 根 据 轴 的 不 同 类 型 ， 分 为 固 定 轴 式 和 旋 转 轴 式 两 大 类 ， 而 前 者 又 分 为 两 轴 式 ， 中 间 轴 式 和 多 轴 式 变 速 器 。 2 . 1 . 1 两 轴 式 和 中 间 轴 式 变 速 器 大 多 数 现 代 汽 车 使 用 三 轴 变 速 箱 ， 而 发 动 机 前 轮 驱 动 汽 车 使 用 两 轴 变 速 箱 ， 如 果 传 动 比 小 。 设 计 中 除 了 对 整 车 布 局 的 要 求 外 ， 主 要 考 虑 以 下 四 个 方 面 : ( 1 ) 加 工 性 能 的 结 构 双 轴 传 动 的 输 出 轴 与 主 减 速 器 的 驱 动 齿 轮 相 结 合 。 发 动 机 安 装 好 后 ， 最 后 的 传 动 装 置 可 以 使 用 螺 旋 锥 齿 轮 或 准 双 曲 面 齿 轮 。 这 简 化 了 发 动 机 通 过 圆 柱 齿 轮 的 制 造 过 程 。 ( 2 )传 动 装 置 的 径 向 尺 寸 双 轴 传 动 输 出 轴 的 前 齿 轮 为 一 对 齿 轮 ， 中 间 轴 传 动 为 两 对 齿 轮 。 因 此 ， 对 于 相 同 的 传 动 比 要 求 ， 中 间 轴 传 动 的 径 向 尺 寸 可 以 比 双 轴 传 动 的 径 向 尺 寸 小 得 多 。 ( 3 ) 传 动 装 置 使 用 寿 命 双 轴 传 动 的 低 端 齿 轮 副 尺 寸 变 化 较 大 ， 小 齿 轮 的 工 作 循 环 数 远 大 于 大 齿 轮 。 因 此 ， 小 齿 轮 的 寿 命 比 大 齿 轮 短 。 中 间 轴 传 动 的 每 个 前 向 齿 轮 是 一 个 恒 啮 合 的 螺 旋 齿 轮 传 动 。 齿 轮 的 径 向 尺 寸 小 ， 使 用 寿 命 相 对 较 短 。 在 直 齿 轮 中 ， 齿 轮 只 能 空 转 ， 不 影 响 齿 轮 的 使 用 寿 命 。 ( 4 )传 输 效 率 虽 然 双 轴 传 动 的 传 动 比 为 1 ， 但 仍 然 有 一 对 齿 轮 ， 所 以 存 在 功 率 损 失 。 中 间 轴 传 动 装 置 可 直 接 连 接 输 入 轴 和 输 出 轴 ， 获 得 直 接 齿 轮 ， 传 动 效 率 高 ， 磨 损 小 ， 噪 音 小 。 汽 车 ， 特 别 是 微 型 汽 车 ， 使 用 更 多 的 双 轴 变 速 箱 ， 而 中 型 和 重 型 卡 车 使 用 中 间 变 速 箱 。 2 . 1 . 2 多 中 间 轴 结 构 当变速器安装在扭矩高1200~1300Nm的大功率柴油机上时，其齿轮轴和轴承承受较大的负荷。为了防止过早破坏，采用多中间轴类型[1]。 2 . 1 . 3 倒 挡 的 形 式 和 布 置 方 案 图 2 . 4 为 常 用 的 换 挡 装 置 。 图 2 . 4 ( b ) 所 示 的 解 决 方 案 的 优 点 是 利 用 中 间 轴 上 的 第 一 个 齿 轮 来 利 用 倒 档 ， 从 而 缩 短 了 中 间 轴 的 长 度 。 然 而 ， 当 换 档 时 ， 两 对 齿 轮 同 时 啮 合 ， 使 换 档 困 难 。 图 2 . 1 ( c ) 所 示 的 方 案 允 许 更 大 的 反 向 传 动 比 。 缺 点 是 转 换 过 程 不 合 理 。 为 了 弥 补 图 2 . 1 ( d ) 所 示 的 方 案 的 不 足 ， 对 图 2 . 1 ( c ) 所 示 的 方 案 进 行 了 修 间 ， 缩 短 传 输 的 轴 向 长 度 ， 一 些 卡 车 反 向 齿 轮 采 用 图 2 . 1 所 示 的 方 案 ( g ) ， 缺 点 图 2 . 1 倒 档 传 动 方 案 是 反 向 必 须 使 用 开 叉 轴 ， 使 驱 动 器 的 上 盖 的 运 行 机 制 更 加 复 杂 。 设 计 使 用 运 输 方 案 如 图 2 . 1 所 示 ( f ) 。 因 为 传 播 有 巨 大 的 力 量 在 一 个 转 变 和 反 向 操 作 ， 较 低 和 反 向 双 轴 传 动 的 齿 轮 和 中 间 轴 的 传 播 应 放 置 在 靠 近 轴 的 支 架 ， 以 减 少 轴 的 变 形 。 为 了 保 证 齿 轮 不 重 叠 太 多 ， 齿 轮 由 低 到 高 依 次 排 列 ， 使 轴 具 有 足 够 的 刚 性 ， 便 于 装 配 。 虽 然 倒 档 比 接 近 第 一 个 齿 轮 ， 但 由 于 倒 档 时 间 很 短 ， 有 些 解 决 方 案 把 第 一 个 齿 轮 放 在 靠 近 轴 的 支 承 处 [2] 。 2 . 2 零 部 件 布 置 方 案 分 析 2 . 2 . 1 齿 轮 形 式 传 动 齿 轮 为 正 齿 轮 和 螺 旋 齿 轮 。 与 直 齿 圆 柱 齿 轮 相 比 ， 螺 旋 齿 轮 具 有 使 用 寿 命 长 、 运 行 稳 定 、 工 作 噪 音 低 等 优 点 。 缺 点 是 稍 微 复 杂 的 制 造 和 轴 向 力 在 运 行 中 ， 这 是 有 害 的 轴 承 。 在 变 速 器 中 不 断 啮 合 的 齿 轮 是 螺 旋 齿 轮 ， 虽 然 这 增 加 了 正 常 啮 合 齿 轮 的 数 量 ， 并 导 致 变 速 器 的 质 量 和 惯 性 矩 的 增 加 。 直 齿 圆 柱 齿 轮 仅 在 低 速 和 低 速 时 使 用 。 2 . 2 . 2 换 挡 的 结 构 形 式 如 图 2 . 2 所 示 ， 变 速 器 换 挡 机 构 形 式 分 为 直 齿 滑 动 齿 轮 、 啮 合 套 和 同 步 器 换 挡 三 种 [2] 。 （ a ） 滑 动 齿 轮 换 挡 （ b ） 啮 合 套 换 挡 （ c ） 同 步 器 换 挡 图 2 . 2 换 挡 机 构 形 式 ( 1 ) 滑 动 换 挡 还 使 用 滑 动 直 齿 换 挡 和 螺 旋 齿 轮 换 挡 。 滑 动 正 齿 轮 传 动 具 有 结 构 简 单 、 结 构 紧 凑 、 制 造 方 便 等 优 点 。 缺 点 是 换 挡 时 齿 面 受 冲 击 较 大 ， 导 致 齿 轮 过 早 损 坏 ， 正 齿 轮 的 工 作 噪 声 较 大 ， 所 以 换 挡 方 式 一 般 只 适 用 于 一 挡 和 倒 挡 装 备 。 ( 2 ) 啮 合 套 位 移 通 过 移 动 啮 合 套 筒 ， 一 对 齿 轮 形 成 一 定 的 传 动 比 ， 就 可 以 制 成 正 常 啮 合 的 螺 旋 齿 轮 。 随 着 套 筒 的 移 动 ， 由 于 齿 轮 转 速 的 冲 击 载 荷 非 常 大 ， 且 齿 轮 不 参 与 换 挡 ， 它 们 不 会 过 早 失 效 ， 但 不 能 消 除 换 挡 的 冲 击 ， 所 以 驾 驶 员 仍 然 需 要 熟 练 的 控 制 技 术 。 此 外 ， 通 过 增 加 啮 合 套 筒 和 恒 啮 合 齿 轮 ， 增 加 了 传 动 装 置 的 轴 向 尺 寸 和 转 动 部 件 的 总 惯 量 。 因 此 ， 这 种 换 挡 方 法 目 前 只 适 用 于 一 些 要 求 较 低 的 齿 轮 和 重 型 卡 车 变 速 箱 。 ( 3 ) 同 步 器 换 挡 大 多 数 现 代 汽 车 变 速 器 都 使 用 同 步 器 ， 以 确 保 快 速 、 无 冲 击 和 无 噪 音 的 变 速 ， 而 不 管 操 控 水 平 如 何 ， 从 而 提 高 了 加 速 度 、 经 济 性 和 驾 驶 安 全 性 。 与 上 述 两 种 变 速 方 法 相 比 ， 虽 然 结 构 复 杂 ， 但 制 造 精 度 要 求 高 ， 轴 向 尺 寸 大 。 同 步 环 寿 命 短 等 缺 点 仍 被 广 泛 应 用 。 由 于 同 步 器 的 广 泛 应 用 ， 生 活 问 题 已 基 本 解 决 。 例 如 ， 瑞 典 的 s a u s a g e - s c a n i a 公 司 使 用 球 墨 铸 铁 制 造 同 步 器 的 关 键 部 件 ， 并 在 其 工 作 表 面 涂 上 一 层 钼 ， 这 不 仅 提 高 了 耐 磨 性 ， 而 且 提 高 了 工 作 效 率 。 对 该 同 步 器 的 表 面 摩 擦 系 数 进 行 了 测 试 ， 结 果 表 明 ， 该 同 步 器 的 使 用 寿 命 不 小 于 法 国 贝 雷 帽 齿 轮 的 使 用 寿 命 。 Z F 等 公 司 的 同 步 器 使 用 这 个 过 程 。 上 述 三 种 换 档 方 案 可 同 时 用 于 变 速 器 中 不 同 的 齿 轮 位 置 。 通 常 ， 倒 车 齿 轮 和 第 一 齿 轮 是 简 单 的 滑 动 直 齿 齿 轮 或 啮 合 套 筒 形 式 ； 对 于 普 通 的 高 速 齿 轮 ， 使 用 同 步 器 。 或 者 穿 上 你 的 袖 子 。 该 车 需 要 便 携 性 和 减 少 换 班 时 间 ， 所 以 它 使 用 一 个 完 整 的 同 步 驱 动 器 [3]。 2 . 2 . 3 防 止 自 动 脱 档 的 措 施 自 动 脱 离 是 变 速 器 的 主 要 故 障 之 一 。 自 动 脱 离 由 于 磨 损 ， 传 动 刚 度 不 足 ， 振 动 。 为 了 解 决 这 一 问 题 ， 除 在 这 一 过 程 中 采 取 的 措 施 外 ， 在 结 构 上 采 取 的 措 施 和 有 效 措 施 如 下 [4]： ( 1 )交 错 啮 合 两 颗 啮 合 齿 的 啮 合 位 置 ， 如 图 2 . 3 所 示 。 因 此 ， 当 啮 合 时 ， 啮 合 齿 的 端 部 超 过 啮 合 齿 的 1 ~ 3 m m 。 在 使 用 中 ， 双 齿 接 触 部 分 在 佩 戴 时 被 挤 压 ， 并 在 啮 合 齿 的 末 端 形 成 肩 部 ， 以 防 止 啮 合 齿 本 身 脱 离 。 图 2 . 3 　 防 止 倒 挡 的 措 施 Ⅰ ( 2 )对 齿 套 上 的 前 环 齿 厚 进 行 切 削 ( 切 削 0 . 3 - 0 . 6 m m ) ， 使 换 挡 后 套 筒 的 后 端 被 后 环 的 前 端 堵 住 ， 防 止 自 动 脱 齿 ， 如 图 2 . 4 所 示 。 图 2 . 4 防 止 倒 挡 的 措 施 Ⅱ ( 3 )啮 合 齿 面 的 工 作 设 计 与 加 工 成 锥 面 ， 形 成 一 个 后 锥 度 倾 斜 角 ( 通 常 为 2 ° 和 3 ° ) ， 使 啮 合 齿 面 产 生 轴 向 力 ， 防 止 自 动 产 生 。 该 方 案 更 有 效 、 更 适 用 。 啮 合 齿 侧 设 计 加 工 成 阶 梯 状 ， 具 有 防 止 自 动 变 速 器 的 作 用 。 图 2 . 5 防 止 倒 挡 的 措 施 Ⅲ 2 . 2 . 4 轴 承 形 式 在 过 去 ， 滚 珠 轴 承 、 滚 子 轴 承 和 滚 针 轴 承 在 传 动 轴 上 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 近 年 来 ， 变 速 器 设 计 的 发 展 趋 势 是 提 高 其 传 输 功 率 与 质 量 的 比 值 ， 要 求 更 大 的 容 量 和 更 好 的 性 能 。 然 而 ， 上 述 轴 承 形 式 不 能 满 足 传 动 的 可 靠 性 和 寿 命 要 求 ， 因 此 圆 锥 滚 子 轴 承 的 使 用 有 所 增 加 。 其 主 要 优 点 是 : 滚 子 轴 承 接 触 线 长 ， 如 果 选 择 合 适 的 锥 角 和 配 合 度 ， 轴 与 齿 轮 可 以 沿 纵 向 平 面 或 沿 中 心 线 平 面 分 开 ， 这 样 可 以 方 便 地 装 配 和 拆 卸 及 调 整 轴 承 。 由 于 上 述 特 点 ， 滚 子 圆 锥 轴 承 已 被 一 些 欧 洲 轿 车 、 卡 车 和 重 型 卡 车 的 变 速 箱 所 采 用 [4] 。 2 . 2 . 5 组 合 式 变 速 器 近 年 来 ， 增 加 汽 车 变 速 器 的 齿 轮 是 一 个 重 要 的 发 展 趋 势 ， 这 与 许 多 因 素 有 关 ， 如 卡 车 上 柴 油 发 动 机 使 用 量 的 增 加 ， 平 均 车 速 和 车 辆 总 质 量 的 增 加 ， 以 及 降 低 油 耗 的 要 求 。 本 设 计 选 用 的 初 始 齿 轮 形 式 为 正 齿 轮 ， 正 齿 轮为 螺 旋 齿 轮 ， 倒 档 为 正 齿 轮 。 轴 承 选 用 深 沟 球 轴 承 、 圆 柱 滚 子 轴 承 和 滚 针 轴 承 。 圆 锥 滚 子 轴 承 。 2 . 3 本 章 小 结 本 章 系 统 地 分 析 了 传 动 机 构 的 布 置 方 案 和 零 部 的 结 构 方 案 ， 给 出 了 具 体 的 设 计 方 案 ， 即 双 轴 传 动 的 设 计 。 倒 档 布 置 方 案 如 图 2 . 1 ( a ) 所 示 ， 正 齿 轮 为 螺 旋 齿 轮 ， 倒 档 为 正 齿 轮 。 轴 承 选 用 深 沟 球 轴 承 、 圆 柱 滚 子 轴 承 、 滚 针 轴 承 和 圆 锥 滚 子 轴 承 。 第三章 变速器齿轮的设计与校核 3 . 1 变 速 器 的 设 计 要 求 3 . 1. 1 本 设 计 要 求 为 双 轴 机 械 传 动 ( 1 ) 传 动 比 为 3 至 4 . 5 ( 2 )中 心 距 为 6 0 至 8 0 毫 米 ( 3 )齿 轮 数 为 4 根 据 要 求 ， 双 轴 机 械 传 动 的 四 速 手 动 变 速 器 大 多 是 前 置 车 。 为 这 种 设 计 选 择 的 乘 用 车 是 一 辆 汽 车 。 汽 车 汽 油 发 动 机 的 n p 大 多 为 4 0 0 0 - 6 0 0 0 r / m i n ， 扭 矩 适 应 系 数 a = T e m a x / T p 。 当 a 的 值 大 时 ， 可 以 减 少 换 档 次 数 ， 并 且 还 可 以 降 低 燃 料 消 耗 。 汽 油 发 动 机 的 价 值 大 多 在 1 . 2 到 1 . 3 5 之 间 。 然 而 ， 近 年 来 ， 汽 油 发 动 机 的 速 度 降 低 ， 并 且 扭 矩 适 应 系 数 a 的 值 也 减 小 ， 并 且 一 些 已 经 低 至 约 1 . 1 。 车 辆 柴 油 发 动 机 的 值 为 1 . 1 至 1 . 2 5 （ 带 校 正 器 ） 和 1 . 0 5 至 1 . 1 0 （ 无 校 正 器 ） 。 当 确 定 发 动 机 的 最 大 功 率 P e m a x 和 相 应 的 速 度 n p 时 ， 可 以 通 过 以 下 公 式 获 得 发 动 机 的 最 大 扭 矩 T e m a x （ 单 位 ： N m ） 。 T e m a x = a T p = 7 0 1 9 a P e m a x / n p （ 3 . 1 ） 式 中 a — — 发 动 机 的 转 矩 适 应 系 数 ； T p — — 最 大 功 率 时 的 转 矩 ， N · m P e m a x — — 最 大 功 率 ， k W n p — — 最 大 功 率 的 相 应 转 速 ， r / m i n 选 择 发 动 机 最 大 扭 矩 的 相 应 转 速 n T 的 原 理 是 保 持 n T 和 n p 之 间 的 适 当 关 系 。 因 为 n T 太 接 近 n P ， 直 接 档 位 的 最 小 稳 定 速 度 将 很 高 ， 当 通 过 繁 忙 的 交 叉 路 口 时 会 导 致 更 多 的 换 档 ， 甚 至 增 加 变 速 器 中 的 档 位 数 量 。 因 此 ， 成 为 转 速 适 应 系 数 的 n p 与 n T 之 比 不 应 小 于 1 . 4 ， 通 常 n p / n T = 1 . 4 至 2 . 0 ， 并 且 由 发 动 机 设 计 保 证 。 发 动 机 适 应 性 系 数 Φ 上 述 转 矩 适 应 系 数 a 和 转 速 适 应 系 数 n p / n T 的 乘 积 可 以 表 示 发 动 机 适 应 车 辆 行 驶 状 态 的 程 度 ， 并 称 为 发 动 机 适 应 性 系 数 ， 并 表 示 Φ = a • N P / N T = 德 玛 斯 / T P • N P 。 / N T Φ 值 越 大 ， 发 动 机 的 适 应 性 越 好 。 使 用 具 有 大 Φ 值 的 发 动 机 可 以 减 少 换 档 次 数 ， 减 少 驾 驶 员 的 疲 劳 ， 减 少 传 动 系 的 磨 损 并 减 少 燃 料 消 耗 。 现 代 发 动 机 的 适 应 性 系 数 值 对 于 汽 油 发 动 机 是 Φ = 1 . 4 ~ 2 . 4 ， 对 于 柴 油 发 动 机 是 Φ = 1 . 6 ~ 2 . 6 。 根 据 搜 索 数 据 ， 汽 车 的 总 质 量 通 常 在 1 . 7 至 1 . 9 吨 之 间 。 调 节 质 量 在 1 到 1 . 3 吨 之 间 。 车 轮 滚 动 半 径 约 为 0 . 3 米 。 根 据 以 上 内 容 ， 设 计 参 数 自 行 选 择 ， 所 有 选 定 参 数 均 满 足 要 求 。 汽 车 的 参 数 如 表 3 . 1 所 示 ： 表 3.1 某 车 参 数 参 数 数 值 参 数 数 值 发 动 机 最 大 功 率 P e m a x 9 7 k w 发 动 机 最 大 转 矩 T e m a x 1 7 0 N · m 最 高 车 速 U m a x 1 6 0 k m / h 汽 车 总 质 量 m a 1 8 2 0 k g 变 速 器 形 式 手 动 四 档 汽 车 整 备 质 量 m 0 1 3 5 0 k g 主 减 速 器 传 动 比 i 0 4 . 1 5 车 轮 半 径 r r 0 . 3 m ( 1 ) 确 定 文 件 的 数 量 近 年 来 ， 为 了 降 低 油 耗 ， 变 速 器 的 齿 轮 有 增 大 的 趋 势 。 目 前 ， 乘 用 车 通 常 采 用 四 五 档 变 速 器 。 发 动 机 排 量 大 的 客 车 有 5 个 齿 轮 ， 发 动 机 有 4 个 小 齿 轮 。 本 设 计 使 用 了 四 个 文 件 。 ( 2 ) 确 定 传 动 比 的 范 围 在 选 择 最 低 速 比 时 ， 需 要 综 合 考 虑 并 确 定 汽 车 的 最 高 等 级 、 驱 动 轮 与 路 面 的 附 着 力 、 汽 车 的 最 低 稳 定 转 速 、 主 减 速 比 和 滚 动 半 径 。 驱 动 轮 。 目 前 乘 用 车 传 动 比 为 3 . 0 - 4 . 5 ， 轻 型 商 用 车 总 重 量 为 5 . 0 - 8 . 0 ， 其 他 商 用 车 总 重 量 较 大 [5] 。 3 . 2 变 速 器 各 档 传 动 比 的 确 定 3. 2 . 1 确 定 传 动 装 置 的 最 高 传 动 比 当 汽 车 爬 上 陡 坡 时 ， 速 度 不 高 ， 空 气 阻 力 可 以 忽 略 不 计 。 最 大 驱 动 力 用 于 克 服 轮 胎 与 路 面 之 间 的 滚 动 阻 力 和 爬 坡 阻 力 。 所 以 有 （ 3 . 1 ） 则 由 最 大 爬 坡 度 要 求 的 变 速 器 Ⅰ 档 传 动 比 为 （ 3 . 2 ） 已 知 ： m = 1 8 2 0 k g ； ； ； r = 0 . 3 m ； N · m ； ； g = 9 . 8 N / k g ； ， 把 以 上 数 据 代 入 （ 3 . 2 ） 式 ： 满 足 不 产 生 滑 转 条 件 。 即 用 一 档 发 出 最 大 驱 动 力 时 ， 驱 动 轮 不 产 生 滑 转 现 象 。 公 式 表 示 如 下 ： （ 3 . 3 ） 求 得 的 变 速 器 I 档 传 动 比 为 ： （ 3 . 4 ） 已 知 ： m 0 = 1 3 5 0 k g ， N · m ， ， g = 9 . 8 N / k g ； ， g = 9 . 8 N / k g ； 取 0 . 6 ， r r = 0 . 3 m 。 根 据 公 式 （ 3 . 4 ） 可 得 ： i g 1 3 . 5 5 ， 综 上 所 述 ， i g 1 初 选 3 . 5 。 由 已 知 式 中 ： m  — — 汽 车 总 质 量 ； m 0 — — 汽 车 整 备 质 量 g — — 重 力 加 速 度 ； r r — — 驱 动 轮 的 滚 动 半 径 ； T e m a x — — 发 动 机 最 大 转 矩 ； i 0 — — 主 减 速 比 ； η t — — 汽 车 传 动 系 的 传 动 效 率 。 — — 道 路 的 附 着 系 数 ， 计 算 时 可 取 0 . 5 ~ 0 . 6 之 间 。 G 2 — — 汽 车 满 载 静 止 于 水 平 路 面 时 驱 动 桥 给 路 面 的 载 荷 ， G 2 = m 0 g — — 最 大 爬 坡 度 （ 一 般 轿 车 要 求 能 爬 上 3 0 % 的 坡 ， 大 约 ） 3. 2 . 2 变 速 器 各 档 传 动 比 的 确 定 发 动 机 转 速 与 汽 车 行 驶 速 度 之 间 的 关 系 为 （ 3 . 5 ） 式 中 ： — — 汽 车 行 驶 速 度 ， = 1 6 0 k m / h ； n — — 发 动 机 转 速 ， n = 5 2 0 0 r / m i n ； — — 变 速 器 传 动 比 ， 最 高 档 传 动 比 为 ， 最 低 档 传 动 比 为 ； — — 主 减 速 器 传 动 比 。 （ 3 . 6 ） 计 算 得 。 中 间 档 的 传 动 比 理 论 上 按 公 比 为 q 的 等 比 数 列 分 配 ： （ 3 . 7 ） 实 际 上 与 理 论 上 略 有 出 入 ， 因 齿 数 为 整 数 且 常 用 档 位 间 的 公 比 宜 小 些 ， 另 外 还 要 考 虑 与 发 动 机 参 数 的 合 理 匹 配 。 根 据 上 式 可 的 出 ： = 1 . 5 8 。 计 算 的 各 档 传 动 比 为 ： 2 = 2 . 2 1 3 = 1 . 4 0 3. 2 . 3 中 心 距 A 的 确 定 中 心 距 对 变 速 器 的 尺 寸 及 质 量 有 直 接 影 响 ， 所 选 的 中 心 距 、 应 能 保 证 齿 轮 的 强 度 。 初 选 中 心 距 A 时 ， 可 根 据 下 述 经 验 公 式 计 算 [7] （ 3 . 8 ） 式 中 ： — — 中 心 距 系 数 。 对 轿 车 ， = 8 . 9 ～ 9 . 3 ； 对 货 车 ， = 8 . 6 ～ 9 . 6 。 — — 发 动 机 最 大 转 矩 。 — — 变 速 器 一 档 传 动 比 。 — — 变 速 器 的 传 动 效 率 ， 取 0 . 9 6 。 计 算 得 ： A = 7 3 . 8 4 ～ 7 7 . 1 6 m m 取 A = 7 7 m m 3. 2 . 4 轴 向 尺 寸 的 确 定 变 速 器 的 横 向 外 形 尺 寸 ， 可 根 据 齿 轮 直 径 以 及 倒 档 中 间 齿 轮 和 换 档 机 构 的 布 置 初 步 确 定 [6] 。 轿 车 四 档 变 速 器 壳 体 的 轴 向 尺 寸 ( 3 . 0 ～ 3 . 4 ) A 。 货 车 变 速 器 壳 体 的 轴 向 尺 寸 与 档 数 有 关 ： 四 档 ( 2 . 2 ～ 2 . 7 ) A 五 档 ( 2 . 7 ～ 3 . 0 ) A 六 档 ( 3 . 2 ～ 3 . 5 ) A 当 变 速 器 选 用 常 啮 合 齿 轮 对 数 和 同 步 器 多 时 ， 中 心 距 系 数 K A 应 取 给 出 系 数 的 上 限 。 为 检 测 方 便 ， A 取 整 。 本 次 设 计 为 轿 车 四 档 变 速 器 ， 其 壳 体 的 轴 向 尺 寸 为 （ 3 . 0 ～ 3 . 4 ） A = 2 1 3 ～ 2 4 1 . 4 m m 变 速 器 壳 体 的 最 终 轴 向 尺 寸 应 由 变 速 器 总 图 的 结 构 尺 寸 链 确 定 。 3 . 3 齿 轮 参 数 的 确 定 变 速 器 四 个 前 进 挡 采 用 斜 齿 圆 柱 轮 ， 倒 档 采 用 直 齿 圆 柱 齿 轮 。 3. 3 . 1 模 数 的 选 取 齿 轮 模 数 是 一 个 重 要 参 数 ， 影 响 它 的 选 取 因 素 有 很 多 ， 如 齿 轮 的 强 度 、 质 量 、 噪 音 、 工 艺 要 求 等 。 啮 合 套 和 同 步 器 的 接 合 齿 多 数 采 用 渐 近 线 。 由 于 工 艺 上 的 原 因 同 一 变 速 器 中 的 接 合 齿 模 数 相 同 。 其 取 值 范 围 是 ： 乘 用 车 和 总 质 量 在 1 . 8 - 1 4 . 0 t 的 货 车 为 2 . 0 ～ 3 . 5 。 表 3 . 2 汽 车 变 速 器 齿 轮 的 法 向 模 数 车 型 乘 用 车 的 发 动 机 排 量 V / L 货 车 的 最 大 总 质 量 / t 模 数 / m m 1 . 0 ＞ V ≤ 1 . 6 1 . 6 ＜ V ≤ 2 . 5 6 . 0 ＜ ≤ 1 4 . 0 ＞ 1 4 . 0 2 . 2 5 ～ 2 . 7 5 2 . 7 5 ～ 3 . 0 0 3 . 5 0 ～ 4 . 5 0 4 . 5 0 ～ 6 . 0 0 表 3 . 3 汽 车 变 速 器 常 用 的 齿 轮 模 数 （ m m ） 齿 轮 模 数 一 系 列 1 . 0 0 1 . 2 5 1 . 5 2 . 0 0 2 . 5 0 3 . 0 0 4 . 0 0 5 . 0 0 6 . 0 0 二 系 列 1 . 7 5 2 . 2 5 2 . 7 5 3 . 2 5 3 . 5 0 3 . 7 5 4 . 5 0 5 . 5 0 — 所 有 齿 轮 的 模 数 定 为 2 . 5 m m 。 3. 3 . 2 压力角的选取 压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些；对货车，为提高齿轮承载力，取大些。实际上，因国家规定的标准压力角为200，所以在本设计中变速器齿轮压力角定为。 3. 3 . 3 螺旋角的确定 斜齿轮在变速器中得到广泛的应用。从提高低档齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角，以为宜；而从提高高档齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应选用较大的螺旋角。斜齿轮传递转矩时，为使工艺简便，可将螺旋角设计成一样的，中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋。 两轴式变速器为200250； 中间轴式变速器为； 货车变速器：； 所以初选斜齿轮螺旋角。 3. 3 .4 齿宽的确定 齿轮宽度b的大小直接影响着齿轮的承载能力，b加大，齿的承载能力增高。但试验表明，在齿宽增大到一定数值后，由于载荷分配不均匀，反而使齿轮的承载能力降低。所以，在保证齿轮的强度条件下，尽量选取较小的齿宽，以有利于减轻变速器的重量和缩短其轴向尺寸。 通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽： 直齿b=(4.5~8.0)m，mm 斜齿b=(6.0~8.5)m，mm 3. 3 .5 齿顶高系数 齿顶高系数对重合度、齿轮强度、工作噪音、轮齿相对滑动速度、轮齿根切和齿顶厚度等有影响。规定齿顶高系数取1.00。 3. 3 .6 齿轮材料的选择 变速器齿轮可以与轴设计成一体或与轴分开，然后用花键、过盈配合或者滑动支撑等方式之一与轴连接。 齿轮尺寸小又与轴分开，其内径直径到齿顶圆处的厚b影响齿轮强度。要求尺寸b应该大于或等于齿轮危险断面处的厚度。为了使齿轮装在轴上以后，保持足够大的稳定性，齿轮轮毂部分的宽度尺寸，在结构允