变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的个重要部分。

而发动机前置前轮驱动的轿车，若变速器传动比小，则常用两轴式变速器。

两轴变速器有其结构简单，体积较小，制造成本低，传动效率高等特点在变速器发展中屹立不倒，虽然现在的自动变速器操作简单，但是效率很低，所以市场的大部分份额被机械式变速器占据着，汽车发展要向节能，舒适，操作方便方向发展，两轴式变速器更是符合条件的。

.国内外研究状况现今的汽车变速器发展的十分迅速，各大公司纷纷推出新的产品，但是变速器技术的每次革新都与汽车相关科学的发展密切相关，计算机技术，先进制造技术，机械自动化技术，模拟仿真材料科学等都为变速器的发展提供了有力的保障，同时变速器的发展也为相关科学技术提出了更高的要求。

年，个法国工程师给辆汽车装上世界上第个变速器至今，汽车变速器已经经过了百多年的发展。

变速器作为汽车重要的组成部分，是承担放大发动机扭矩，实现理想动力传递，从而适应各种路况实现汽车行驶的主要装置。

从最初采用侧链传动到手动变速器，及至液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再到现在无级自动变速器的普及，在汽车工业技术不断前进的同时，变速器也向着更平顺更省油更富驾驶乐趣的方向不断发展。

直至双离合自动变速器的出现，变速器技术又伴随着速度和梦想，迈向了个全新的高度。

现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。

它具有相当多的优点，如体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等。

但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。

如在坡道上行驶时，所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。

而且般发动机如果直接与车轮相连，其输出转速换算到对应的汽车车速上，将达到现代汽车极限速度的数倍。

上述发动机牵引力转速与汽车牵引力车速要求之间的矛盾，单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。

因此就出现了车用变速箱和主减速器。

它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之。

另外，现代汽车的使用条件极为复杂，在不同场合下有不同的要求。

往往要受到加载运量道路坡度路面好坏及交通是否通畅等条件的影响。

这就要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，以适应使用的要求。

在条件良好的平直路面上要能以高速行驶，而在路面不平和有较大坡度时能提供较大的扭矩。

变速箱的多挡位选择就能满足这些需求。

此外，发动机在不同工况下，燃油的消耗量也是不样的。

驾驶员可以根据具体情况，选择变速箱的挡位，来减少燃油的消耗。

在些情况下，汽车还需要能倒向行驶。

发动机本身是不可能倒转的，只有靠变速箱的倒挡齿轮来实现。

两轴式变速器因轴与轴承数少，有结构简单尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间挡位因只经对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声也低。

变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成体，发动机纵置时，主减速器采用弧齿锥齿轮或准双曲面齿轮，发动机横置时则采用斜齿圆柱齿轮。

变速器的挡或倒挡因传动比大，工作时在齿轮上作用的力也增大，并导致变速器轴产生较大的挠度和转角，使工作齿轮啮合状态变坏，最终表现出轮齿磨损加快和工作噪声增加。

为此，应该布置在靠近轴的支撑处，以便改善上述不良状况，然后按照从低档到高挡的顺序布置各档齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。

常用挡位的齿轮因接触应力过高而易造成表面点蚀损坏。

将高挡布置在靠近轴的两端支撑中部区域较为合理，在该区域因轴的变形而引起的齿轮偏转较小，齿轮可保持较好的啮合状态，以减少偏载并提高齿轮寿命。

机械式变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力时处于工作状态的轮对数每分钟转速传递的功率润滑系统的有效性轮齿和壳体等零件的制造精度等。

由于两轴式变速器结构简单，机械零件设计与制造精度不十分高，装配精度也较低，所以工人装配与修理均比较容易。

手动变速器换挡操作完全遵从驾驶者的意志，且结构简单，故障率相对较低，占据大部分市场份额。

大部分微型轿车都是装备两轴式变速器，在汽车向节能方向发展的今天，两轴式变速器将是新时代的宠儿。

.研究方法设计根据此次设计要求，依据哈飞路宝的整车参数和发动机参数，完成变速器的结构布置和设计。

设计的主要内容有确定变速器传动机构布置方案，变速器主要参数的选择，变速器齿轮的设计计算，轴与轴承的设计校核。

查阅图书馆电子资源馆藏图书和文献，以及本市各大型图书馆的馆藏图书资源，了解变速器研究领域的最新发展动向阅读关于变速器设计方面的书籍，学习前人进行变速器设计的过程步骤方法和经验教训向指导教师请教同学之间互相讨论亲自去实验室动手拆装各种类型的变速器，了解各种变速器的结构与工作原理进行变速器的设计和计算。

.研究内容设计研究汽车机械变速器的组成结构与设计建立有限元计算模型研究汽车机械变速器的载荷加载进行应力分析与结果分析第章变速器传动机构布置方案.变速器传动机构布置方案分析机械式变速器具有结构简单传动效率高制造成本低和工作可靠等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。

变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。

根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类，而前者又分为两轴式，中间轴式和多轴式变速器。

两轴式和中间轴式变速器对于发动机前置前轮驱动的轿车，若变速器传动比小，则常用两轴式变速器。

在设计时，究竟采用哪种方案，除了汽车总布置的要求外，主要考虑以下四个方面结构工艺性两轴式变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成体。

当发动机纵置时，主减速器可用螺旋圆锥齿轮或双曲面齿轮而发动机横置时用圆柱齿轮，因而简化了制造工艺。

变速器的径向尺寸两轴式变速器输出轴的前进挡均为对齿轮副，而中间轴式变速器则有两对齿轮副。

因此，对于相同的传动比要求，中间轴式变速器的径向尺寸可以比两轴式变速器小得多。

变速器齿轮的寿命两轴式变速器的低挡齿轮副，大小相差悬殊，小齿轮工作循环次数比大齿轮要高得多。

因此，小齿轮的寿命比大齿轮的短。

中间轴式变速器的各前进挡均为常啮合斜齿轮传动，大小齿轮的径向尺寸相差较小，因而寿命较接近。

在直接挡时，齿轮只空转，不影响齿轮寿命。

变速器的传动效率两轴式变速器虽然有等于的传动比，但仍要有对齿轮传动，因而有功率损失。

而中间轴式变速器可将输入轴和输出轴直接相连，得到直接挡，因而传动效率较高，磨损小，噪声也较小。

轿车尤其是微型汽车，采用两轴式变速器比较多，而中重型载重汽车则采用中间轴式变速器。

倒档的形式和布置方案图.为常见的布置方案。

图方案广泛用于前进挡都是同步器换挡的五挡轿车和轻型货车变速器中方案的优点是可以利用中间轴上的挡齿轮，因而缩短了中间轴的长度，但换挡时两对齿轮必须同时啮合，致使换挡困难，些轻型货车五挡变速器采用这种方案方案能获得较大的倒挡速比，突出的缺点是换挡程序不合理方案针对前者的缺点作了修改，因而在货车变速器中取代了方案方案中，将中间轴上的挡和倒挡齿轮做成体，其齿宽加大，因而缩短了些长度方案采用了全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车采用方案，其缺点是挡和倒挡得各用根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂些。

后述五种方案可供五挡变速器的选择图.倒挡布置方案本次设计采用两轴式五档变速器，图.所示的倒挡布置方案。

.变速器零部件布置方案分析齿轮形式变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。

与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长运转平稳工作噪声低等优点缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。

变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的质量和转动惯量增大。

直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。

本次设计挡到五挡均采用斜齿圆柱齿轮，倒挡采用直齿圆柱齿轮。

换挡的结构形式如图.所示，变速器换挡机构形式分为直齿滑动齿轮啮合套和同步器换挡三种。

滑动齿轮换挡通常采用滑动直齿轮换挡，也有采用斜齿轮换挡的。

滑动直齿轮换挡的优点是结构简单紧凑容易制造。

缺点是换挡时齿面承受很大的冲击，会导致齿轮过早损坏，并且直齿轮工作噪声大，所以这种换挡方式般仅用于挡和倒挡。

滑动齿轮换挡啮合套换挡同步器换挡图.换挡机构形式啮合套换挡用啮合套换挡，可将构成传动比的对齿轮，制成常啮合的斜齿轮。

用啮合套换挡，因同时承受换挡冲击载荷的接合齿齿数多，而轮齿又不参与换挡，它们都不会过早损坏，但不能消除换挡冲击，所以仍要求驾驶员有熟练的操纵技术。

此外，因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器的轴向尺寸和旋转部分的总惯性力矩增大。

因此，这种换挡方法目前只在些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。

同步器换挡现代大多数汽车的变速器都采用同步器能保证迅速，无冲击，无噪声换挡，而与操纵技术熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性经济性和行车安全性。

同上述两种换挡方法相比，虽然它有结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸大。

同步环使用寿命短缺等缺点，但仍然得到广泛应用。

由于同步器的广泛应用，寿命问题已得到基本解决。

如瑞典的萨伯斯堪尼亚公司，用球墨铸铁制造同步器的关键部件，并在其工作表面上镀上层钼，不仅提高了耐磨性，而且提高了工作表面的摩擦系数，这种同步器试验表明，它的寿命不低于齿轮寿命，法国的贝利埃。

德国择孚等公司的同步器均采用了这种工艺。

上述三种换挡方案，可同时用在变速器中的不同挡位上，般倒挡和挡采用结构较简单的滑动直齿轮或啮合套的形式对于常用的高挡位则采用同步器或啮合套。

轿车要求轻便性和缩短换挡时间，因此采用全同步器变速器，倒挡采用滑动直齿轮。

轴承的形式变速器轴承常采用圆柱滚子轴承球轴承滚针轴承圆锥滚子轴承滑动轴承套等。

滚针轴承滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。

变速器中采用圆锥滚子轴承虽然有直径较小宽度较大因而容量大可承受高负荷等优点，但也有需要调整预紧装配麻烦磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合的缺点。

由于本设计的变速器为两轴变速器，具有较大的轴向力，所以设计中变速器输入轴的前后按直径系列选用深沟球轴承，输出轴的前后轴承按直径系列选用圆锥滚子轴承，齿轮与轴之间选用滚针轴承。

轴的形式变速器轴多数情况下经轴承安装在壳体的轴承孔内。

当变速器中心距小，在壳体的同端面布置两个滚动轴承有困难时，输出轴可以直接压入壳体孔中，并固定不动。

倒档轴为压入壳体孔中并固定不动的光轴，并由螺栓固定。

变速器的轴上装有轴承齿轮齿套等零件，有的轴上又有矩形或渐开线花键，所以设计时不仅要考虑装配上的可能，而且应当可以顺利拆装轴上各零件。

此外，还要注意工艺上的有关问题。

.变速器操纵机构布置方案设计变速器操纵机构的分类用于机械式变速器的操纵机构，常见的是由变速杆拨块拨叉变速叉轴及互锁自锁和倒挡装置等主要零件组成，并依靠驾驶员手力完成选挡换挡或推到空挡工作，称为手动换挡变速器。

直接操纵式手动换挡变速器当变速器布置在驾驶员座椅附近时，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为

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