三轴五档变速器的设计与校核.doc

1、摘 要每种类型的汽车会根据客户的需求和品牌的定位来选择不同型号的变速器，变速器的选择直接影响了汽车的性能。本文的目的主要设计用于轿车上的三轴五挡变速器，主要包括设计和校核两部分，其主要参数参考东风风神H30的变速器。本次论文的目的是设计适合用于轿车上的一台变速器。本次的设计流程是先比较变速器的各种结构方案，最终确定变速器的传动形式，然后再根据参照的主要参数来计算出变速器的各项主要参数，最后对各项数据进行校核。设计的最后需要用CAD软件画出变速的装配图和零件图，来呈现最后的设计成果。关键词：三轴五挡；手动变速器；齿轮；轴AbstractEach type of car will be based

2、 on customer demand and brand positioning to choose different models of the transmission, the choice of transmission directly affects the performance of the car.The main purpose of this paper is designed for triaxial five-speed transmission on the car, mainly including the design and verification of

3、 two parts, the main reference parameters refer Dongfeng Fengshen H30 transmission.The purpose of this paper is to design a transmission suitable for use in a car.The design process is to compare the various transmission structure of the program, and ultimately determine the form of transmission of

4、the drive, and then according to the main reference parameters to calculate the main parameters of the transmission, finally check the data.At the end of the design, the CAD software is used to draw the variable speed assembly drawings and parts drawings,to present the final design results.Key words

5、: three axis five gears；Manual transmission；gear；shaft目录摘 要IIAbstractIII1 绪 论11.1 本次设计的目的及意义11.2 变速器的发展历史和现状11.3 变速器设计所面临的主要问题12 变速器总体方案的设计32.1 毕业设计的任务和要求32.2 变速器的功用及设计要求32.3 变速器传动机构的结构分析与选择32.4 变速器主要零件的选择方案62.5 传动方案的确定73 变速器主要参数的确定及齿轮设计83.1 变速器主要参数的选择83.2 各挡传动比和齿轮齿数的确定123.3 齿轮的主要参数144 变速器齿轮的材料选择和强度

6、计算164.1 齿轮损坏的原因164.2 齿轮材料的选择原则164.3 齿轮设计与计算174.4 齿轮的强度计算和接触应力的计算175 5 变速器轴的设计与校核215.1 变速器轴的结构选择和尺寸确定215.2 轴的校核216 结论26参考文献27致 谢28281 绪 论1.1 本次设计的目的及意义在经济和科技迅猛发展的二十一世纪，人们的代步工具也已从马车，自行车发展到了如今的汽车。随着汽车需求量的不断增加，汽车产业在我国也占了举足轻重的地位。自加入WTO，国民的生活质量和经济水平有了质的飞跃，国民的经济力上去了自然就带动了我国多个产业的发展，像汽车这种曾经的高等消费品也已经变得很普通了。我们

7、国家的汽车产业兴起的比较晚。虽然现在正是汽车产业飞速发展的时期，但是汽车产业仍然有许多急待解决的问题，怎样的汽车才是经济实惠、性能优异并且符合我国国情这是汽车设计者一直需要思考的一个问题。虽然我国在汽车产业上还存在着许多的问题，在技术研发方面与发达国家还有些差距，但这并不足以让我们气馁。我国每年都会有大量的汽车人才向社会输出，这使得我国汽车产业的前景一片光明。这四年在大学里我学到了特别多的汽车知识，大学之前我连车标都不认识，如今我已经能清楚地知道汽车的整体结构，了解汽车的各大系统的作用和原理。在大学毕业之际，我对汽车的变速器进行了设计。通过这次的毕业设计让我对大学四年所学的知识做一个巩固，为以

8、后的工作打下良好的基础，同时这也是对我大学四年的一个总结，为四年的学习交上一份满意的答卷。1.2 变速器的发展历史和现状汽车变速器在全球已经有了一百多年的历史了，其类型也发生了很大的变化。现如今全球上用的最多的变速器有手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器(CVT)还有双离合变速器（DCT）五种。这几种变速器各有千秋：MT的操纵性好、经济性强、制造成本低、可靠性高，但对驾驶者的技术要求高；AT的操作简单，但节能效果差；AMT的生产继承性好、传动效率高、维修容易，但换挡性能差；CVT的重量轻、体积小、传动效率高，但制造复杂、成本高、传动带寿命相对较短；DCT

9、的燃油经济性好、舒适性高、加速性好，以现在的变速器水平来说DCT堪称完美。据调查，2007年手动变速器占我国变速器市场份额的70%，而且自动变速器的市场占有率也在2002到2007年间有了大幅的增长，并且在未来的几年里还会持续增长。随着自动变速器的市场份额的增长，乘用车中的自动挡的市场也有了较大幅度的增长。女性使用自动挡的数量也在2002到2006年间也有了很大的增长，这主要取决于自动挡的使用方便性，适合女性来开。在我们国家，自动变速器的市场形势一片大好，虽然自动变速器的市场份额在飞速增长，但它也不能完全替代手动变速器，手动变速器仍然因它独有的特色而有着不可撼动的地位。通过分析国内的变速器市场

10、，Globallnsight的段诚武说出了自己的看法：一、 在接下来的几年中，手动变速器的主体地位虽然不能被自动变速器取代，但自动变速器的发展还是不容小觑的。二、因为我国人数众多，用户群体复杂，所以不会有哪一种变速器独占霸主地位，多种变速器并驾齐驱，共同发展。三、从长期角度来看，国内的的企业应该注重发展DCT，因为它代表了变速器的最高水平，发展前景也是可想而知的。1.3 变速器设计所面临的主要问题现在，全球各地的燃油价格都变贵了，许多汽车汽车零配件厂也如雨后春笋般出现了，就是因为汽车产业的兴起才会出现这种现象。但是变速器在发展的同时问题也出现了好多，主要的问题就是：1.怎么样才能造出性价比高又

11、不污染环境的变速器。2.自动档的变速器正是因为它操纵简单方便的特点才能得以迅速发展，但迅速发展的同时也减少了不少驾车的乐趣。3.怎样才能让造出来的变速器拥有更加简单的结构、更加高的传动效率，让驾驶者在驾驶的时候能体验到舒适感。 第3章 变速器主要参数的选择与齿轮设计 2 变速器总体方案的设计2.1 毕业设计的任务和要求这次的任务是设计一种可以用在轿车上的三轴五挡变速器，设计要用的基本参数可以参照东风风神H30变速器。本次毕设的任务是要求完成手动变速器的造型设计、主要零件的设计计算以及绘制变速器的装配图和部分零件图。2.2 变速器的功用及设计要求变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能

12、通过改变输出轴和输入轴的传动比来达到变速的目的。它在汽车传动系统中的地位很重要，主要就是从发动机曲轴传输动力，从而让汽车在不同的路况下都能平稳行驶。此外，变速器既能通过改变传动比来实现变速，又能实现汽车的倒车和重新启动，同时为了保证汽车滑行和停车时发动机与传动系统紧密结合，变速器有的时候要保证动力能很好的传输出去的。设计出的变速器应当要满足以下的几点要求：1.变速器设计最基本的一点就是汽车的性价比要好。能做到这一点最重要的就是要合理的选择汽车的传动比，这一点可以根据汽车的发动机系数和使用要求来决定，从而来满足这一要求。2.设置空挡，保证汽车发动机在必要的时候能与传动系分开；设置倒挡，使汽车可以

13、倒车。3.工作可靠，操纵方便。变速器的设计目的应当要提高驾乘者的驾驶舒适性和驾乘者的安全性。4.重量轻、体积小。这可以通过减小变速器的中心距来实现。5.保证较高的传动效率和较小的噪声。可以在变速器制造的过程中，提高变速器零件的制造精度和安装精度。6.进行零件的标准化，零件的选择和相关参数的选择要符合国家标准和相关的法律法规。7.因为变速器有时要起到动力传输的作用，所以设计时要考虑到这一点。2.3 变速器传动机构的结构分析与选择现如今变速器的种类繁多，分类的标准也不尽相同，有级、无级和综合式变速器就是以传动比改变方式来分的。2.3.1 两轴式变速器与三轴式变速器的比较如今的很多汽车都是用的三轴式

14、变速器，但也有部分汽车采用二轴式变速器，下面我们就来将两种变速器的传动方案做一个比较。图2-1就是三轴式变速器的结构简图，从图中可以看出变速器的第一轴与第二轴同心。三轴式变速器最大的特点就是有直接挡，直接挡的传动效率是最高的，噪声也是最小的。三轴式变速器的另一个特点就是能在齿轮中心距较小的前提下获得较大的一档传动比。但在直接挡能获得最高传动的同时其他挡位的会有所下降。图2-1 三轴四挡式变速器从图2-2可以看出来，两轴式变速器比三轴式的少了个直接挡。外形简单、结构紧凑是两轴式变速器给人的第一印象，另外它的各档传输动力的性能很好并且产生的噪音也很小。两轴式变速器的缺点是当它在高档工作时，由于没有

15、直接挡来分担工作载荷所以工作负荷大，齿轮的使用期限就没有想象中的长。这也影响了变速器低档传动比的选择，但这个问题可以通过改变其余各档的传动比来解决。图2-2 两轴式变速器由于本次的数据参考东风风神发动机，因为该车型的发动机放置在汽车前部，驱动装置在汽车后部，所以可以采用三轴式变速器。2.3.2变速器主传动比方案的选择三轴五挡变速器的传动布置方法可参考图2-3所示。对于第一轴和第二轴的同心问题而言，这几种布置方法都是没有区别的，并且都是使用啮合套来实现和直接挡的连接。由于直接挡的存在，所以变速器的轴承是不承受载荷的，当然齿轮及中间轴也不承担，如今变速器的传动效率变得比过去高了，这归功于发动机转矩可经由变速器的第一、二轴直接输出，除此之外轴承和齿轮之间的磨损也减小了，而这也和直接挡有关，直接挡的利用率远高于其他档位，变速器的使用年限也因此被延长；绝大部分变速器除了一挡的换挡机构大都是用同步器换挡，或者使用啮合套换挡的，当然也有少部分的是一挡同样用同步器或啮合套换挡。三轴式变速器在档数相同时能体现他们