（终稿）CA538中型货车三轴式五档手动变速器设计（全套完整有CAD）

应该注意的是，各档齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀。

确定档齿轮的齿数档齿轮选用斜齿圆柱齿轮，模数，初选螺旋角。

中间轴档齿轮齿数，货车可在之间选用，最小为，取，档齿轮为斜齿轮。

档传动比为.为了求，的齿数，先求其齿数和，斜齿取整为即对中心距进行修正因为计算齿数和后，经过取整数使中心距有了变化，所以应根据取定的和齿轮变位系数重新计算中心距，再以修正后的中心距作为各档齿轮齿数分配的依据。

.取整为。

对档齿轮进行角度变位确定实际螺旋角端面压力角端面啮合角中心距变动系数变位系数之和查变位系数线图得齿顶降低系数计算档齿轮参数分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径当量齿数确定常啮合传动齿轮副的齿数常啮合齿轮选用斜齿圆柱齿轮，模数，初选螺旋角。

由式.求出常啮合传动齿轮的传动比.常啮合传动齿轮的中心距与档齿轮的中心距相等，即.由式得.，取整为则对常啮合齿轮进行角度变位确定实际螺旋角理论中心距端面压力角端面啮合角中心距变动系数变位系数之和查变位系数线图得齿顶降低系数计算常啮合齿轮参数分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径当量齿数确定其他各档的齿数．二档齿轮为斜齿轮，模数.，初选由式得.，.取整为，对二档齿轮进行角度变位确定实际螺旋角理论中心距端面压力角端面啮合角中心距变动系数变位系数之和查变位系数线图得齿顶降低系数计算二档齿轮参数分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径当量齿数．三档齿轮为斜齿轮，模数.，初选由式得.，.取整为，对三档齿轮进行角度变位确定实际螺旋角理论中心距端面压力角端面啮合角中心距变动系数变位系数之和查变位系数线图得齿顶降低系数计算三档齿轮参数分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径当量齿数．四档齿轮为斜齿轮，模数.，初选由式得.，.取整为，对二档齿轮进行角度变位确定实际螺旋角理论中心距端面压力角端面啮合角中心距变动系数变位系数之和查变位系数线图得齿顶降低系数计算二档齿轮参数分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径当量齿数确定倒档齿轮齿数倒档齿轮选用直尺双联齿轮，倒档齿轮选用的模数与档相同，倒档齿轮的齿数般在之间，初选后，可计算出中间轴与倒档轴的中心距。

初选则为保证倒档齿轮的啮合和不产生运动干涉，齿轮和的齿顶圆之间应保持有.以上的间隙，则齿轮的齿顶圆直径应为.为了保证齿轮和的齿顶圆之间应保持有.以上的间隙，取参照同类车型齿轮般齿数小于，倒值与值相近，取计算倒档轴和第二轴的中心距计算倒档传动比.分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径.本章小结本章首先根据所学汽车理论的知识计算出主减速器的传动比，然后计算出变速器的各档传动比接着确定齿轮的参数，如齿轮的模数压力角螺旋角齿宽齿顶高系数介绍了齿轮变位系数的选择原则，并根据各档传动比计算各档齿轮的齿数，根据齿数重新计算各档传动比，同时对各档齿轮进行变位。

第章变速器齿轮的设计及校核.齿轮的材料选择齿轮坏损形式及避免错失变速器齿轮的损坏形式主要有三种齿轮折断齿面点蚀齿面胶合。

．齿轮折断齿轮在啮合过程中，轮齿表面承受有集中载荷的作用。

轴式变速器的中心距可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初选，经验公式为.式中中心距系数，乘用车，商用车发动机的最大转矩•变速器挡传动比变速器的传动效率，取将各数代入式.中得也可以由发动机最大转矩按下式直接求出.式中按发动机最大转矩直接求时的中心距系数，对乘用车取对商用车取将各数代入式.中得综上所述，初选中心距。

.变速器的外形尺寸变速器的外形尺寸主要指变速器的轴向尺寸，其轴向尺寸与档位数齿轮型式换档机构的结构型式等都有直接关系，设计初可根据中心距的尺寸参照下列关系式初选。

商用车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列数据选用四档五档六档此变速器为五档，故外形尺寸为。

.变速器的齿轮参数的确定齿轮齿数确定变速器齿轮齿数时，应考虑．尽量符合动力性经济性等对各档传动比的要求．最少齿数不应产生根切。

通常，变速器中间轴档齿轮是齿数最少的齿轮，此齿轮不应产生根切，而且齿根圆直径应大于中间轴直径．互相啮合的齿轮，齿数间不应有公因数，速度高的齿轮更应注意这点．齿数多，可降低齿轮传动的躁声。

齿轮模数齿轮模数由轮齿的弯曲疲劳强度或最大载荷作用下的静强度所决定。

选择模数时应考虑到当增大齿宽而减小模数时将降低变速器的噪声，而为了减小变速器的质量，则应增大模数并减小齿宽和中心距。

降低噪声水平对轿车很重要，而对载货汽车则应重视减小质量。

根据圆柱齿轮强度的简化计算方法，可列出齿轮模数与弯曲应力之间有如下关系直齿轮模数.式中计算载荷，•应力集中系数，直齿齿轮取.摩擦力影响系数，主动齿轮取.，被动齿轮取.齿轮齿数齿宽系数，直齿齿轮取齿形系数，见图轮齿弯曲应力，当时，直齿齿轮的许用应力。

斜齿轮法向模数.式中计算载荷，•应力集中系数，斜齿齿轮取.斜齿螺旋角摩擦力影响系数，主动齿轮取.，被动齿轮取.齿轮齿数齿宽系数，斜齿齿轮取齿形系数，见图轮齿弯曲应力，当时，对乘用车变速器斜齿齿轮的许用应力，商用车变速器斜齿齿轮的许用应力。

从轮齿应力的合理性及强度考虑，每对齿轮应有各自的模数，但出于工艺考虑，模数应尽量统，多采用折衷方案。

表.给出了汽车变速器齿轮模数范围。

表.汽车变速器齿轮的法向模数车型乘用车的发动机排量货车的最大总质量.模数设计时所选模数应符合国标规定表.并满足强度要求。

表.汽车变速器常用齿轮模数系列.二系列图齿形系数当载荷作用在齿顶.啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线。

由于工艺上的原因，同变速器中的接合齿模数相同。

其取值范围是乘用车和总质量在的货车为总质量大于.的货车为。

选取较小的模数值可使齿数增多，有利于换档。

由表.和表.并且参照同类车型选取模数齿形压力角及螺旋角压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。

对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些对货车，为提高齿轮承载力，取大些。

变速器齿轮用，啮合套或同步器的接合齿压力角用。

斜齿轮在变速器中得到广泛的应用。

选斜齿轮的螺旋角，要注意它对齿轮工作噪声齿轮的强度和轴向力的影响。

从提高低档齿轮的抗弯强度出发，不希望用过大的螺旋角而从提高高档齿轮的接触强度着眼，应选用较大螺旋角。

斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用两轴式变速器为中间轴式变速器为货车变速器汽车变速器的齿形压力角及螺旋角按表.选取。

．改善齿轮受载状况各档齿轮在变速器中的位置安排，应考虑齿轮的受载状况。

承受载荷大的低档齿轮，般安置在离轴承较近的地方，以较小轴的变形，使齿轮的重叠系数不致下降过多。

变速器齿轮主要是因接触应力过高而造成表面点蚀损坏，因此将高档齿轮安排在离两支撑较远处较好。

该处因轴的变形而引起齿轮的偏转角较小，故齿轮的偏载也小。

因为变速器在档和倒档工作时有较大的力，所以无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的低档与倒档，都应当布置在靠近轴的支承处，以减少轴的变形，保证齿轮重合度下降不多，然后按照从低档到高档顺序布置各挡齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。

倒档的传动比虽然与档的传动比接近，但因为使用倒档的时间非常短，从这点出发有些方案将档布置在靠近轴的支承处，然后再布置倒档。

此时在倒档工作时，齿轮磨损与噪声在短时间内略有增加，与此同时在档工作时齿轮的磨损与噪声有所减少。

综上所述，由于本次设计的为中型货车变速器，布置形式采用发动机前置后轮驱动，变速器布置的空间较大，对变速器的结构要求较高，要求运行时噪声要小，故选用三轴五档变速器，并且五档为直接档。

采用图的倒档布置形式。

.变速器零部件结构方案分析确定齿轮形式变速器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，运转平稳作时噪声低等优点缺点是制造时工艺复杂，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档。

变速器齿轮可以与轴设计为体或与轴分开，然后用花键过盈配合或者滑动支承等方式之与轴连接。

齿轮尺寸小又与轴分开，其内径直径到齿根圆处的厚度图影响齿轮强度。

要求尺寸应该大于或等于轮齿危险断面处的厚度。

为了使齿轮装在轴上以后，保持足够大的稳定性，齿轮轮毂部分的宽度尺寸，在结构允许条件下应尽可能取大些，至少满足尺寸要求.式中花键内径。

图变速器齿轮尺寸控制图为了减小质量，轮辐处厚度应在满足强度条件下设计得薄些。

图中的尺寸可取为花键内径的倍。

齿轮表面粗糙度数值降低，则噪声减少，齿面磨损速度减慢，提高了齿轮寿命。

变速器齿轮齿面的表面粗糙度应在范围内选用。

变速器自动脱档机构形式分析确定自动脱档是变速器的主要故障之。

由于接合齿磨损变速器刚度不足以及振动等原因，都会导致自动脱档。

为解决这个问题，除工艺上采取措施以外，目前在结构上采取措施且行之有效的方案有以下几种．将两接合齿的啮合位置错开，如图所示。

这样在啮合时，使接合齿端部超过被接合齿的。

使用中两齿接触部分受到挤压同时磨损，并在接合齿端部形成凸肩，可用来阻止接合齿自动脱档。

．将啮合齿套齿座上前齿圈的齿厚切薄切下，这样，换档后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住，从而阻止自动脱档，如图所示。

．将接合齿的工作面设计并加工成斜面，形成倒锥角般倾斜，使接合齿面产生阻止自动脱档的轴向力，如图所示。

这种方案比较有效，应用较多。

将接合齿的齿侧设计并加工成台阶形状，也具有相同的阻止自动脱档的效果。