廓曲率半径，减小接触应力。对于低挡齿轮，由于小齿轮的齿根强度较低，加之传递载荷较大，小齿轮可能出现齿根弯曲断裂的现象。总变位系数越小，对齿轮齿更总厚度越薄，齿根越弱，抗弯强度越低。但是由于轮齿的刚度较小，易于吸收冲击振动，故噪声要小些。根据上述理由，为降低噪声，变速器中除去二挡和倒挡以外的其他各挡齿轮的总变位系数要选用较小的些数值，以便获得低噪声传动。其中，挡主动齿轮的齿数，因此挡齿轮不需要变位。.变速器齿轮的强度计算与材料的选择齿轮的损坏原因及形式齿轮的损坏形式分三种轮齿折断齿面疲劳剥落和移动换挡齿轮端部破坏。轮齿折断分两种轮齿受足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断轮齿再重复载荷作用下齿根产生疲劳裂纹，裂纹扩展深度逐渐加大，然后出现弯曲折断。前者在变速器中出现的很少，后者出现的多。齿轮工作时，对相互啮合，齿面相互挤压，这是存在齿面细小裂缝中的润滑油油压升高，并导致裂缝扩展，然后齿面表层出现块状脱落形成齿面点蚀。他使齿形误差加大，产生动载荷，导致轮齿折断。用移动齿轮的方法完成换挡的抵挡和倒挡齿轮，由于换挡时两个进入啮合的齿轮存在角速度茶，换挡瞬间在齿轮端部产生冲击载荷，并造成损坏。齿轮的强度计算与校核与其他机械设备使用的变速器比较，不同用途汽车的变速器齿轮使用条件仍是相似的。此外，汽车变速器齿轮所用的材料热处理方法加工方法精度等级支撑方式也基本致。如汽车变速器齿轮用低碳合金钢制造，采用剃齿或齿轮精加工，齿轮表面采用渗碳淬火热处理工艺，齿轮精度不低于级。因此，比用于计算通用齿轮强度公式更为简化些的计算公式来计算汽车齿轮，同样可以获得较为准确的结果。在这里所选择的齿轮材料为。齿轮弯曲强度计算直齿轮弯曲应力式中，弯曲应力挡齿轮的圆周力，其中为计算载荷•，为节圆直径。应力集中系数，可近似取.摩擦力影响系数，主动齿轮取.，从动齿轮取.齿宽，取端面齿距齿形系数当处于挡时，中间轴上的计算扭矩为故由可以得出再将所得出的数据代入式可得当计算载荷取作用到变速器第轴上的最大扭矩时，挡直齿轮的弯曲应力在之间。斜齿轮弯曲应力式中为重合度影响系数，取.其他参数均与式注释相同选择齿形系数时，按当量模数在图中查得。二挡齿轮圆周力根据斜齿轮参数计算公式可得出.齿轮的当量齿数.，可查表得。故同理可得。依据计算二挡齿轮的方法可以得出其他挡位齿轮的弯曲应力，其计算结果如下三挡四挡五挡六挡当计算载荷取作用到第轴上的最大扭矩时，对常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在范围内，因此，上述计算结果均符合弯曲强度要求。根据上式可的出.。故有中心距中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距应能保证齿轮的强度。三轴式变速器的中心局可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初定η式中，中心距系数。对轿车，对货车，对多挡变速器.变速器处于挡时的输出扭矩η.﹒故可得出初始中心距.。轴向尺寸变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒挡中间齿轮和换挡机构的布置初步确定。轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸。货车变速器壳体的轴向尺寸与挡数有关五挡六挡当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数应取给出系数的上限。为检测方便，取整。本次设计采用手动挡变速器，其壳体的轴向尺寸是.，变速器壳体的最终轴向尺寸应由变速器总图的结构尺寸链确定。齿轮参数齿轮模数建议用下列各式选取齿轮模数，所选取的模数大小应符合规定的标准值。第轴常啮合斜齿轮的法向模数其中，可得出.，取.。挡直齿轮的模数通过计算.，取。同步器和啮合套的接合大都采用渐开线齿形。由于制造工艺上的原因，同变速器中的结合套模数都去相同，轿车和轻型货车取.。本设计取.。齿形压力角螺旋角和齿宽汽车变速器齿轮的齿形压力角及螺旋角按表选取。表汽车变速器齿轮的齿形压力角与螺旋角项目车型齿形压力角螺旋角轿车高齿并修形的齿形般货车规定的标准齿形重型车同上低挡倒挡齿轮.，小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。在本设计中变速器齿轮压力角取,啮合套或同步器取斜齿轮螺旋角取。应该注意的是选择斜齿轮的螺旋角时应力求使中间轴上是轴向力相互抵消。为此，中间轴上的全部齿轮律去右旋，而第轴和第二轴上的的斜齿轮去左旋，其轴向力经轴承盖由壳体承受。齿轮宽度的大小直接影响着齿轮的承载能力，加大，齿的承载能力增高。但试验表明，在齿宽增大到定数值后，由于载荷分配不均匀，反而使齿轮的承载能力降低。所以，在保证齿轮的强度条件下，尽量选取较小的齿宽，以有利于减轻变速器的重量和缩短其轴向尺寸。通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽直齿，斜齿，第轴常啮合齿轮副齿宽的系数值可取大些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动的平稳性和齿轮寿命。.各挡传动比及其齿轮齿数的确定在初选了中心距齿轮的模数和螺旋角后，可根据预先确定的变速器挡数传动比和结构方案来分配各挡齿轮的齿数。下面结轮驱动的轿车采用中间轴式变速器，为缩短传动轴长度，可将变速器后端加长，如图所示。伸长后的第二轴有时装在三个支承上，其最后个支承位于加长的附加壳体上。如果在附加壳体内，布置倒挡传动齿轮和换挡机构，还能减少变速器主体部分的外形尺寸。变速器用图所示的多支承结构方案，能提高轴的刚度。这时，如用在轴平面上可分开的壳体，就能较好地解决轴和齿轮等零部件装配困难的问题。图所示方案的高挡从动齿轮处于悬臂状态，同时挡和倒挡齿轮布置在变速器壳体的中间跨距里，而中间挡的同步器布置在中间轴上是这个方案的特点。倒挡传动方案图为常见的倒挡布置方案。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。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。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。本设计采用图所示的传动方案。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，所以无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的低挡与倒挡，都应当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，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。倒挡的传动比虽然与挡的传动比接近，但因为使用倒挡的时间非常短，从这点出发有些方案将挡布置在靠近轴的支承处。.变速器主要零件结构方案的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等要求。在确定变速器结构方案时，也要考虑齿轮型式换挡结构型式轴承型式润滑和密封等因素。齿轮型式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挡和倒挡。但是，在本设计中由于倒挡采用的是常啮合方案，因此倒挡也采用斜齿轮传动方案，即除挡外，均采用斜齿轮传动。换挡机构型式换挡结构分为直齿滑动齿轮啮合套和同步器三种。直齿滑动齿轮换挡的特点是结构简单紧凑，但由于换挡不轻便换挡时齿端面受到很大冲击导致齿轮早期损坏滑动花键磨损后易造成脱挡噪声大等原因，采用直齿滑动齿轮换挡时，换挡行程长也是它的缺点。因此，除挡倒挡外很少采用。采用同步器换挡可保证齿轮在换挡时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换挡时间，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。。采用性能优异的手动变速器，更能增加汽车的操控性与驾驶乐趣而增加变速器的挡数，又能够改善汽车的动力性燃油经济性和平均车速，因此目前宝马汽车的手动变速器均采用六挡形式。.部分已知的主要参数本设计主要进行中级轿车三轴六挡机械式变速器的结构设计，包括齿轮传动部分操纵机构部分等，并进行相关的计算与校核。设计中所采用的相关参数均来源于中级轿车车型主减速比.最高时速轮胎型号最大扭矩最大功率最高转速.本章小结本章主要对变速器的基本分类及其些发展状况进行了分析，在遵循变速器设计要求并结合所设计车型的具体参数确立了基本的研究设计方向。本设计为手动换挡形式的机械式变速器，通过以上的初步研究为今后具体的结构分析和零部件设计做好了准备工作。第章机械式变速器的概述及其方案的确定.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。传动比范围是变速器低挡传动比与高挡传动比的比值。汽车行驶的道路状况愈多样，发动机的功率与汽车质量之比愈小，则变速器的传动比范围应愈大。目前，轿车变速器的传动比范围为般用途的货车和轻型以上的客车为越野车与牵引车为。通常，有级变速器具有个前进挡重型载货汽车和重型越野汽车则采用多挡变速器，其前进挡位数多达个甚至个。变速器挡位数的增多可提高发动机的功率利用效率汽车的燃料经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但采用手动的机械式操纵机构时，要实现迅速无声换挡，对于多于个前进挡的变速器来说是困难的。因此，直接操纵式变速器挡位数的上限为挡。多于个前进挡将使操纵机构复杂化，或者需要加装具有独立操纵机构的副变速器，后者仅用于定行驶工况。些轿车和货车的变速器，采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速挡。采用传动比小于的超速挡，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。但与传动比为的直接挡比较，采用超速挡会降低传动效率。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。三轴式和两轴式变速器得到的最广泛的应用。三轴式变速器如图所示，其第轴的常啮合齿轮与第二轴的各挡齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且第第二轴同心。将第第二轴直接连接起来传递扭矩则称为直接挡。此时，齿轮轴承及中间轴均不承载，而第第二轴也传递