轿车变速箱设计.docx

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轿车变速箱设计

轿车变速箱设计

摘要

本设计的任务是设计一台用于轿车上的FR式的手动变速器。

本设计采用中间轴式变速器，该变速器具有两个突出的优点：

一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。

根据轿车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该轿车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。

再结合某些轿车的基本参数，选择适当的主减速比。

根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。

它功用是：

①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；②在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；③利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于发动机换档或进行动力输出。

这台变速器具有五个前进档（包括一个超速档五档）和一个倒档，并通过锁环式同步器来实现换档。

关键词：

变速器，锁环式同步器，传动比，中间轴，第二轴，齿轮

Thedesignofsaloongearbox

ABSTRACT

ThedutyofthisdesignistodesignaFRtypemanualtransmissionusedinthesaloon,It’sthecountershaft-typetransmissiongearbox.Thistransmissionhastwoprominentmerits:

Firstly,thetransmissionefficiencyofthedirectdrivekeepsoffhigh,theattritionandthenoisearealsoslightest;Secondly,it’sallowedtoobtaininthebigergearratioofthefirstgearwhenthecenterdistanceissmaller.

Accordingtothecontour,track，wheelbase，thesmallestgroundclearance,thesmallestturningradium,thevehiclesweight,theall-upweightaswellasthehighestspeedandsoon,unionthechoosingenginemodelwecanobtaintheimportantparametersofthemaxpower,themaxtorque,thedisplacementandsoon.Accordingtothebasicparametersofthecertainsaloon,choosethesuitablefinaldriveratio.Accordingtotheaboveparameters,combiningtheknowledgeofautomobiledesign,automobiletheory,machinedesignandsoon,calculatethecorrelatedparametersofthegearboxandprooftherationalityofthedesign.

Itsfunctionis:

①Changinggearratio,expandingthetorqueofthedrivingwheelandtherangeoftherotationalspeed,toadaptthetravelconditionwhichfrequentlychanges,likestart,acceleration,climbingandsoon,simultaneouslycausestheenginetoworkundertheadvantageousoperatingmode;②Underthepremiseoftheinvariablerotation,enablestheautomobiletotravelback;③Usingneutral,severancesthepowertransmission,tomaketheenginestart,idle,andisadvantageousfortheenginetoshiftgearsortocarryonthedynamicoutput.Thisgearboxhasfive（includingoverdrive—fifthgear）andareversegear,andthroughtheinertialtypeofsynchronizertorealizeshiftgears.

KeywordS：

transmission,inertialtypeofsynchronizer,gearratio,countershaft,secondaxis,gear

符号说明...................................................1

前言.......................................................3

第一章机械式变速器的概述及其方案的确定.................6

§1.1变速器的功用和要求...............................6

§1.2变速器结构方案的确定.............................6

§1.3变速器主要零件结构的方案分析....................12

第二章变速器主要参数的选择与主要零件的设计............15

§2.1变速器主要参数的选择............................15

§2.2各档传动比及其齿轮齿数的确定....................19

§2.3齿轮变位系数的选择..............................21

第三章变速器齿轮的强度计算与材料的选择................22

§3.1齿轮的损坏原因及形式............................22

§3.2齿轮强度计算与校核..............................22

第四章变速器轴的强度计算与校核........................25

§4.1变速器轴的结构和尺寸............................25

§4.2轴的校核........................................27

第五章变速器同步器的设计..............................30

第六章变速器的操纵机构................................33

结论......................................................34

参考文献..................................................35

致谢......................................................36

符号说明

汽车总质量kg

重力加速度N/kg

道路最大阻力系数

驱动轮的滚动半径mm

发动机最大扭矩N·m

主减速比

汽车传动系的传动效率

一档传动比

汽车满载载荷N

路面附着系数

第一轴与中间轴的中心距mm

中间轴与倒档轴的中心距mm

第二轴与中间轴的中心距mm

中心距系数

直齿轮模数

斜齿轮法向模数

齿轮压力角°

斜齿轮螺旋角°

齿轮宽度mm

齿轮齿数

齿轮变位系数

齿轮弯曲应力MPa

齿轮接触应力MPa

齿轮所受圆周力N

轴向力N

径向力N

计算载荷N·m

应力集中系数

摩擦力影响系数

齿轮材料的弹性模量MPa

重合度影响系数

主动齿轮节圆半径mm

从动齿轮节圆半径mm

主动齿轮节圆处的曲率半径mm

从动齿轮节圆处的曲率半径mm

扭转切应力MPa

轴的抗扭截面系数

轴的材料的剪切弹性模量MPa

轴截面的极惯性矩

垂直面内的挠度mm

水平面内的挠度mm

前言

现在，每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。

此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。

而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。

的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。

但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器。

从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：

手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。

一、手动变速器（MT）

手动变速器（ManualTransmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值（也就是所谓的“级”）。

比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值（即有5级），所以说它是有级变速器。

曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速器会在不久“下课”，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。

但是从目前市场的需求和适用角度来看，笔者认为手动变速器不会过早的离开。

首先，从商用车的特性上来说，手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。

以卡车为例，卡车用来运输，通常要装载数吨的货品，面对如此高的“压力”，除了发动机需要强劲的动力之外，还需要变速器的全力协助。

我们都知道一档有“劲”，这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。

特别是面对爬坡路段，它的特点显露的非常明显。

而对于其他新型的变速器，虽然具有操作简便等特性，但这些特点尚不具备。

其次，对于老司机和大部分男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。

从我国的具体情况来看，手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史，资历郊深的司机都是“手动”驾车的，他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的，如果让他们改变常规的做法，这是不现实的。

虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍，但是大多数年轻的司机还是崇尚手动，尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感，所以一些中高档的汽车（尤其是轿车）也不敢轻易放弃手动变速器。

另外，现在在我国的汽车驾驶学校中，教练车都是手动变速器的，除了经济适用之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。

第三，随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级的老百姓来说，经济型轿车最为合适，手动变