出功能。变速器由变速传动机构和操纵机构组成。最后进行变速器整体的性能分析，在对各种结构件进行了分析计算后，绘制变速器的整体装配图及各主要零部件的零件图。变速器是汽车传动系的重要组成部分，是连接发动机和整车之间的个动力总成，起到将发动机的动力通过转换传到整车，以满足整车在不同工况的需求。所以整车和发动机的主要参数对变速器的总体方案均产生较大影响。第章总体方案选择设计依据根据设计任务书，本次设计是在已知整车主要参数的情况下进行设计款三轴六档手动变速器。已知的整车主要技术参数如表所示。表整车主要技术参数发动机最大功率车轮型号发动机最大转矩主减速器传动比额定转速最高车速总质量爬坡度变速器传动机构选择根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围档位数及各档传动比，因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。三轴式变速器传动比范围是变速器低挡传动比与高档传动比之比值。目前，般用途的货车为。变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用率汽车的燃料经济性及平均车速，从而可以提高汽车的运输效率，降低运输成本。但档位数增多也使变速器的尺寸及质量增大，结构复杂，制造成本提高，操纵也复杂。有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力的齿轮副数目转速传递的功率润滑系统的有效性齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度刚度等。图是车用三轴式，各前进档均采用同步器的变速器简图。在这些简图中，档及倒档齿轮均布置在支承附近。这种布置最合理，因为档倒档工作时的齿轮径向力最大，如果将他们布置得远离支承点则会引起更大的轴变形，产生更大的挠度和更大的断面转角。而将常使用的档位布置在轴断面转角最小的区段接近轴的中间位置，以得到较好的啮合条件，从而降低噪声，减小轮齿磨损。其中，图的布置，是将档齿轮布置得比倒档齿轮更靠近支承，这是由于挂倒档的时间总是很短的缘故。图是具有超速挡的五档变速器，其超速挡与倒档齿轮均布置在附加的壳体内。六档变速器在现代货车上得到日益广泛的应用。本设计采用图的结构方案，可使汽车在变型时不必改变主减速比就可提高行驶速度。图车用变速器简图操纵机构的选择变速器操纵机构的功用是保证各档齿轮啮合或同步器移动规定的距离，以获得要求的档位，而且又不允许两个档位的齿轮啮合套或同步器同时挂上档。设计操纵机构首先要确定换档位置。换档位置图的确定主要从换档方便考虑。为此，应注意以下三点按换档次序来排列将常用档放在中间位置，其它档放在两边为了避免误挂倒档，往往将倒档放在最靠边的位置，有时和空档组成排。但往往受变速器结构方案的限制，不能得到最方便的换档程序。图表示了本设计用的变速器换档位置图。图换档位置图第章变速器主要参数的选择及计算档数的确定增加变速器的档数能够改善汽车的动力性和经济性。档数越多，变速器的结构越复杂，使轮廓尺寸和质量加大，而且在使用时换档频率也增高。在最低档传动比不变的条件下，增加变速器的档数会使变速器相邻的低档与高档之间的传动比比值减小，使换档工作容易进行。档数选择的要求相邻档位之间的传动比比值在以下高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。目前，轿车般用个档位变速器，货车变速器采用个档或多档，多档变速器多用于重型货车和越野汽车。传动比范围的确定与选定的发动机参数汽车的最高车速和使用条件等因素有关。目前轿车的传动比范围在之间，轻型货车在之间，其它货车则更大。文中设计结合实际，变速器选用三轴六档变速器，最高档传动比为。传动比的确定各档传动比的确定变速器传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档传动传动比的比值。档传动比应该满足最大驱动力能够克服汽车轮胎与路面的滚动阻力及最大爬坡阻力式中最大转矩，车轮半径，级可知道为由已知轮胎规格主减速器传动比，传动系传动效率汽车重力，代入公式得到根据车轮与路面的附着条件则在之间取，代入式得到能保证啮合件在同步状态下即角速度相同换档的缺点，现已很少使用。得到广泛使用的是惯性式同步器。惯性式同步器惯性式同步器能做到换档时两换档元件之间的角速度达到完全相等之前，不允许换档，因而能完善地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。按结构分，惯性式同步器有锁销式滑块式锁环式多片式和多锥式几种。虽然它们的结构不同，但又摩擦元件锁止元件和弹性元件。本设计采用锁环式同步器。图所示锁销式同步器的摩擦元件是同步环和齿轮上的凸肩部分，分别在它们的内圈和外圈设计有相互接触的锥形摩擦面。锁止元件位于滑动齿套的圆盘部分孔中做出的锥形肩角和装在上述孔中在中部位置处有相同角度的斜面锁销。锁销与同步环刚性连接。弹性元件是位于滑动齿套圆盘部分径向孔中的弹簧。在空挡位置，钢球在弹簧压力作用下处在销的凹槽中，使之保持滑动齿套与同步环之间没有相对移动。滑动齿套与同步环之间为弹性连接。图所示锁环式同步器摩擦元件，是通过滑动齿套及锁环上的锥面来实现的。锁销式锁环式图惯性式同步器结构方案滑动齿套同步环齿轮锁销钢球销弹簧锁环作为锁止元件是锁环的内齿和做在齿轮上的接合齿端部。齿轮和锁环之间是弹性连接。在惯性式同步器中弹性元件的重要性仅次于摩擦元件和锁止元件，它用来使有关部分保持在中立位置的同时，又不妨碍锁止解除锁止和完成换挡的进行。锁销式同步器的优点是零件数量少，摩擦锥面平均半径较大，使转矩容量增加。这种同步器轴向尺寸长是它的缺点。锁销式同步器多用于中重型货车的变速器中。综上考虑，本设计选用惯性锁环式同步器。同步器工作原理同步器换挡过程由三个阶段组成。第阶段同步器离开中间位置，做轴向移动并靠在摩擦面上。摩擦面相互接触瞬间，如图所示，由于齿轮的角速度，和滑动齿套的角速度不同，在摩擦力矩作用下锁销相对滑动齿套转动个不大的角度，并占据图上所示的锁止位置。此时锁止面接触，阻止了滑动齿套向换挡方向移动。第二阶段来自手柄传至换挡拨叉并作用在滑动齿套上的力，经过锁止元件又作用到摩擦面上。由于，和不等，在上述表面产生摩擦力。滑动齿套和齿轮分别与整车和变速器输入轴转动零件相连接。于是，在摩擦力矩作用下，滑动齿套和齿轮的转速逐渐接近，其角速度差减小了。在瞬间同步过程结束。第三阶段，摩擦力矩消失，而轴向力仍作用在锁止元件上，使之解除锁止状态，此时滑动齿套和锁销上的斜面相对移动，从而使滑动齿套占据了换挡位置。同步器的主要参数的确定摩擦系数汽车在行驶过程中换挡，特别是在高档区换挡次数较多，意味着同步器工作频繁。同步器是在同步环与连接齿轮之间存在角速度差的条件下工作，要求同步环有足够的使用寿命，应当选用耐磨性能良好的材料。摩擦因数除与选用的材料有关外，还与工作面的表面粗糙度润滑油种类和温度等因素有关。同步环常选用能保证具有足够高的强度和硬度耐磨性能良好的黄铜合金制造，如锰黄铜铝黄铜和锡黄铜等。由黄铜合金与钢材构成的摩擦副，在油中工作的摩擦因数取为。图同步器螺纹槽形式同步环主要尺寸的确定同步环锥面上的螺纹槽如果螺纹槽螺线的顶部设计得窄些，则刮去存在于摩擦锥面之间的油膜效果好。但顶部宽度过窄会影响接触面压强，使磨损加快。图中给出的尺寸适用于轻中型汽车图则适用于重型汽车。通常轴向泄油槽为个，槽宽。锥面半锥角摩擦锥面半锥角越小，摩擦力矩越大。但过小则摩擦锥面将产生自锁现象，避免自锁的条件是。般取。时，摩擦力矩较大，但在锥面的表面粗糙度控制不严时，则有粘着和咬住的倾向在时就很少出现咬住现象。摩擦锥面平均半径设计得越大，则摩擦力矩越大。往往受结构限制，包括变速器中心距及相关零件的尺寸和布置的限制，以及取大以后还会影响到同步环径向厚度尺寸要取小的约束，故不能取大。原则上是在可能的条件下，尽可能将取大些。锥面工作长度缩短锥面工作长度图，便使变速器的轴向长度缩短，但同时也减少了锥面的工作面积，增加了单位压力并使磨损加速。设计时可根据下式计算确定同步环径向厚度与摩擦锥面平均半径样，同步环的径向厚度要受机构布置上的限制，包括变速器中心距及相关零件特别是锥面平均半径和布置上的限制，不宜取很厚，但是同步环的径向厚度必须保证同步环有足够的强度。货车同步环可用压铸加工。锻造时选用锰黄铜等材料。有的变速器用高强度高耐磨性的钢与钼配合的摩擦副，即在钢质或球墨铸铁同步环的锥面上喷镀层钼厚约，使其摩擦因数在钢与铜合金摩擦副范围内，而耐磨性和强度有显著提高。也有的同步环是在铜环基体的锥孔表面喷上厚的钼制成。喷钼环的寿命是铜环的倍。以钢质为基体的同步环不仅可以节约铜，还可以提高同步环的强度。锁止角锁止角选取的正确，可以保证只有在换档的两个部分之间角速度差达到零值才能进行换档。影响锁止角选取的因素主要有摩擦因数擦锥面的平均半径,锁止面平均半径和锥面半锥角。已有结构的锁止角在˚˚范围内变化。同步时间同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间越短越好。除去同步器的结构尺寸，转动惯量对同步时间有影响以外，变速器输入轴，输出轴的角速度差及作用在同步器摩擦锥面上的轴向力，均对同步时间有影响。轴向力大，同步时间减少。而轴向力与作用在变速杆手柄上的力有关，不同车型要求作用到手柄上的力也不相同。为此，同步时间与车型有关，计算时可在下属范围内选取对轿车变速器高档取,速器高档取,低档取对货车变速器高档取，低档取。结论轻型载货汽车是目前比较普遍的货车，具有动力性能好，燃油消耗相对较低等优点，在小吨位短途运输中得到广泛应用，本次设计的变速器就是依据现有生产企业在生产车型的变速器作为原型，在给定主要参数的基础上着重设计变速器的齿轮和轴。对齿轮的选择进行了详细的计算和推导，对齿轮校核的关键参数齿轮变位系数进行了精确的计算和推导，使用现有车型参数对变速器各档位的传动比和各档齿轮齿数进行了设计计算，在满足行驶车辆动力性能的基础上尽量提高燃油经济性能。本次设计对变速器轴的刚度和强度分别进行了校核计算，使变速器在满足使用要求的条件下尽量减少质量，以便减少制造成本。致谢本文是在指导老师李斌的悉心指导下完成的，论文的每部分都凝聚着老师的心血。老师严谨的治学态度活跃的学术思维开明的指导思想将使学生终身受益。在毕业设计期间，李老师还对作者的学习和生活给予了