【毕业论文】手动式载货汽车车变速器毕业设计说明书

年代，我国共进口重型汽车万多辆，而同期产重型汽车产量仅为万辆。

年代初，东风集团引进日本产驾驶室美国康明斯发动机等先进总成，开发出吨平头货车汽集团引进德国道依茨发动机开发了吨平头货车，其生产能力和规模都在万辆左右。

年，国产重型汽车销量达到历史最高水平为万辆。

目前，我国民用重型汽车总保有量约万辆进口和国产大约各占半我国重卡市场年需求量约万辆，其中重汽集团东风集团汽集团和北方公司的产品占绝大多数进口车中日本车居多。

随着我国各大港口集装箱吞吐大幅度上升，国家在九五期间兴建的条集装箱运输通道，交通部门为提高运输业的效率和效益规划在全国建设个货运中心，无疑都是载货车辆在集装箱和零散货物运输中发挥作用的大好机会。

最新数据统计，年月份货车市场累计完成销售辆，比同期增长。

月份，重卡市场呈现高速增长态势，重卡前七甲市场增长相对较快重卡市场新军也是积极开疆扩土，销量迅速提升月份，我国中型货车市场累计完成销售辆，比同期增长我国轻型货车市场累计完成销售辆，比同期增长我国微型货车市场累计完成销售辆，比同期增长。

可见随着国民经济的发展，货车的需求量越来越大，发展前景相当乐观。

随着社会经济发展速度越来越快，世界石油的越来越紧张，全球不可再生资源逐渐减少。

今后载货车发展的主要趋势是大吨位高功率低污染专业化运输，并在经济性动力性安全性舒适性可靠性方面有所提高，特别要适应未来的交通法规，满足未来更加严格的环保要求。

现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。

所以，在汽车传动系中设置了变速器。

汽车变速性能也直接影响汽车燃油经济性，所以要设计个运输生产效率高燃油经济性好，具有明显的社会效益和经济效益的变速传动系统。

本论文将根据汽车变速性能的特点以及实际的需求设计个手动式载货车变速器。

第二章变速器的概述及其方案的确定变速器的功用和要求变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。

为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒挡和空挡。

在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。

对变速器的基本设计要求保证汽车有必要的动力性和经济性。

设置空挡，用来切断发动机的动力传输。

设置倒挡，使汽车能倒退行驶。

设置动力输出装置。

换挡迅速省力方便。

工作可靠。

变速器不得有跳挡乱挡及换挡冲击等现象发生。

变速器应有高的工作效率。

变速器的工作噪声低。

除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小制造成本低拆装容易维修方便等要求。

变速器结构方案的确定变速器由传动机构与操纵机构组成。

变速器传动机构的结构分析与型式选择有级变速器与无级变速器相比，其结构简单制造低廉，具有高的传动效率η，因此在各类汽车上均得到广泛的应用。

设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围挡位数及各挡的传动比，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。

在本次设计中，已经给出传动比的相关参数，。

在本次设计中有个前进挡，个倒挡。

优点实现迅速无声换挡。

采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速挡。

采用传动比为的超速挡，可以更充分地利用发动机功率，降低单位行驶里程的发动机曲轴总转数，因而会减少发动机的磨损，降低燃料消耗。

本设计采用的中间轴变速器，直接挡的传递效率高，磨损及噪音也最小，这是中间轴式变速器的主要优点。

在齿轮中心距影响变速器尺寸的重要参数较小的情况下仍然可以获得大的挡传动比，这是中间轴轴式变速器的另优点。

其缺点是除直接挡外其他各挡的传动效率有所下降。

倒挡传动方案图为常见的倒挡布置方案。

本设计采用图所示的传动方案。

因为图所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便。

图所示方案的优点是换倒挡时利用了中间轴上的挡齿轮，因而缩短了中间轴的长度。

但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难。

图所示方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。

图所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图所示方案。

图所示方案是将中间轴上的，倒挡齿轮做成体，将其齿宽加长。

为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车倒挡传动采用图所示方案。

其缺点是，倒挡须各用根变速器拨叉轴，致使变速器上盖中的操纵机构复杂些。

图变速器倒挡传动方案因为变速器在挡和倒挡工作时有较大的力，变速器的低挡与倒挡，布置在在靠近轴的支承处，以减少轴的变形，保证齿轮重合度下降不多，然后按照从低挡到高挡顺序布置各挡齿轮。

变速器主要零件结构的方案分析变速器的设计方案必需满足使用性能制造条件维护方便及三化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。

本次设计中采用的挡倒挡，二挡三挡均为，四挡和五挡取为锥面工作长度缩短锥面工作长度，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设计中考虑到降低成本取倒挡，二三挡，四五挡取。

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。

轿车同步环厚度比货车小些，应选用锻件或精密锻造工艺加工制成，可提高材料的屈服强度和疲劳寿命。

货车同步环可用压铸加工。

段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空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。

本设计中同步器径向厚度取和。

锁止角锁止角选取的正确，可以保证只有在换挡的两个部分之间角速度差达到零值才能进行换挡。

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。

本次设计锁止角取。

装配间隙应使啮合套端面间隙应大于滑块端面间隙，否则会使锁环浮动，摩擦面处无摩擦力矩作用，致使啮合套可以通过同步环，而使同步环失去锁止作用。

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追面上的轴向力，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挡取，低挡取对货车变速器高挡取，低挡取。

在本设计中变速器高档取，低挡取。

同步器的尺寸计算及校核同步环结构参数及尺寸的确定同步环结构参数的确定如图所示图同步环简图分度圆直径同步环大端直径同步环锥面角同步环锥面宽考虑到同步环本身的强度和刚性，根据统计数据和经验，设计时可按下式初步确定同步环接合齿分度圆直径考虑到同步环的散热和耐磨损，提供足够大的锥面面积。

设计时推荐按下述经验公式确定同步锥面宽倒挡，二三挡同步器校核取另外设换挡时作用在变速器手柄上的法向力为对乘用车和客车，取对货车，取，变速器手柄到啮合套的传动比为，则作用在同步器摩擦锥面上的轴向力应为式中，为换挡机构的传动效率。

由此可计算得工作面上的摩擦力距为式中，为有摩擦力矩产生的，用来防止过早换挡的力，为锁止面平均半径。

即所以保证锁止和滑动齿套不能继续移动。

第六章变速器的操纵机构根据汽车使用条件的需要，驾驶员利用变速器的操纵机构完成选挡和实现换挡或退到空挡。

变速器的操纵机构应当满足如下要求换挡时只能挂入个挡位，换挡后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱挡或自动挂挡，防止误挂倒挡，换挡轻便。

用于机械式变速器的操纵机构，常见的是有变速杆拨块拨叉变速叉轴及互锁自锁和倒挡锁装置等主要零件组成，并依靠驾驶员手动完成选挡换挡或退到空挡工作，称手动换挡变速器。

本设计采用直接操纵手动换挡变速器，当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手动和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。

因为这种操纵方案结构最简单，已得到广泛应用。

近年来，单轨式操纵机构应用较多，其优点是减少了变速叉轴，各挡同用组自锁装置，因而使操纵机构简化，但它要求各挡换挡行程相等。

变速器的操纵机构还有其它两种形式，远距离操纵手动换挡变速器和电控自动换挡变速器。

远距离操纵手动换挡变速器是指平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手动经过这些转换机构才能完成换挡功能。

而电控自动换挡变速器是指年代以后，在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。

驾驶员只需控制油门踏板，汽车在行驶过程中就能自动完成换挡时刻的判断，接着自动实现收油门离合器分离选挡换挡离合器接合和回油门等系列动作，使汽车动力性经济性有所提高，从而简化操纵并减轻了驾驶员的劳动强度。

结论本次设计是机械式变速器的部分，变速器是车辆中不可缺少的部分，起着重要的重要，机械式变速器发展至今，技术已经成熟，但对于我们汽车专业的学生来说，其中的设计理念，研究方法等仍需要我们去学习和探讨。

本设计通过确定变速器的结构方案，分析零部件结构。

选择变速器的主要参数，如中心距外形尺寸和齿轮参数等，设计变速器的齿轮轴同步器等主要零件，结合元件使用寿命的影响，正确校核相应的元件，根据齿轮作用力的不同选择合适的轴承，对轴承寿命进行正确的校核来完成变速器的设计。

此外，运用软件来完成变速器整体结构的装配图和齿轮轴同步器等零件图设计。

对于本次设计的变速器来说，主要是对变速器的各个零件的设计计算及正确的校核，需要计算的地方很多，所