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1、某轻型载货汽车手动变速器设计摘要变速器是汽车系统组成部件的重要部分，能使发动机曲轴的旋转力矩和速度发生改变，是核心的传动系统。汽车在道路上能以各种不同的速度平稳的行驶主要是依靠变速器的功用，车辆在起步和加速等不同环境下行驶都需要变速器的协助。本次设计的变速器是五档手动变速器，本次设计将会利用AutoCAD绘图软件对变速器的装配图和各个部分零件图进行绘制，根据设计的要求设计出合理的变速器。本次选取两轴式变速器的各部件进行设计，通过这次设计能够对以前所学的专业知识有更深入了解。下面是我对本次设计的大致流程。第一，要对变速器国内外的研究现状进行深入的了解，掌握大致的研究现状。第二，根据设计要求，设计
2、合适的变速器结构，并且进行计算，确定初选参数；第三，确定具体结构对计算的内容进行校核计算；最后，本文会介绍变速器在换挡过程中怎样变换的工程。关键词：变速器传动比轴齿轮同步器DesignofmanualtransmissionforalighttruckAbstractTransmissionisanimportantpartoftheautomobilesystem,whichcanmaketheenginecrankshaftrotationtorqueandspeedchange,isthecoretransmissionsystem.Thecarcanrunsmoothlyatvario
3、usspeedsontheroadmainlydependsonthefunctionofthegearbox.Thevehicleneedsthegearboxsassistanceinstartingandacceleratingandotherdifferentenvironments.Thedesignofthetransmissionisafive-speedmanualtransmission,thisdesignwilluseAutoCADdrawingsoftwaretodrawtheassemblydrawingsandpartsofthetransmission,accor
4、dingtothedesignrequirementsofthedesignofareasonabletransmission.Thisselectionofthetwoshafttransmissioncomponentsfordesign,throughthisdesigntolearnthepreviousprofessionalknowledgehasadeeperunderstanding.Thefollowingismygeneralprocessofthisdesign.First,tothetransmissionathomeandabroadresearchstatusofi
5、n-depthunderstanding,masterthegeneralresearchstatus.Second1accordingtothedesignrequirements,designtheappropriatetransmissionstructure,andcalculate,determinetheprimaryparameters;Third,determinethespecificstructuretocalculatethecontentofthecheckCalcuIationjFinaIIy,thispaperwillintroducethetransmission
6、intheprocessofshiftinghowtochangetheproject.Keywordstransmissiontransmissionratioaxisgearsynchromesh第1章引言1第2章变速器结构及型式的确定22.1变速器传动机构的结构分析和布置方案的设计22. 1.1变速器的应用22.1 .2两轴式变速器和三轴式变速器的比较22.2 .3变速器倒档布置方案的选择22.3 变速器零、部件结构方案分析与型式的选择32.3.1 齿轮的型式32.3.2 变速器轴承的选择3变速器所应用的轴承包括滚动型轴承、圆锥滚子型轴承、向心短圆柱滚子轴承和向心球轴承。一般第一轴使用向
7、心球轴承，第二轴使用短圆柱滚子轴承。现在的变速器越来越趋于使用圆锥滚子轴承，因为圆锥滚子轴承的直径较小接触的线较长因此承受的载荷也大，支撑力较大。3第3章变速器基本参数的选择42.4 变速器档位数目和各档传动比42.4.1 汽车的基本参数和档位数目的确定42.4.2 变速器一档传动比的计算42.4.3 变速器其余各档传动比的计算62.5 变速器的中心距62.6 变速器的轴向尺寸的确定62.7 变速器的齿轮参数73. 4.1齿轮的模数的设计783. 4.2齿轮的齿数设计83. 4.3齿轮齿形、螺旋角和压力角。的设计3.4.4 齿轮齿宽b的设计103.4.5 齿轮齿顶高系数的选择103.4.6 齿
8、轮的修正设计103.5变速器的各档齿轮齿数分配方案101.1.1 5.1一档齿轮齿数的确定101.1.2 对齿轮中心距进行修正111.1.3 常啮合齿轮副齿数的确定111.1.4 其余各档齿轮齿数的确定121.1.5 倒挡齿轮齿数的确定12第4章变速器轴的设计计算144.1 轴的结构与设计144.2 轴的尺寸设计145.1 计算齿轮的强度165.1.1 计算齿轮的弯曲强度165.1.2 齿轮接触应力的校核165.2 轴的校核计算175.2.1 轴的挠度范围175.2.2 各档轴的验算17第6章同步器的确定20结论21致谢22参考文献23汽车的变速器分为手动档变速器、自动档变速器、手动和自动连为
9、一体变速器、无级变速器、双离合器自动变速箱等。变速器可以变化传动系的传动比，增大驱动轮的转速和转矩的变化区间,从而来适应时常改变的汽车的起步、加速和爬坡等上路要求。当旋转的方向在发动机上不改变的基础上,可以让汽车能进行倒退行驶，并且使汽车具有有利的条件去使发动机运作，为了中止动力传递,要设计应用空档，保证发动机能够快速启动,维持怠速,且使动力输出更为方便和变速器的换档更顺畅。汽车变速器可以使汽车在道路上稳定的行驶，并且能够保持较低的车速，使驾驶员能够操纵简单、方便和省力，所以变速器可以保证汽车所需要的车速和行驶的力。汽车的动力性、燃油经济性和燃油经济性和变速器的构造有很大的关系。变速器按照行驶
10、时档位的的数量可以被划成三档、四档、五档、六档和更多的档的变速器。根据轴的布置方式可以分为两轴、三轴和多轴式。变速器在刚开始出现的时候，由于档位较少，所以驾驶员应该具备较高的驾驶水平。手动变速器用于改变档位实现驾驶员变动不同齿轮的位置从而对汽车不同速度的传递。手动变速器构造简单，制造成本低廉，传动效率较高，所以在汽车制造中，大部分汽车特别是我所设计的载货汽车都应用手动变速器。手动变速器在国内外市场中都占有很大的比例。国内有很多人对变速器都有研究过，例如侯成伟等研讨了汽车手动变速器的换挡性能的评估步骤、内容和规范，改善了换档功能评估规范系统。吉林大学刘岩经过钻研改善某变速器啸叫效果，从而提高手动
11、变速器的NVH功能。吉林交通职业技术学吴庆玲等通过对手动变速器匹配方法的研究,概述了汽车整车匹配的数学模型从而确定低档的传动比和档位数，总结了离合分离系统、选换档操纵、悬置点等的匹配设计，成为整车设计的参数匹配理论根据。本次设计的为三轴式5档某轻型载货汽车手动变速器，经过变速器传动比的变换，缓解日益加重的驾驶员的操作负担，提高轻型载货汽车的运输效率。本次设计的目标应使设计出的变速器质量轻体积小，维修方便，制造成本低廉，从而保证经济效益的要求和增大汽车的动力性能，以使工业效率有所增加，在技术上为我国的技术发展奉献出自己的一份力气。第2章变速器结构及型式的确定2.1 变速器传动机构的结构分析和布置
12、方案的设计2.1.1变速器的应用汽车变速器分为有级变速器和无级变速器，有级变速器具备结构简略和传动效率较高等优点，一般传动效率在0.96到0.98之间，所以在很多类型的汽车上都得到了广阔的使用。有级变速器常见的有三个、四个、五个前进档位；轻型载货汽车一般为五档，重型载货汽车大部分都是六档或者以上的档位，有的重型载货汽车的档位数甚至超过二十。随着档位数的增多，汽车的燃油经济性、动力性和操纵稳定性等性能在一定程度上有所提高，也可以提高汽车发动机利用率，从而改善驾驶员的操控方便性。2.1. 2两轴式变速器和三轴式变速器的比较两轴式变速器和三轴式变速器比起来具有结构不复杂、轴的直径尺寸较小、操作方便等
13、优势。两轴式变速器大都用在前轮驱动并且前置发动机的轻型商用汽车上。两轴式变速器的特色是变速器的第二轴和主减速器主动齿轮连在一起，两轴式变速器必须要设置间接档位，工作噪音较大，增大了变速器的磨损。本文所设计采用的是三轴式手动变速器。2.2. 3变速器倒档布置方案的选择倒挡位置的设定应遵从发动机的整体构造，在设计倒挡时最重要的是防止意外挂入倒挡，提高行驶安全性。与前进档位相比，倒挡的使用次数不多，因而使用直齿型滑动齿轮型式的换挡机构。在发动机横着置放的情况下，用圆柱齿轮来设计主减速器；在发动机纵着置放的情况下，主减速器用双曲面齿轮。低档的传动比最高为4到4.5之间。下图为倒档布置的几种方式，b图同
14、时有两副成对的齿轮实现啮合，增加了换挡的难度；c图中换挡的顺序不合理；我所设计的变速器是采用a图的倒档布置方式。坐,给?裾W)d特出骨般)f)图1倒档布置形式2.3. 速器零、部件结构方案分析与型式的选择2.3.1 齿轮的型式斜齿型圆柱齿轮和直齿型圆柱齿轮是齿轮的两种常见的型式，尽管斜齿圆柱齿轮结构不简单，成本较高，但是由于其噪声小，传动效率高等优点在变速器上得到广泛的使用，而一档齿轮和倒档齿轮常用的是直齿圆柱齿轮，其他档用斜齿圆柱齿轮。从安全的方面考虑倒档使用与序列不结合，与一档放置一起，变速器的一档与倒档应设计在轴的受力支撑处。2.3.2 变速器轴承的选择变速器所应用的轴承包括滚动型轴承、
15、圆锥滚子型轴承、向心短圆柱滚子轴承和向心球轴承。一般第一轴使用向心球轴承，第二轴使用短圆柱滚子轴承。现在的变速器越来越趋于使用圆锥滚子轴承，因为圆锥滚子轴承的直径较小接触的线较长因此承受的载荷也大，支撑力较大。在变速器工作时，齿轮的啮合将受轴的影响，由于轴所承载的载荷会使齿轮发出较大的噪声，还能够降低齿轮的使用寿命。第一轴与齿轮连成一体，键齿配合。为了便于安装,考虑将第二轴设计为阶梯式型式。此次设计将中间轴设计成旋转型式，并依赖于两个轴承作为其支承力。第3章变速器基本参数的选择3.1 变速器档位数目和各档传动比3.1.1 汽车的基本参数和档位数目的确定由于对于不同车辆的要求和使用条件不同，所以不同类型的汽车对应不同的传动比。本文设计的为轻型载货汽车，传动比的一般为5到6。我所设计的轻型载货汽车选用的参数如表1所示，根据参数要求，本文为设计的5档手动变速器。表1参数发动机额定功率76/3200KWZrpm发动机最大转矩ImaX245/1900NM/rpm轮胎6.5-16(8Pr)前/后轴载荷1470/1120kg满载时的轴荷分配(前轴)G=1360kg满载时的轴荷分配(后轴)g2=3140kg轴距2850mm轮距前/后1414/1370mm最小离地间隙180mm最高车速110
