式手动变速箱也称直齿变速箱。

它区别于的只是操作方法，加档和减档只需要前后推拉排挡杆就可以完成降档和加档。

而不是自动换档由于普通波箱的斜齿配锥形同步器的设计虽然便于操作，噪音小，但是动力流失过多，只适用于民用车型。

因此赛车波箱大都采用了直牙无同步器设计来减少传动系统上的动力流失，增加轮下马力。

但是，直牙波箱的缺点在于，对车手的驾驶技术要求高，时的补油必须精确到刚好适合下档的转速，同时档在操作时又很容易产生错档，而以上两个失误出现任何个，都有可能损坏整个波箱。

手动变速器工作原理手动变速箱是有不同齿比的齿轮组构成的，它工作的基本原理就是通过切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换。

作为分配动力的关键环节，变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，就是个手动变速箱最基本的组件。

动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。

输入轴，通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是个硬连接的部件。

输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的，因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。

输出轴，它也叫输出轴直接和驱动轴相连只针对后轮驱动，前驱般为两轴，再通过差速器来驱动汽车。

当车轮转动时同样会带着花键轴起转动，此时，轴上的齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。

因此，在发动机停止，而车轮仍在转动时，齿轮和中间轴处在静止状态，而花键轴则随车轮转动。

这个原理和自行车后轴的飞轮很相似。

齿轮和花键轴是由套筒来连接的，套筒随着花键轴转动，但同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。

第二章变速器总体方案设计变速器的性能要求变速器的性能要求对变速器的要求，除般便于制造，使用，维修以及质量轻，尺寸紧凑外主要还有以下几点保障汽车有必要的动力性和经济性设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输设置倒档，让汽车能倒退行驶换挡迅速，省力，方便工作可靠，行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生变速器应有高的工作效率变速器工作噪声低变速器的结构方案变速传动机构是变速器的主题，按工作轴的数量不包括倒档轴可分为两轴式变速器和三轴式变速器。

两轴式变速器没有中间轴，只有输入和输出两根轴的变速器。

通常用在前驱车上输入轴接受发动机传来的动力输出轴连接主减和差速器传到半轴最后将动力传到车轮三轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。

变速器输入轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，输入轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而输出轴的末端经花键与万向节连接。

各传动方案的共同特点是变速器的输入轴后端与常啮合主动齿轮做成体。

绝大多数方案的输出轴前端经轴承支承在输入轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接档。

是直接档，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器输入轴和输出轴直接输出，此时变速器传动效率高，可达以上，噪声低齿轮和轴承的磨损减少。

因为直接档的利用率要高于其它档位，因而提高了变速器的使用寿命在其它前进档位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在输入轴中间轴和输出轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴与输出轴之间的距离中心距不太大的条件下，档仍然有较大的传动比档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，档位低的齿轮档可以采用或不采用常啮合齿轮传动多数传动方案中除档外的其它档位换档机构，均采用同步器或啮合套换档，少数结构的档也采用同步器或啮合齿套换档，还有各档同步器或啮合套多数情况下装在输出轴上。

本设计选用的汽车车型为五菱宏光，其采用的是发动机前置后轮驱动，采用三轴式变速器较合理。

齿轮型式齿轮形式有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。

有级变速器结构的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿轮。

与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长，工作时噪声低等优点缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。

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，并导致变速器的转动惯量增大。

直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。

因此倒档采用直齿轮传动方案，即除档和倒档外，均采用斜齿轮传动。

轴承型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套等。

在本设计中，输入轴常啮合齿轮及输出轴上齿轮由于内腔尺寸较小，所以采用滚针轴承。

变速器输入轴输出轴的后部轴承按直径系列选用深沟球轴承或圆柱滚子轴承。

中间轴前后轴承采用深沟球轴承。

换档结构型式现在大多数汽车的变速器都采用同步器换档。

采用同步器换档可保证齿轮在换档时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换档时间，从而提高了汽车的加速性经济性和行驶安全性，此外，该种型式还有利于实现操纵自动化。

其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。

目前，同步器广泛应用于各式变速器中。

在本设计中所采用的是锁环式同步器，该同步器是依靠摩擦作用实现同步的。

但它可以从结构上保证结合套与待啮合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以免齿间冲击和发生噪声。

换档位置结构图变速器的传动方案通过对变速器型式传动机构方案及主要零件结构方案的分析与选择，并根据设计任务与要求，最终确定的传动方案如图所示。

其传动路线档轴中间轴得到其他档位的弯曲应力，其计算结果如下三挡五挡当计算载荷取作用到输入轴的最大扭矩时，对常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在，以上校核在其范围内，强度要求符合。

轮齿接触应力计算直齿圆柱齿轮，，渗碳齿轮的许用应力在之间，应力基本符合要求斜齿圆柱齿轮，，同理得同理得三档五档渗碳齿轮的许用应力在之间，强度大概符合要求。

变速器齿轮的材料及热处理现代汽车变速器齿轮大都采用渗碳合金钢制造，使轮齿表面的高硬度与轮齿心部的高韧性相结合，以大大提高其接触强度弯曲强度及耐磨性。

在选择齿轮的材料及热处理时也应考虑到其机械加工性能及制造成本。

国产汽车变速器齿轮常用材料是过去的钢号，也采用的，这些低碳合金钢都需随后的渗碳淬火处理，以提高表面硬度，细化材料晶粒。

为了消除内应力，还要进行回火。

变速器齿轮轮齿表面渗碳层深度的推荐范围如下渗碳层深度渗碳层深度渗碳层深度第五章变速器轴的设计与校核变速器轴的结构和尺寸轴的结构输入轴通常和齿轮做成体，前端大都支撑在飞轮内腔的轴承上，其轴径根据前轴承内径确定。

该轴承不承受轴向力，轴的轴向定位般由后轴承用卡环和轴承盖实现。

输入轴长度由离合器的轴向尺寸确定，而花键尺寸应依离合器从动盘毂的标准件内花键设计。

输入轴形状如图所示图变速器输入轴中间轴分为旋转轴式和固定轴式。

本设计采用的是旋转轴式传动方案。

由于档齿轮较小，通常和中间轴做成体，而高档齿轮则分别用键固定在轴上，以便齿轮磨损后更换。

其结构如下图所示图变速器中间轴轴的尺寸变速器轴的确定和尺寸，主要依据结构布置上的要求并考虑加工工艺和装配工艺要求而定。

在草图设计时，由齿轮换档部件的工作位置和尺寸可初步确定轴的长度。

而轴的直径可参考同类汽车变速器轴的尺寸选定，也可由下列经验输入轴和中间轴，输出轴，式中发动机的最大扭矩为保证设计的合理性，轴的强度与刚度应有定的协调关系。

因此，轴的直径与轴的长度的关系可按下式选取输入轴和中间轴输出轴。

本次汽车变速器轴的设计主要是输入轴输出轴与中间轴，还有轴为倒档齿轮用轴。

轴的具体样式与尺寸在零件图中有具体的体现，下表列出轴的设计最小半径尺寸与设计长度表轴参数表设计最小半径设计长度输入轴输出轴中间轴倒档轴由变速器结构布置考虑到加工和装配而确定的轴的尺寸，般来说强度是足够的，仅对其危险断面进行验算即可。

对于本设计的变速器来说，在设计的过程中，轴的强度和刚度都留有定的余量，所以，在进行校核时只需要校核档处即可因为车辆在行进的过程中，档所传动的扭矩最大，即轴所承受的扭矩也最大。

由于输出轴结构比较复杂，故作为重点的校核对象。

下面对输入轴和输出轴进行校核。

输入轴的强度与刚度校核因为输入轴在运转的过程中，所受的弯矩很小，可以忽略，可以认为其只受扭矩。

此中情况下，轴的扭矩强度条件公式为式中扭转切应力轴所受的扭矩，轴的抗扭截面系数轴传递的功率计算截面处轴的直径许用扭转切应力，。

其中代入上式得由查表可知，故，符合强度要求。

轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。

其计算公式为式中轴所受的扭矩，轴的材料的剪切弹性模量对于钢材，轴截面的极惯性矩将已知数据代入上式可得对于般传动轴可取故也符合刚度要求。

输出轴的强度与刚度校核轴的强度校核计算用的齿轮啮合的圆周力径向力及轴向力可按下式求出式中至计算齿轮的传动比，此处为三档传动比计算齿轮的节圆直径为节点处的压力角，为螺旋角，为发动机最大转矩，为。

代入上式可得。

危险截面的受力图为图危险截面受力分析水平面，可得出水平面内所受力矩垂直面可求出垂直面所受力矩。

该轴所受扭矩为。

故危险截面所受的合成弯矩为可得则在弯矩和转矩联合作用下的轴应力将代入上式可得，在低档工作时，因此有，符合要求。

轴的刚度校核输出轴在垂直面内的挠度和在水平面内的挠度可分别按下式计算式中齿轮齿宽中间平面上的径向力，这里等于齿轮齿宽中间平面上的圆周力，这里等于弹性模量，，惯性矩，，为轴的直径为齿轮坐上的作用力距支座的距离支座之间的距离。

将数值代入式和得，。

故轴的全挠度为，符合刚度要求。

第六章同步器及换挡机构的设计由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换档位时会存在个