目录 摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ 第1章绪论……………………………………………………………………………1 1.1概述……………………………………………………………………………1 1.1.1选题的目的及意义………………………………………………………1 1.1.2国内外研究现状…………………………………………………………2 1.1.3变速器的功用与分类……………………………………………………2 1.2设计的主要内容………………………………………………………3 第2章变速器传动机构布置方案……………………………………………4 2.1变速器传动机构的布置……………………………………………………4 2.1.1变速器传动方案分析与选择……………………………………………4 2.1.2倒挡传动方案……………………………………………………………7 2.2变速器各主要零、部件结构方案分析……………………………………………8 2.2.1齿轮形式…………………………………………………………………8 2.2.2变速器轴承的选择………………………………………………………8 2.2.3变速器操纵机构的布置方案……………………………………………8 2.2.4换挡机构…………………………………………………………………8 2.2.5设计变速器操纵机构时应满足以下要求………………………………9 2.3本章小结…………………………………………………………………………10 第3章变速器主要参数的选择及齿数的分配……………………………11 3.1概述及传动比确定………………………………………………………………11 3.1.1挡数………………………………………………………………………11 3.1.2变速器各挡传动比的确定………………………………………………11 3.1.3确定中心距………………………………………………………………14 3.1.4外形尺寸…………………………………………………………………14 3.2齿轮参数的选择………………………………………………………………14 3.2.1模数的确定………………………………………………………………14 3.2.2压力角α …………………………………………………………………14 3.2.3螺旋角β …………………………………………………………………15 3.2.4齿宽b ……………………………………………………………………15 3.2.5齿顶高系数………………………………………………………………15 3.3各挡齿数的分配…………………………………………………………………16 3.3.1一挡齿数及传动比的确定………………………………………………16 3.3.2对中心距A进行修正……………………………………………………16 3.3.3二挡齿数及传动比的确定………………………………………………16 3.3.4三挡齿数及传动比的确定………………………………………………17 3.3.5四挡齿数及传动比的确定………………………………………………17 3.3.6五挡齿数及传动比的确定………………………………………………17 3.3.7倒挡齿数及传动比的确定………………………………………………18 3.4变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整…………………………………18 3.4.1一挡齿轮的变位…………………………………………………………18 3.4.2二挡齿轮的变位…………………………………………………………19 3.4.3三挡齿轮的变位…………………………………………………………19 3.4.4四挡齿轮的变位…………………………………………………………20 3.4.5五挡齿轮的变位…………………………………………………………20 3.4.6倒挡齿轮的变位…………………………………………………………21 3.5各挡齿轮主要参数的确定………………………………………………………22 3.5.1一挡齿轮参数……………………………………………………………22 3.5.2二挡齿轮参数……………………………………………………………23 3.5.3三挡齿轮参数……………………………………………………………23 3.5.4四挡齿轮参数……………………………………………………………24 3.5.5五挡齿轮参数……………………………………………………………25 3.5.6倒挡齿轮参数……………………………………………………………25 3.6齿轮的校核………………………………………………………………………27 3.6.1齿轮的损坏形式…………………………………………………………27 3.6.2齿轮弯曲强度计算………………………………………………………27 3.6.3轮齿接触应力计算………………………………………………………31 3.7本章小结………………………………………………………………………35 第4章变速器轴和轴承的设计与选择…………………………………………36 4.1概述………………………………………………………………………………36 4.2变速器轴的轴径和轴长设计计算………………………………………………36 4.3轴的结构设计……………………………………………………………………37 4.4变速器轴的强度计算……………………………………………………………37 4.4.1齿轮和轴上的受力计算…………………………………………………37 4.4.2轴的刚度校核……………………………………………………………41 4.4.3轴的强度校核……………………………………………………………45 4.5轴承选择与寿命计算……………………………………………………………48 4.5.1输入轴轴承校核…………………………………………………………49 4.5.2输出轴轴承校核…………………………………………………………50 4.6本章小结…………………………………………………………………………51 第5章变速器同步器及操纵机构的设计………………………………………52 5.1同步器的设计……………………………………………………………………52 5.1.1同步器的结构……………………………………………………………52 5.1.2同步环主要参数的确定…………………………………………………53 5.2操纵机构及壳体的设计…………………………………………………………55 5.2.1操纵机构的设计…………………………………………………………55 5.2.2操纵机构的设计…………………………………………………………56 5.3本章小结…………………………………………………………………………56 结论………………………………………………………………………………………57 参考文献………………………………………………………………………………58 致谢………………………………………………………………………………………60 附录A………………………………………………………………………………………61 附录B………………………………………………………………………………………64 其共同特点是[1]：变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上，经啮合套将它们连接得到直接挡。使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，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可达90上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。直接挡的利用率高于其它挡位，提高了变速器的使用寿命；在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下，一挡仍然有较大的传动比；挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，一挡可以采用或不采用常啮合齿轮传动；多数传动方案中除一挡以外，均采用同步器或啮合套换挡，少数结构的一挡也采用同步器或啮合套换挡，还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。在除直接挡 以外的其他挡位工作时，传动效率略有降低，这是它的缺点。 3、分析并选定方案 固定轴式变速器中的两轴式和中间轴式变速器应用广泛。其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动汽车上。 与中间轴式变速器比较，两轴式变速器因轴和轴承数少，其结构简单、紧凑且除最到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传动系的结构简单。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。此外，各中间挡位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声也低。 中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。变速器第一轴的前端经轴承支撑在发动机飞轮上，第一轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴末端经花键与万向节链接。 本次设计题目为江淮宾悦汽车变速器的设计，经查找资料可知江淮宾悦汽车为轿车类型，发动机前置前驱，并结合两轴式变速器与中间轴式变速器的优点与缺点的比较，最终选定为二轴五挡变速器，传动方案如图2.1f所示。 2.1.2倒挡传动方案 因为变速器在一挡和倒挡工作时有较大的力，所以无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的低档与倒挡，都应当布置在在靠近轴的支承处，以减少轴的变形，保证齿轮重合度下降不多，然后按照从低档到高挡顺序布置各挡齿轮。 倒挡的传动比虽然与一挡的传动比接近，但因为使用倒挡的时间非常短，从这点出发有些方案将一挡布置在靠近轴的支承处，然后再布置倒挡。此时在倒挡工作时，齿轮磨损与噪声在短时间内略有增加，与此同时在一挡工作时齿轮的磨损与噪声有所减少。倒挡设置在变速器的左侧或右侧在结构上均能实现，不同之处是挂倒挡时驾驶员移动变速杆的方向改变了。 图2.4为常见的倒挡布置方案。图2.4b所示方案的优点是换倒挡时利用了中间轴上的一挡齿轮，因而缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难。图2.4c所示方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图2.4d所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图2.4c所示方案。图2.4e所示方案是将中间轴上的一，倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2.4f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便。为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车倒挡传动采用图2.4g所示方案。其缺点是一，倒挡须各用一根变速器拨叉轴，致使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。 2.2变速器各主要零、部件结构方案分析 2.2.1齿轮形式 齿轮形式有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。 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。与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长，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。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。 在本设计中由于倒档采用的是常啮合方案，因此倒档也采用斜齿轮传动方案，即除一档外，均采用斜齿轮传动。 2.2.2变速器轴承的选择 变速器轴承常采用圆柱滚子轴承，球轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承，滑动轴套等。至于何处应当采用何种轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同。 由于本设计的变速器为两轴式变速器，具有较大的轴向力，所以设计中变速器输入轴、输出轴的前、后轴承按直径系列均选用圆锥滚子轴承。 2.2.3变速器操纵机构的布置方案 （1）直接操纵手动换挡变速器 当变速器布置在驾驶员座椅附近，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挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。 （2）远距离操纵手动换挡变速器 平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手力经过这些转换机构才能完成换挡功能。这种手动换挡变速器称为远距离操纵手动换挡变速器。 （3）电控自动换挡变速器 80年代以后，在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。驾驶员只需控制油门踏板，汽车在行驶过程中就能自动完成换挡时刻的判断，接着自动实现收油门、离合器分离、选 挡、换挡、离合器接合和回油门等一系列动作，使汽车动力性、经济性有所提高，简化操纵并减轻了驾驶员的劳动强度。 由于变速器离驾驶员座椅较近，所以采用直接操纵式手动换挡变速器。 2.2.4换挡机构 变速器换挡机构有直齿滑动齿轮，啮合套和同步器换挡三种形式。 现在大多数汽车的变速器都采用同步器换档。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。 技术要求 1.变速器装配时，应严格按照工艺的要求，顺序组装； 2.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； 3.装配前、后轴承盖、顶盖、惰轮盖板时垫片两面需涂密封胶； 4.装第一轴轴承盖总成前，应先在第一轴花键处涂以润滑脂，再装第一轴轴承盖总成，装配时要一面 插入一面旋转，以防损坏油封刃口； 5.所有通孔螺纹必须在螺栓上涂密封胶后再将螺栓拧入。