变速器装配图A0
本次变速器设计的主要参数如下表4-1所示。
表4-1主要参数
发动机最大功率115kw车轮型号215/60R15
发动机最大转矩189Nm最大功率时转速6300r/min
最大转矩时转速4300r/min最高车速200km/h
总质量1430kg整备质量2500kg
摘要I
Abstract II
第1章绪论1
1.1概述1
1.1.1设计二轴五档变速器的目的和意义2
1.1.2汽车变速器设计要求2
1.1.3研究变速的现状3
1.2变速器的设计思想3
第2章变速器传动机构与操纵机构的布置4
2.1变速器传动机构的布置方案4
2.1.1变速器传动方案分析与选择4
2.1.2倒档布置方案5
2.2操纵机构布置方案6
2.2.1概述6
2.2.2典型的操纵机构以及锁止装置7
2.3本章小结9
第3章变速器设计的总体方案10
3.1变速器主要参数的选择10
3.1.1档数10
3.1.2传动比范围10
3.1.3变速器各档传动比确定11
3.1.4中心距的选择12
3.1.5齿轮参数的选择13
3.1.6各挡齿轮的分配及传动比的计算14
3.2变速器齿轮强度校核20
3.2.1变速器齿轮弯曲强度的校核21
3.2.2轮齿接触应力的校核22
3.2.3变速器齿轮的材料及热处理23
3.3轴的结构和尺寸设计24
3.3.1初选轴的直径24
3.3.2轴的强度验算25
3.4主减速比的计算33
3.4.1主减速齿轮计算载荷的确定33
3.4.2主减速器基本参数的选择34
3.4.3主减速器螺旋锥齿轮的强度计算36
3.4.4主减速器齿轮的材料及热处理39
3.5差速器设计39
3.5.1差速器齿轮的基本参数选择40
3.5.2差速器齿轮的几何尺寸计算与强度计算41
3.6本章小结44
第4章变速器同步器其它零件设计46
4.1运惯性式同步器46
4.1.1锁环式同步器的结构46
4.1.2锁环式同步器的工作原理46
4.1.3锁环式同步器主要尺寸的确定47
4.2主要参数的确定48
4.2.1摩擦因数f 48
4.2.2同步环主要尺寸的确定48
4.2.3锁止角50
4.2.4同步时间50
4.3变速器箱体设计原则50
4.4本章小结51
结论52
致谢53
参考文献54
附录1 55
附录2 57
根据汽车使用条件的需要，驾驶员利用操纵机构完成选档和实现换档或退到空档。变速器操纵机构应当满足如下主要要求[9]：换档时只能挂入一个档位，换档后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱档或自动挂档，防止误挂倒档，换档轻便。
变速器操纵机构通常装在顶盖或侧盖内，也有少数是分开的。变速器操纵机构操纵第二轴上的滑动齿轮、啮合套或同步器得到所需不同档位。
用于机械式变速器的操纵机构，常见的是由变速杆、拨块、拨叉、变速叉轴及互锁、自锁和倒档装置等主要零件组成，并依靠驾驶员手力完成选档、换档或推到空档工作，称为手动换档变速器。
直接操纵式手动换档变速器当变速器布置在驾驶员座椅附近时，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换档功能的手动换档变速器，称为直接操纵变速器。这种操纵方案结构最简单，已得到广泛应用。近年来，单轨式操纵机构应用较多，其优点是减少了变速叉轴，各档同用一组自锁装置，因而使操纵机构简化，但它要求各档换档行程相等。
1、换档机构
变速器换档机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档三种形式。
采用轴向滑动直齿齿轮换档，会在轮齿端面产生冲击，齿轮端部磨损加剧并过早损坏，并伴随着噪声。因此，除一档、倒档外已很少使用。
常啮合齿轮可用移动啮合套换档。因承受换档冲击载荷的接合齿齿数多，啮合套不会过早被损坏，但不能消除换档冲击。目前这种换档方法只在某些要求不高的档位及重型货车变速器上应用。
使用同步器能保证换档迅速、无冲击、无噪声，而与操作技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。同上述两种换档方法比较，虽然它有结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。利用同步器或啮合套换档，其换档行程要比滑动齿轮换档行程校
通过比较，考虑汽车的操纵性能，本设计全部档位均选用同步器换档。
2、防脱档设计
互锁装置是保证移动某一变速叉轴时，其它变速叉轴互被锁住，该机构的作用是防止同时挂入两档，而使挂档出现重大故障。常见的互锁机构有：
（1）互锁销式
图2-4是汽车上用得最广泛的一种机构，互锁销和顶销装在变速叉轴之间，用销子的长度和凹槽来保证互锁。
图2-4，a为空档位置，此时任一叉轴可自由移动。图2-4，b、c、d为某一叉轴在工作位置，而其它叉轴被锁祝
（2）摆动锁块式
图2-5为摆动锁块式互锁机构工作示意图，锁块用同心轴螺钉安装在壳体上，并可绕螺钉轴线自由转动，操纵杆的拨头置于锁块槽内，此时，锁块的一个或两个突起部分A档住其它两个变速叉轴槽，保证换档时不能同时挂入两档。
（3）转动钳口式
图2-6为与上述锁块机构原理相似的转动钳口式互锁装置。操纵杆拨头置于钳口中，钳形板可绕A轴转动。选档时操纵杆转动钳形板选入某一变速叉轴槽内，此时钳形板的一个或两个钳爪抓住其它两个变速叉，保证互锁作用。
操纵机构零件图A1
齿轮零件图A3
壳体零件图A0
输出轴零件图A3
输入轴零件图A2
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