桑塔纳轿车两轴变速器的设计.doc

1、摘 要本文是桑塔纳轿车两轴变速器的设计，其中主要是对设计过程的叙述。首先，是对设计背景和所设计的变速器的简要介绍；其次确定变速器的结构方案；然后根据所给的主要参数，结合汽车设计、汽车工程手册等相关书籍，确定设计需要的数据。根据这些数据进行齿轮轴等主要零部件的设计，而且要对齿轮的接触应力与弯曲强度，轴的疲劳强度和刚度进行校核，以此来论证设计的合理性。最后就是完成装配图和主要零件图的绘制。关键词：变速器；齿轮；设计； IAbstractThis article is the design of two speed transmission for Santana car, and the main

2、 part is the description of the design process. The first is a brief introduction of design background and transmission design; secondly determine the structure scheme of transmission; then according to the main parameters for the combination of automotive design, automotive engineering manuals and

3、other related books, need to determine the design data. According to these data, the design of the main parts such as gear, shaft and so on, and the contact stress and bending strength, the fatigue strength and rigidity of the shaft should be checked to demonstrate the rationality of the design. Fin

4、ally, complete the assembly drawing and the main parts drawing.Key words: Transmission; gear; design; 目 录摘 要IIAbstractIII第1章 绪 论11.1 概述11.2 设计的内容及方法2第2章 变速器传动机构与操纵机构的布置32.1 变速器传动机构布置方案32.2 变速器操纵机构布置方案42.3 本章小结6第3章 变速器的设计与计算73.1 变速器的主要参数83.2 变速器齿轮强度校核143.3 轴的结构和尺寸设计233.4 轴的强度验算243.5 轴承选择与寿命计算363.6 本章

5、小结41第4章 变速器同步器及结构元件设计434.1 同步器的设计424.2 变速器壳体434.3 本章小结44第5章 结 论45参考文献46致 谢47III 第1章 绪论 第1章 绪 论1.1 概述伴随着汽车行业的快速发展，车型也渐渐变得越来越多样化和个性化。要想做好汽车的设计，变速器的设计是重中之重。变速器得作用是调节合适的转矩与转速，使其由发动机传输到驱动轮。并且在各种行驶的情况下，它可以提供行驶所需要的速度和牵引力，同时可以提供给发动机合理的工作性能。所以对于汽车而言，变速器的设计是非常重要的。一个性能良好的变速器能直接影响到汽车的性能。在经济日益发展的今天，评价汽车的性能的一个重要指

6、标就是汽车的舒适性，所以变速器的设计必须要非常的合理，否则的话会降低车辆的舒适性，还可能会导致汽车运行的过程中噪声会显得十分的大，而这一定会影响到车辆的性能。1.1.1 汽车变速器的设计要求变速器的作用是调整发动机的转速，它汽车获得正常行驶所需要的牵引力和速度。而传动系的作用是调节和改变发动机的性能，将动力有效地传递来运行汽车，并满足汽车的使用要求。汽车工业的发展越来越迅速,变速器的设计渐渐地注重增大变速器重量和传递功率之比。对变速器的主要要求是： 1.应该保证汽车动力性和经济性；2.工作可靠，操纵轻便； 3.重量轻、体积小；4.传动效率高；5.噪声小。变速器设计详细的基本要求：1需要设置空档

7、来进行发动机和驱动轮之间的动力传输.；2.需要设置空档来使汽车能够正常倒退行驶；3.需要保证换档的速度快，还要换档省力；4.需要保证工作可靠，不能出现跳档和乱档的现象发生；5.需要保证工作效率高，并且在运行的过程中噪音越小越好；6.需要保证在满载载荷的条件下，变速器使用寿命长；7.需要保证轮廓尺寸、质量和成本，并且要方便于变速器的维修。 变速器传动机构的分类方法：根据前进的档数可以分为：三档汽车、四档汽车、五档汽车、多档汽车。根据轴的形式：固定轴式和旋转轴式两轴。固定轴式可以分为：两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式四种。而固定轴式在实际生活中应用更为广泛一些，其中两轴式变速器多用于发动机

8、前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。1.1.2 国内外汽车变速器的发展现状在国际市场上，汽车变速器上的使用的主流已经渐渐变为自动变速器。与传统的手动变速器相比，汽车自动变速器在节能、可操控和驾驶舒适性等方面有显著优势。所以，在汽车发达国家，汽车自动变速器的市场占有比率也是渐渐地比手动变速器要高。目前市场情况来分析，在美国市场上自动变速器有将近百分之九十的占有比率，而在日本市场上，自动变速器占有比率也差不多有百分之八十以上，自动变速器的占有比率在在欧洲市场上就相对而言显得比较少一些，但是也有百分之五十以上。在我国目前的汽车市场的

9、发展中，虽然自动汽车越来越普遍，但是手动档汽车仍然占有一席之地。在最近的几年的中国汽车市场中，中国的自动变速器在市场占有的比例的正在以每年20%的速度逐渐增长。但是我国自动变速器的发展基础比较薄弱这是因为我们国家的自动变速器发展起步比较晚，正因为如此，我们国家的自动变速器非常的依赖于进口。当然我们国家还是有一些自主品牌企业发展迅速，它们已经开发出了一些新的产品，但是这并没有形成完美的产业化。因此，手动变速器汽车在中国还是有很大的市场。目前，世界上电控自动变速器的使用在汽车变速器之中是普遍使用的，我们不可否认的是这种变速器有更好地驾驶性能，也会提供更高的行车安全性。但是驾驶自动变速器汽车的驾驶感

10、没有机械式变速器汽车好。而对于喜欢享受驾驶操纵感的人来说，使用机械变速器的汽车也是更加的能够提供给驾驶者更加良好的驾驶乐趣，正是因为这样机械式变速器还是能得到很多人的欢迎，能够满足很多消费者的要求。1.2 设计的内容及方法本次设计是根据桑塔纳变速器，完成对于桑塔纳轿车的两轴变速器的设计，并且绘制变速器装配图和轴零件图。1、对变速器传动机构的分析与选择确定传动机构所需要的布置形式的过程中，需要结合所参考的设计车辆的特点2、变速器主要参数的选择需要通过计算确定以下数据：档数、传动比、中心距、外形尺寸、各档齿轮齿数的分配。3、变速器齿轮强度的校核主要是对变速器的齿轮接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度校核

11、。4、轴的基本尺寸的确定及强度计算5、轴承的选择与寿命计算我们选用圆锥滚子轴承作为变速器轴的支撑部分，轴承的使用寿命为30万公里。47 第2章 变速器传动机构与操纵机构的布置 第2章 变速器传动机构与操纵机构的布置2.1 变速器传动机构布置方案机械式变速器的优点有很多，比如说结构上相对自动变速器更加的简单，制造成本也更加的低廉，机械式变速器在工作的时候也更加可靠。所以得到广泛使用。本次设计为机械式变速器。2.1.1 变速器传动方案的选择机械式变速器传动机构布置方案主要有两种：两轴式变速器和中间轴式变速器。本次设计的传动方案是二轴式五档变速器。2.1.2 倒档布置方案如图2.1所示，在设计常见的

12、倒档布置方案有很多。b方案利用一档齿轮来进行倒挡操纵，这就减短了中间轴的长度，这是它的优点。但是它也有很明显的缺点，就是在进行换档操作的过程中，会导致换档的时候有些困难，这是由于他的两对齿轮在换挡过程中会同时进入啮合；c方案会倒档传动比会比较的大，但是它的缺点也是十分的明显，即换档程序并不是那么的合理；d对c的缺点有了一些优化；e方案是为了使其齿宽加长，它把一挡和倒挡的齿轮做成同一个来；而方案f比较适用的情况是那些所有的齿轮副都是常啮合的齿轮，因为它换挡的时候更加的方便。综上考虑，本次设计的倒档传动设计方案采用f。图2.1 倒档布置方案2.1.3 零部件结构方案分析1、齿轮形式变速器齿轮的选择

13、包括直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。本设计全部选用斜齿轮。齿轮尺寸小与轴分开，它的内径直径到齿根圆处的厚度（图2.2）影响齿轮强度。所以要求尺寸大于或等于轮齿危险断面处的厚度。齿轮轮毂部分的宽度，在结构允许条件下应尽可能取大些，同时要满足公式（2.1）： （2.1）花键内径。齿轮质量不能太大，轮辐处厚度满足强度的条件下厚度需要设计的尽量小。图2.2中的尺寸取值范围为花键内径的1.25到1.40倍。图2.2 变速器齿轮尺寸控制图减少噪声、减慢齿轮的磨损速度、提高齿轮的使用寿命在设计中也是必须要考虑到的关键点，而为了符合这些要求，我们可以采用降低齿轮表面粗糙度的方法。齿轮齿面表面粗糙度应该在之间选用。

14、并且齿轮制造精度需要高于或等于7级。2、变速器轴在考虑装配上的可能的同时，还应该保证可以很方便地拆装轴上的各个零件，与此同时，工艺上的问题的特别的注意。3、变速器轴承的选择 由于本次的毕业设计为桑塔纳两轴变速器的设计，而两轴变速正常都会有比较大的轴向力，所以在本次设计的过程中，我们都选用圆锥滚子轴承来进行设计。2.2 变速器操纵机构布置方案2.2.1 典型的操纵机构及其锁定装置图2.3为典型的操纵机构图。为了固定啮合件在一定的位置上，在固定啮合件的同时还要防止啮合和分离，我们采取安装定位装置方法，并且在一般的情况下我们都会选择采用弹簧和钢球式机构。图2.3 为典型的操纵机构1、换挡机构变速器有啮合套、直齿滑动齿轮和同步器换档这三种形式进行换档机构的设计。本次毕业设计当中我们全部都选用同步器换档的方式来保证汽车的操纵性能。2、防脱档设计为了防止出现同时挂入两档，换挡发生故障的情况，因此我们设置了互锁装置。常见的互锁机构有：（1）互锁销式图2.4是汽车上使用的最多的一种机构，在叉轴之间安装顶销和互锁销，以此来保证互锁。图a所示为空档位置，在这样的情况下面的任何一个叉轴都是可以自由移动的。图b c d反映的是处在工作位置的一个叉轴，其它叉轴被锁住。图