目录
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章绪论……………………………………………………………………………1
1.1课题的目的和意义………………………………………………………………1
1.2研究现状………………………………………………………………………… 1
1.3变速器的设计思想……………………………………………………………… 2
1.4研究的主要工作内容…………………………………………………………… 3
第2章变速器设计的总体方案……………………………………………………4
2.1设计依据…………………………………………………………………………4
2.2变速器传动机构布置方案………………………………………………………5
2.3变速器基本参数的确定…………………………………………………………6
2.3.1挡数的确定………………………………………………………………6
2.3.2传动比的确定……………………………………………………………6
2.3.3变速器中心距的确定……………………………………………………9
2.3.4变速器轴向尺寸的确定…………………………………………………9
2.4本章小结………………………………………………………………………… 10
第3章主要零部件的设计及计算………………………………………………11
3.1齿轮的设计及计算……………………………………………………………11
3.1.1齿轮参数确定及各挡齿轮齿数分配…………………………………11
3.2本章小结………………………………………………………………………… 18
第4章零件的选用及校核…………………………………………………………………21
4.1零件的校核………………………………………………………………………21
4.1.1轮齿的强度计算………………………………………………………… 19
4.1.2变速器齿轮的材料及热处理……………………………………………23
4.2.1初选轴的直径…………………………………………………………… 24
4.2.2轴的刚度计算…………………………………………………………… 24
4.3.2轴承的校核……………………………………………………………… 33
4.4本章小结………………………………………………………………………… 37
第5章同步器的选择………………………………………………………………… 38
5.1同步器的设计及计算……………………………………………………………38
5.1.1锁环式同步器主要尺寸的确定………………………………………38
5.1.2主要参数的确定…………………………………………………………39
5.1.3锁环式同步器主要尺寸的确…………………………………………… 39
5.2操纵机构的设计…………………………………………………………………40
5.3本章小结…………………………………………………………………………43
第6章变速器操纵机构的选择和箱体设计原则…………………………………………44
6.1变速器操纵机构的选择………………………………………………………… 44
6.2变速器箱体设计原则…………………………………………………………… 44
6.3本章小结………………………………………………………………………… 45
结论………………………………………………………………………………………46
参考文献…………………………………………………………………………………… 47
致谢………………………………………………………………………………………48
附录………………………………………………………………………………………49
表2-1基本性能参数
发动机参数排量(L) 2.0
最大功率(km) 80(5600r/min)
最大扭矩(Nm) 140(3500r/min)
底盘参数驱动方式前轮驱动
轮胎规格185/60 R14
整车尺寸及质量长*宽*高(mm) 4428*1660*1415
轴距(mm) 2471
总质量(kg) 1091
整备质量(kg) 1105
整车性能参数最高车速(km/h) 175
最大爬坡度30
2.1.1两轴式和中间轴式变速器
现代汽车大多数都采用固定轴式变速器，而两轴式和中间轴式应用最为广泛。其中，两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。在设计时，究竟采用哪一种方案，除了汽车总布置的要求外，还要考虑以下几个方面：
与中间轴式变速器比较，两轴式变速器因轴和轴承数少，所以有结构简单，轮廓尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高，同时噪声也低。因两轴式变速器不能设置直接档，所以在高档工作是齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。还有，受结构限制，两轴式变速器的一档速比不可能设计的很大。对于前进档，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反；而中间轴式变速器的第一轴与输出轴的转动方向相同。
中间轴式变速器可以设置直接档，在使用直接档时，变速器的齿轮和轴承及轴承均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达90％以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。因为直接档的利用率高于其他档位，因而提高了变速器的使用寿命。在除直接档以外的其他档位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点［3］。
2.1.2倒档的形式和布置方案
图2-2为常见的布置方案。图2-2（a）方案广泛用于前进档都是同步器换档的四档轿车和轻型货车变速器中；图2-2（b）方案的优点是可以利用中间轴上的1档齿轮，因而缩短了中间轴的长度，但换档时两对齿轮必须同时啮合，致使换档困难，某些轻型货车四档变速器采用这种方案；图2-2（c）方案能获得较大的倒档速比，突出的缺点是换档程序不合理；图2-2（d）方案针对前者的缺点作了修改，因而在货车变速器中取代了图2-2（c）方案；图2-2（e）方案中，将中间轴上的一档和倒档齿轮做成一体，其齿宽加大，因而缩短了一些长度；图2-2（f）方案采用了全部齿轮副均为常啮合齿轮，换档更为轻便；为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车采用图2-2（g）方案，其缺点是一档和倒档得各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。后述五种方案可供五档变速器的选择［3］。图2-2（f）所示的倒档布置方案。
5.2主要参数的确定
5.2.1摩擦因数f
汽车在行驶过程中换档，特别是在高档区换档次数较多，意味着同步器工作频繁。同步器是在同步环与连接齿轮之间存在角速度差的条件下工作，要求同步环有足够的使用寿命，应当选用耐磨性能良好的材料。为了获得较大的摩擦力矩，又要求用摩擦因数大而且性能稳定的材料制作同步环。另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因数减小，这就为设计工作带来困难。
摩擦因数除与选用的材料有关外，还与工作面的表面粗糙度、润滑油种类和温度等因数有关。作为与同步环锥面接触的齿轮上的锥面部分与齿轮做成一体，用低碳合金钢制成。对锥面的表面粗糙度要求较高，用来保证在使用过程中摩擦因数变化校若锥面的表面粗糙度值大，则在使用初期容易损害同步环锥面。
同步环常选用能保证具有足够高的强度和硬度、耐磨性能良好的黄铜合金制造，如锰黄铜、铝黄铜和锡黄铜等。早期用青铜合金制造的同步环，因使用寿命短已遭淘汰。
由黄铜合金与钢材构成的摩擦副，在油中工作的摩擦因数f取为0.1。
摩擦因数对换挡齿轮和轴的角速度能迅速达到相同有重要作用。摩擦因数大，则换挡省力或缩短同步时间；摩擦因数小则反之，甚至失去同步作用。为此，在同步环锥面处制有破坏油膜的细牙螺纹槽及与螺纹槽垂直的泄油槽，用来保证摩擦面之间有足够的摩擦因数。
5.2.2同步环主要尺寸的确定
1、同步环锥面上的螺纹槽
如果螺纹槽螺线的顶部设计得窄些，则刮去存在于摩擦锥面之间的油膜效果好。但顶部宽度过窄会影响接触面压强，使磨损加快。实验还证明：螺纹的齿顶宽对的影响很大，随齿顶的磨损而降低，换挡费力，故齿顶宽不易过大。螺纹槽设计得大些，可使被刮下来的油存在于螺纹之间的间隙中，但螺距增大又会使接触面减少，增加磨损速度。通常轴向泄油槽为6～12个，槽宽3～4mm。
2、锥面半锥角
摩擦锥面半锥角越小，摩擦力矩越大。但过小则摩擦锥面将产生自锁现象，避免自锁的条件是。一般取=6°～8°。 =6°时，摩擦力矩较大，但在锥面的表面粗糙度控制不严时，则有粘着和咬住的倾向；在=7°时就很少出现咬住现象。
1.变速器装配前，操纵机构和同步器应在各自的专用试验台上进行试验，以保证强度、寿命等要求；
2.变速器装配时，应严格按照工艺的要求，顺序组装；
3.装配油封时，必须垂直压入，注意装配方向，并在油封刃口处涂少许润滑脂，以防损坏油封刃口；
4.所有通孔螺纹必须在螺栓上涂密封胶后再将螺栓拧入；
5.装配油封和密封圈时，需涂少许锂基润滑脂；
6.装配轴承和滚针时，需涂少许齿轮油；
7.滚动轴承调整游隙为0.05-0.1mm；
8.变速器装配后，在专用实验台上进行有负荷和无负荷模拟实验，以确保换挡准确，无抖动、无异响和密封良好等；
9.变速器外表面涂油漆防锈。
