1.4L排量4×2型轿车5挡手动变速器设计.doc

1、任务书设计题目： 1.4L排量4X2型轿车5档手动变速器设计1设计的主要任务及目标 根据轿车的车型特点和性能要求，设计一款5档手动变速器。 具体内容：变速器传动机构布置方案；零、部件结构方案；变速器主要参数的选择；变速器的设计与计算；同步器设计。 原始参数如下：原始参数如下： 整机质量： 1720kg 总传动比： 3.7 最大马力： 131PS 最大功率： 96kW 最大功率转速： 5000rpm 最大扭矩： 155Nm 最大扭矩转速： 1750-3500rpm设计方法：比拟设计、经验核算、图纸绘制2 设计的基本要求和内容 设计图纸不少于2张A0图； 毕业设计论文一份，字数不少于20000字；

2、3 主要参考文献1 王望予. 汽车设计M. 北京：机械工业出版社，20122 陈家瑞. 汽车构造M . 北京：机械工业出版社，20003 成大先. 机械设计手册M. 北京：化学工业出版社，2004.54 其他网络检索到的相关资料4进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1进行调查研究，查阅资料，完成开题报告2014.02.152014.03.082了解变速器的工作原理及工作步骤2014.03.92014.04.0123确定总体方案，完成原理方案设计2014.04.132014.04.224 计算设计绘图2014.04.232014.05.235撰写并编制论文、打印，准备毕业答辩资料2014

3、.05.252014.06.51.4L排量42型轿车5档手动变速器设计摘要：本次设计是在给定发动机功率、输出转矩、转速及总传动比、整机质量等条件下，结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，着重对变速器齿轮的结构参数、轴的结构尺寸等进行设计计算，并对变速器的传动方案和结构形式进行设计，同时对同步器的结构进行设计，从而提高汽车的整体性能。关键词：变速器，齿轮，两轴式，同步器The design of 5 block manual gearbox at 42 car with 1.4L emissionAbstract: This design is in a situation with gi

4、ven engine power, torque, speed and the total transmission ratio, vehicle quality conditions, combined with the automobile design, automobile theory, knowledge of mechanical design, focusing on the design and calculation of structural parameters of transmission gear, shaft structure and size, and th

5、e design of transmission scheme and structure style of gearbox and the design of the operating mechanism and the synchronizer structure, so as to improve the overall performance of the car. Key Words: Transmission. Gear, Two-axis type , Synchronizer 目 录1前 言12 变速器的总体方案设计32.1变速器设计的基本要求32.2变速器传动机构的布置方案

6、32.2.1 固定轴式变速器32.2.2 倒档布置方案62.2.3 传动方案的最终设计62.3 变速器零、部件结构方案分析72.3.1 齿轮形式72.3.2 换档机构形式82.3.3 变速器轴承83 变速器主要参数的选择和计算93.1 本设计的数据准备93.2 档数和传动比范围93.2.1 档数93.2.2 传动比范围93.3 主要参数的计算103.3.1 最小传动比的确定103.3.2 最大传动比的确定103.3.3 档位数的确定123.4 中心距A123.5 外形尺寸134 变速器各档齿轮的设计及计算144.1 齿轮参数的选择144.1.1 模数144.1.2 压力角154.1.3 螺旋角

7、154.1.4 齿宽154.1.5 齿轮变位系数的选择原则164.1.6 齿顶高系数164.2 各档齿轮齿数的分配及传动比的计算174.2.1一档齿数及传动比的确定174.2.2 对中心距A进行修正174.2.3 二档齿数及传动比的确定184.2.4 三档齿轮齿数及传动比的确定184.2.5四档齿轮齿数及传动比的确定194.2.6五档齿轮齿数及传动比的确定194.2.7 倒档齿轮齿数及传动比的确定204.3变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整214.3.1 一档齿轮的变位214.3.2 倒档齿轮的变位224.3.3 齿轮螺旋角的调整234.4 总结各档齿轮参数245 变速器齿轮的校核265.1

8、齿轮材料的选择原则265.2 变速器齿轮弯曲强度校核265.2.1 直齿轮弯曲应力265.2.2 斜齿轮弯曲应力295.3 变速器齿轮接触强度校核325.3.1 轮齿接触应力325.3.2 各档齿轮接触强度校核336 变速器轴的设计与校核386.1 计算各轴的转矩386.2 轴的结构和尺寸设计386.3 轴的强度验算396.3.1 计算齿轮的受力406.3.2 轴的刚度验算406.3.3 轴的强度计算427 变速器同步器与操纵机构的设计497.1 同步器设计497.1.1同步器的功用及分类497.1.2锁环式同步器497.1.3 主要参数的确定527.2 操纵机构设计547.2.1 变速器操纵

9、机构设计要求547.2.2 换档位置设计557.3 变速器壳体56结 论58参 考 文 献59致 谢60II1 前 言 随着经济和科学技术的不断的发展，汽车工业也渐渐成为我国支柱产业，汽车的使用已经遍布全国。人民生活水平的不断提高，汽车作为消费品已进入平常家庭。尽管近年来，自动变速器和无级变速器技术迅猛发展，对长期以来主导市场地位的手动变速器产生很大冲击，但手动变速器已应用了很长一个时期，经过反复改进，成为现在的形式，制造技术趋于成熟化，与其它种类变速器相比较，但是从目前市场的需求和适用角度来看，我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

10、。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。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。 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，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型轿车厂家，而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。随着我国汽车工业不断的壮大，以及汽

11、车行业持续快速的发展，如何设计出经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。在面临着前所未有的机遇的同时，不得不承认在许多技术上，我国与发达国家还有一定的差距，所以我们要努力为我国的汽车工业做出应有的贡献。经过这几年的刻苦学习，我掌握了多门基础知识和专业知识。在大学毕业，即将走向工作岗位之际，按国家教委和学校的要求，我进行了对轿车五档变速器的设计。毕业设计是对每个大学生进行知识掌握与实际运用的一次大检阅，充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。通过本次设计，我将进一步巩固所学的知识，提高实际运用能力，并为以后参加工作打下扎实的基础。 在汽车变速箱10

12、0多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器为手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT）五种型式。它们各有优缺点：MT的节能效果最好、经济性娱乐性强，但对驾驶技术要求高；AT的节能效果差一些，但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高；AMT具备前两者的优点，但在换档时会有短暂的中断，舒适性差一些；CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳，但它的传动带容易损坏，无法承受较大的载荷；DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性，它是从传统的手动变速器演变而来，目前代表变速器的最高技术

13、。 从现代汽车变速器的市场状况和发展来看，全世界的各大广商都对提高AT的性能及研制无级变速器CVT表现积极，汽车业界非常重视CVT在汽车上的实用化进程。然而，因无级变速器技术难度很大，发展相对较慢，从而成为世界范围内尚未解决的难题之一。目前世界上装车较多的汽车变速器是手动变速器、电控液力自动变速器、金属带链式无级变速器、电控机械式自动变速器、双离合器变速器及环形锥盘滚轮牵引式无级变速器等数种，并具有各自优势，但其中金属带式无级变速器前景看好。总之, 变速器是汽车除发动机外的主要装置之一，伴随着汽车技术更新换代和市场需求，在向实现理想变速器发展过程中将会取得更加巨大的成就。变速器会应对市场要求朝

14、操纵舒适、轻柔、传动效率高、低油耗、环保与低噪声方向发展，汽车变速器市场的需求量将继续持续增长。 2 变速器的总体方案设计 汽车传动系是汽车的核心组成部分，其任务是调节、变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求。变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，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。变速器由变速传动机构和操纵机构组成。变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。随着汽车工业的发展，轿车变速器的设计趋势是增大其传递功率与重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。2.1变速器设计的基本要求 变速器设计的基本要求为： 1）工作可靠。变速器不得有跳档、乱档及换档冲击等现象发生。 2）保证汽车有必要的经济性和动力性。 3）设置空档，用来切断发动机的动力