5档手动变速箱设计

1、 车手动变速箱设计（5+1）目录 摘要第一章 绪论31.1手动变速器的应用与发展31.2变速器作用31.3变速器的形式41.4手动变速器工作原理5第二章 变速器总体方案设计62.1变速器的性能要求62.2变速器的结构方案62.2.1 齿轮型式72.2.2 轴承型式72.2.3 换档结构型式72.3变速器的传动方案8第三章 变速器齿轮参数的选择与主要零件的选择93.1 档位数和传动比93.2 中心距103.3轴向尺寸103.4 齿轮模数113.5齿轮参数113.6各档传动比及其齿轮齿数的确定123.6.1 确定一档齿轮的齿数123.6.2确定常啮合齿轮副的齿数133.6.3确定其他档位的齿数133.6.4确定倒档齿轮的齿数143.7齿轮的变位系数的选择14第四章 变速器齿轮的强度计算与材料选择154.1变速器齿轮的几何计算154.2齿轮的强度计算与校核174.2.1.齿轮弯曲应力计算174.2.2 轮齿接触应力计算194.3变速器齿轮的材料及热处理21第五章 变速器轴的设计与校核225.1 变速器轴的结构和尺寸225.1.1 轴的结构225.1.2 轴的尺寸235.2.1输入轴的强度与刚

2、度校核245.2.2输出轴的强度与刚度校核25第六章 同步器及换挡机构的设计27第七章 结论28 参考文献轿车5挡机械式手动变速器设计摘 要 本设计的任务是设计一台用于轿车上的手动变速器。 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。关键词：变速器；齿轮；同步器；设计The Design of Cars Five Blocked Mechanical Manual GearboxAbstract Along with the development of the automobile industry,the trend of car transmission designing is to increase its transmission power and decrese its weight ,and hop

3、e have smaller size and excellent performance. In conditions that knowing the engine output torque , speed of engine and maximum speed of vehicles, maximum degree, focuson the designing of transmission gear structural parameters, axis geometry design computation; as well as the transmission and drive program structure design ，Structure by the process performance together, and fit and strong, smooth transmission and low noise, fuel-efficient and low cost。Key words: transmission ; gear ; synchrotr

4、on ; design 30第一章 绪论 变速器是用于改变发动机的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的汽车总成。设置变速器的目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。因此它的性能直接影响汽车的动力性和经济性设计的参数源于微型轿车五菱宏光而开展的，设计中所采用的相关参数均来源于此种车型：主减速比4.75最高时速140km/h轮胎型号175/ 70 R14发动机型号L2B最大扭矩3600-4000r/min(rpm)最大功率5800r/min(rpm) 本设计侧重于手动变速器的齿轮和轴的计算与校核，关于同步器和挂档机构由10级学生朱继军完成。1.1手动变速器的应用与发展 面对日益增长的乘用车市场，乘用车变速器的市场规模也将越来越大。2006年中国手动档乘用车共销售354.54万台。在中国每个大城市路况越来越拥堵的今天，堵车时走走停停的状态下，手动挡操作繁琐的劣势更为突出。因此，目前国内轿车市场上，手动挡车型的市场正在被各式各样的自动挡车型蚕食，而在汽车工业高度发达的欧洲

5、，手动挡车型依旧占有很大的市场份额。这说明，在许多追求纯粹驾驶乐趣的人眼里，那种离合器、油门以及挡杆之间绵密细腻的配合乐趣是自动挡所无法替代的。1.2变速器作用（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。1.3变速器的形式 汽车变速箱大致分为以下类型： 手动变速器（MT） 手动变速箱称手动变速器（ManualTransmission，简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。踩下离合时，方可拨得动变速杆。2）自动变速器（AT） AT(automatic transmission)代表自动变速器， 自动变速器又称自动档。自动变速器由：液力变扭器、行星齿轮变速器、控制机构组成。自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。装有自动

6、变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。 汽车自动变速器常见的有三种型式：分别是液力自动变速器(AT)、机械无级自动变速器(CVT)、电控机械自动变速器(AMT)。目前轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。 AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。3）电脑控制液力换挡机械式变速器（AMT） AMT变速箱是在干式离合器和齿轮变速器基础上加装微机控制的自动变速系统，能根据车速、油门、驾驶员命令等参数，确定最佳档位控制原来由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、换档手柄的摘档与挂档以及发动机的油门开度的同步调节等操作过程，最终实现换档过程的操作自动化。AMT变速箱采用的是手动变速箱的齿轮式机械变速模式，相对于传统自动变速箱的液体传动4）CVT无级变速箱/CVT带挡位的变速箱 无级变速箱有着连续的变速比。其一直因为价格、尺寸及可靠性的关系而没有大量装备汽车。改进的设计使得CVT的使用

7、已比较普遍。国产AUDI 2.8 CVT变速箱通过离合器与发动机相连，这样，变速箱的输入轴就可以和发动机达到同步转速。5）双离合变速箱（DCT） 双离合变速箱简称DCT，英文全称为DualClutchTransmission，中文翻译过来应该为“双离合变速器”，因为其有两组离合器，所以也有不少人干脆就叫它双离合变速器。离合器位于发动机与变速器之间，发动是机与变速器动力传递的“开关”，它是一种既能传递动力，又能切断动力的传动机构。它的作用主要是保证汽车能平稳起步，变速换挡时减轻变速齿轮的冲击载荷并防止传动系过载。在一般汽车上，汽车换档时通过离合器分离与接合实现，在分离与接合之间就有动力传递暂时中断的现象。这在普通汽车上没有什么影响，但在争分夺秒的赛车上，如果离合器掌握不好动力跟不上，车速就会变慢，影响成绩。6）序列变速箱 序列式变速箱(SEQUENTIAL Manual Gearbox ) 全称序列式手动变速箱 也称直齿变速箱。它区别于H-GEAR的只是操作方法，加档和减档只需要前后推拉排挡杆就可以完成降档和加档。而不是自动换档由于普通波箱的斜齿配锥形同步器的设计虽然便于操作，噪音小，但

8、是动力流失过多，只适用于民用车型。因此赛车波箱大都采用了直牙无同步器设计来减少传动系统上的动力流失，增加轮下马力。但是，直牙波箱的缺点在于，对车手的驾驶技术要求高，HEEL-TOE时的补油必须精确到刚好适合下一档的转速，同时H档在操作时又很容易产生“错档”，而以上两个失误出现任何一个，都有可能损坏整个波箱。1.4手动变速器工作原理 手动变速箱是有不同齿比的齿轮组构成的，它工作的基本原理就是通过切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换。作为分配动力的关键环节，变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。输入轴，通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个硬连接的部件。输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的，因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。输出轴，它也叫输出轴直接和驱动轴相连（只针对后轮驱动，前驱一般为两轴），再通过差速器来驱动汽车。 当车轮转动时同

9、样会带着花键轴一起转动，此时，轴上的齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。因此，在发动机停止，而车轮仍在转动时，齿轮和中间轴处在静止状态，而花键轴则随车轮转动。这个原理和自行车后轴的飞轮很相似。齿轮和花键轴是由套筒来连接的，套筒随着花键轴转动，但同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。第二章 变速器总体方案设计2.1变速器的性能要求 变速器的性能要求对变速器的要求，除一般便于制造，使用，维修以及质量轻，尺寸紧凑外主要还有以下几点：1）保障汽车有必要的动力性和经济性2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输3）设置倒档，让汽车能倒退行驶4）换挡迅速，省力，方便5）工作可靠，行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生6）变速器应有高的工作效率7）变速器工作噪声低2.2变速器的结构方案 变速传动机构是变速器的主题，按工作轴的数量（不包括倒档轴）可分为两轴式变速器和三轴式变速器。 两轴式变速器没有中间轴， 只有输入和输出两根轴的变速器。通常用在前驱车上输入轴接受发动机传来的动力输出轴连接主减和差速器传到半轴最后将动力传到车轮 三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。变速器输入轴的前端经轴承支

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