目录
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ
第1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现状………………………………………………………1
1.3变速器的设计要求………………………………………………………………2
1.4课题研究的基本内容……………………………………………………………2
第2章机械式变速器方案的设计…………………………………………………3
2.1变速器的功用和要求……………………………………………………………3
2.2变速器结构方案的确定……………………………………………………………3
2.3变速器主要零件结构分析与型式选择…………………………………………7
2.4本章小结…………………………………………………………………………10
第3章变速器齿轮的设计与校核…………………………………………………11
3.1变速器各档传动比的确定………………………………………………………11
3.2齿轮参数的确定…………………………………………………………………13
3.3齿轮尺寸的确定…………………………………………………………………15
3.4各档齿轮齿数的分配……………………………………………………………18
3.5变位系数的确定………………………………………………………………20
3.6齿轮的校核………………………………………………………………………21
3.7变速器壳体材料的选用…………………………………………………………24
3.8本章小结………………………………………………………………………25
第4章变速器轴及轴承的设计与校核……………………………………………26
4.1减速器主动锥齿轮的设计概述…………………………………………………26
4.2变速器轴的设计…………………………………………………………………28
4.3变速器轴的校核…………………………………………………………………29
4.4轴承的校核………………………………………………………………………37
4.5本章小结………………………………………………………………………49
第5章变速器同步器及操纵机构的设计………………………………………40
5.1同步器的设计…………………………………………………………………40
5.2操纵机构的设计…………………………………………………………………43
5.3本章小结………………………………………………………………………… 44
结论………………………………………………………………………………………45
参考文献………………………………………………………………………………46
致谢………………………………………………………………………………………47
附录……………………………………………………………………………………48
第2章机械式变速器方案的设计
2.1变速器的功用和要求
变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。
对变速器的主要要求是：
（1）应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。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）工作可靠，操纵轻便。汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。
（3）重量轻、体积校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。
（4）传动效率高。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。
（5）噪声校采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。
2.2变速器结构方案的确定
1、变速器传动机构的结构分析与型式选择
有级变速器与无级变速器相比，其结构简单、制造低廉，具有高的传动效率（η=0.96~0.98），因此在各类汽车上均得到广泛的应用。
设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、档位数及各档的传动比，因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。
传动比范围是变速器低档传动比与高档传动比的比值。汽车行驶的道路状况愈多样，发动机的功率与汽车质量之比愈小，则变速器的传动比范围应愈大。目前，轿车变速器的最高传动比范围为3.0~4.5；一般用途的货车和轻型以上的客车为5.0~8.0；越野车与牵引车为10.0~20.0。
通常，有级变速器具有3、4、5个前进档；重型载货汽车和重型越野汽车则采用
多档变速器，其前进档位数多达6~16个甚至20个。
变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用率、汽车的燃料经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但采用手动的机械式操纵机构时，要实现迅速、无声换档，对于多于5个前进档的变速器来说是困难的。因此，直接操纵式变速器档位数的上限为5档。多于5个前进档将使操纵机构复杂化，或者需要加装具有独立操纵机构的副变速器，后者仅用于一定行驶工况。
某些轿车和货车的变速器，采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速档。采用传动比小于1（0.7~0.8）的超速档，可以更充分地利用发动机功率，降低单位行驶里程的发动机曲轴总转数，因而会减少发动机的磨损，降低燃料消耗。但与传动比为1的直接档比较，采用超速档会降低传动效率。
有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力的齿轮副数目、转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度、刚度等。
三轴式和两轴式变速器得到的最广泛的应用。
与三轴式变速器相比，两轴式变速器结构简单、紧凑且除倒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、操纵性好且可使汽车质量降低610两轴式变速器则方便于这种布置且使传动系结构简单。如图所示，两轴式变速器的第二轴（即输出轴）与主减速器主动齿轮做成一体，当发动机纵置时，主减速器可用螺旋锥齿轮或双面齿轮；当发动机横置时则可用圆柱齿轮，从而简化了制造工艺，降低了成本。除倒档常用滑动齿轮外，其他档均采用常啮合斜齿轮传动；低档的同步器多装在第二轴上，这是因为一档的主动齿轮尺寸小，装同步器有困难；而高档的同步器也可装在第一轴的后端，如图。
两轴式变速器没有直接档，因此在高档工作时，齿轮和轴承均承载，因而噪声比较大，也增加了磨损，这是它的缺点。另外，低档传动比取值的上限也受到较大限制,但这一缺点可通过减小各档传动比同时增大主减速比来取消。
有级变速器结构的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿轮。后者比直齿轮有更长的寿命、更低的噪声，虽然其制造稍复杂些且在工作中有轴向力。因此，在变速器中，除低档及倒档外，直齿圆柱齿轮已经被斜齿圆柱齿轮所代替。但是在本设计中，倒档齿轮采用直齿轮。
由于本次所设计的汽车是发动机前置，前轮驱动，因此采用两轴式变速器。两轴式变速器没有直接档，因此在高档工作时齿轮和轴承均受载，因此噪声较大也曾加了磨损，这是它的缺点。另外，低档传动比取值的上限也受到较大限制，但这缺点可通过减小各档传动比同时增大主减速比来消除。
1、齿轮型式的选择
变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。
与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、运转平稳、工作时噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。但是，在本设计中由于一档采用的是常啮合方案，因此一档也采用斜齿轮传动方案，即除倒档外，均采用斜齿轮传动。
2、换档结构型式
换档结构分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种。
直齿滑动齿轮换档的特点是结构简单、紧凑，但由于换档不轻便、换档时齿端面受到很大冲击、导致齿轮早期损坏、滑动花键磨损后易造成脱档、噪声大等原因，除一档、倒档外很少采用。
啮合套换档型式一般是配合斜齿轮传动使用的。由于齿轮常啮合，因而减少了噪声和动载荷，提高了齿轮的强度和寿命。啮合套有分为内齿啮合套和外齿啮合套，视结构布置而选定，若齿轮副内空间允许，采用内齿结合式，以减小轴向尺寸。结合套换档结构简单，但还不能完全消除换档冲击，目前在要求不高的档位上常被使用。
采用同步器换档可保证齿轮在换档时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时保证迅速、无噪音、操纵轻便，缩短了换档时间，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性，此外，该种型式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。目前，同步器广泛应用于各式变速器中。
利用同步器换挡，其换挡行程要比滑动齿轮换挡行程短。在滑动齿轮特别宽的情况下，这种差别就更为明显。为了操纵方便，要求换入不同档位的变速杆行程应尽可能一样，如利用同步器或啮合套换挡，就很容易实现这一点。
因此经过比较得出，倒档用直齿滑动齿轮换挡，其余档位选用锁环式同步器换挡。
1.装配前箱体与其他铸面应清理干净，除去毛边、毛刺后浸油防锈；
2.零件在装配前用煤油清洗，轴承用汽油清洗，当轴承晾干后,表面涂油；
3.齿轮装配后用涂色法检查接触斑点，圆柱齿轮沿齿高不小于40沿齿长不小于50
4.调整固定轴承时应留轴向间隙0.2--0.5mm；
5.箱内装工业齿轮油，油量达到规定深度并定期检查；
6.箱体内表面涂耐油油漆，外表面涂银白色油漆；
7.变速器剖分面各接触面及密封处均不得漏油，剖分面应涂以密封
胶或水玻璃,不得随意使用其他填充材料；
