捷达轿车GIF两轴式变速器设计（全套完整有CAD）

为了降低噪声，对于变速器中除去二档以外的其它各档齿轮的总变位系数要选用较小些的数值。

般情况下，随着档位的降低，总变位系数应该逐档增大。

二档和倒档齿轮，应该选用较大的值。

为了减小轴向力，抵档选用较小的螺旋角，档选，二档选为了增加重合度，减小噪声，三档四档五档选用较大的螺旋角，都选为。

档齿轮的变位查机械设计手册中的齿轮变位系数线图，得二档齿轮的变位查机械设计手册中的齿轮变位系数线图，得其他各档齿轮的变位同理得到三档四档五档变位系数如下.变速器齿轮强度校核齿轮材料的选择原则满足工作条件的要求。

不同的工作条件，对齿轮传动有不同的要求，故对齿轮材料亦有不同的要求。

但是对于般动力传输齿轮，要求其材料具有足够的强度和耐磨性，而且齿面硬，齿芯软。

合理选择材料配对。

如对硬度的软齿面齿轮，为使两轮寿命接近，小齿轮材料硬度应略高于大齿轮，且使两轮硬度差在左右。

为提高抗胶合性能，大小轮应采用不同钢号材料。

考虑加工工艺及热处理工艺。

大尺寸的齿轮般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常采用锻造毛坯，可选择锻钢制作。

尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。

软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢，经正火或调质处理后，再进行切削加工即可硬齿面齿轮硬度常采用低碳合金钢切齿后再表面渗碳淬火或中碳钢或中碳合金钢切齿后表面淬火，以获得齿面齿芯韧的金相组织，为消除热处理对已切轮齿造成的齿面变形需进行磨齿。

但若采用渗氮处理，其齿面变形小，可不磨齿，故可适用于内齿轮等无法磨齿的齿轮。

由于对齿轮直参与传动，磨损较大，齿轮所受冲击载荷作用也大，抗弯强度要求比较高。

应选用硬齿面齿轮组合，所有齿轮均选用渗碳后表面淬火处理，硬度为。

变速器齿轮弯曲强度校核齿轮弯曲强度校核斜齿轮.式中圆周力，计算载荷•节圆直径为法向模数斜齿轮螺旋角应力集中系数，.齿面宽法向齿距，齿形系数，可按当量齿数在齿形系数图.中查得重合度影响系数，.。

图.齿形系数图将上述有关参数据代入公式.，整理得到.档齿轮校核主动齿轮已.之间，总质量轻些的商用车在之间，其它商用车则更大。

本设计最高档传动比为.。

变速器各档传动比的确定主减速器传动比的确定发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为.式中汽车行驶速度发动机转速车轮滚动半径变速器传动比主减速器传动比。

已知最高车速最高档为超速档，传动比.车轮滚动半径由所选用的轮胎规格得到发动机转速由公式.得到主减速器传动比计算公式最抵档传动比计算按最大爬坡度设计，满足最大通过能力条件，即用档通过要求的最大坡道角坡道时，驱动力应大于或等于此时的滚动阻力和上坡阻力加速阻力为零，空气阻力忽略不计。

用公式表示如下.式中车辆总重量坡道面滚动阻力系数对沥青路面发动机最大扭矩•主减速器传动比变速器传动比为传动效率车轮滚动半径最大爬坡度般轿车要求能爬上的坡，大约由公式.得.已知.•.，把以上数据代入.式满足不产生滑转条件。

即用档发出最大驱动力时，驱动轮不产生滑转现象。

公式表示如下.式中驱动轮的地面法向反力，驱动轮与地面间的附着系数对混凝土或沥青路面可取之间。

已知取.，把数据代入.式得所以，档转动比的选择范围是初选档传动比为.。

变速器各档速比的配置按等比级数分配其它各档传动比，即中心距的选择初选中心距可根据经验公式计算.式中变速器中心距中心距系数，乘用车发动机最大输出转距为•变速器档传动比为.变速器传动效率，取。

.轿车变速器的中心距在范围内变化。

初取。

变速器的外形尺寸变速器的横向外形尺寸，可以根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。

影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数换档机构形式以及齿轮形式。

乘用车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列公式选用初选长度为。

齿轮参数的选择模数选取齿轮模数时般要遵守的原则是为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用种模数从强度方面考虑，各档齿轮应有不同的模数。

对于轿车，减少工作噪声较为重要，因此模数应选得小些对于货车，减小质量比减小噪声更重要，因此模数应选得大些。

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.模数轿车模数的选取以发动机排量作为依据，由表.选取各档模数为，由于轿车对降低噪声和振动的水平要求较高，所以各档均采用斜齿轮。

压力角压力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪声较低压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。

对于轿车，为了降低噪声，应选用等小些的压力角。

对货车，为提高齿轮强度，应选用.或等大些的压力角。

员利用操纵机构完成选档和实现换档或退到空档。

变速器操纵机构应当满足如下主要要求换档时只能挂入个档位，换档后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱档或自动挂档，防止误挂倒档，换档轻便。

变速器操纵机构通常装在顶盖或侧盖内，也有少数是分开的。

变速器操纵机构操纵第二轴上的滑动齿轮啮合套或同步器得到所需不同档位。

用于机械式变速器的操纵机构，常见的是由变速杆拨块拨叉变速叉轴及互锁自锁和倒档装置等主要零件组成，并依靠驾驶员手力完成选档换档或推到空档工作，称为手动换档变速器。

直接操纵式手动换档变速器当变速器布置在驾驶员座椅附近时，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换档功能的手动换档变速器，称为直接操纵变速器。

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，各档同用组自锁装置，因而使操纵机构简化，但它要求各档换档行程相等。

远距离操纵手动换档变速器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，换档手力经过这些转换机构才能完成换档功能。

这种手动换档变速器，称为远距离操纵手动换档变速器。

电动自动换档变速器世纪年代以后，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，使之实现自动换档，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档，这种变速器成为电动自动换档变速器。

由于所设计的变速器为两轴变速器，采用发动机前置前轮驱动，变速器离驾驶员座椅较近，所以采用直接操纵式手动换档变速器。

典型的操纵机构及其锁定装置图.为典型的操纵机构图定位装置的作用是将被啮合件保持在定位置上，并防止自动啮合和分离，般采用弹簧和钢球式机构。

换档机构变速器换档机构有直齿滑动齿轮啮合套和同步器换档三种形式。

采用轴向滑动直齿齿轮换档，会在轮齿端面产生冲击，齿轮端部磨损加剧并过早损坏，并伴随着噪声。

因此，除档倒档外已很少使用。

常啮合齿轮可用移动啮合套换档。

因承受换档冲击载荷的接合齿齿数多，啮合套不会过早被损坏，但不能消除换档冲击。

目前这种换档方法只在些要求不高的档位及重型货车变速器上应用。

使用同步器能保证换档迅速无冲击无噪声，而与操作技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性燃油经济性和行驶安全性。

同上述两种换档方法比较，虽然它有结构复杂制造精度要求高轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。

利用同步器或啮合套换档，其换档行程要比滑动齿轮换档行程小。

通过比较，考虑汽车的操纵性能，本设计全部档位均选用同步器换档。

防脱档设计互锁装置是保证移动变速叉轴时，其它变速叉轴互被锁住，该机构的作用是防止同时挂入两档，而使挂档出现重大故障。

常见的互锁机构有互锁销式图.是汽车上用得最广泛的种机构，互锁销和顶销装在变速叉轴之间，用销子的长度和凹槽来保证互锁。

图.，为空档位置，此时任叉轴可自由移动。

图.，为叉轴在工作对变速器传动机构的分析与选择通过比较两轴和中间轴式变速器各自的优缺点，以及所设计车辆的特点，确定传动机构的布置形式。

变速器主要参数的选择变速器主要参数的选择档数传动比中心距齿轮参数等。

变速器齿轮强度的校核变速器齿轮强度的校核主要对变速器的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行校核。

轴的基本尺寸的确定及强度计算对于轴的强度计算则是对轴的刚度和强度分别进行校核。

轴承的选择与寿命计算对变速器轴的支撑部分选用圆锥磙子轴承，寿命计算是按汽车的大修里程来衡量，轿车的为万公里。

本次设计主要是查阅近几年来有关国内外变速器设计的文献资料，结合所学专业知识，在老师的正确指导下进行设计。

通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，计算变速器的齿轮的结构参数并对其进行校核计算同时对同步器换档操纵机构等结构件进行分析设计另外，对现有传统变速器的结构进行改进完善。

第章变速器传动机构与操纵机构的布置.变速器传动机构布置方案机械式变速器具有结构简单传动效率高制造成本底和工作可靠等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。

变速器传动方案分析与选择机械式变速器传动机构布置方案主要有两种两轴式变速器和中间轴式变速器。

其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。

与中间轴式变速器相比，它具有轴和轴承数少，结构简单轮廓尺寸小易布置等优点。

此外，各中间档因只经对齿轮传递动，故传动效率高，同时噪声小。

但两轴式变速器不能设置直接档，所以在工作时齿轮和轴承均承载，工作噪声增大且易损坏，受结构限制其档速比不能设计的很大。

其特点是变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成体，发动机纵置时直接输出动力。

而中间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汽车上。

其特点是变速器轴后端与常啮合齿轮做成体绝大多数方案的第二轴与轴在同条直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接档，使用直接档变速器齿轮和轴承及中间轴不承载，此时噪声低，齿轮轴承的磨损减少。

对不同类型的汽车，具有不同的传动系档位数，其原因在于它们的使用条件不同对整车性能要求不同汽车本身的比功率不同。

而传动系的档位数与汽车的动力性燃油经济性有着密切的联系。

就动力性而言，档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。

就燃油经济性而言，档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区下作的能力，降低了油耗。

从而能提高汽车生产率，降低运输成木。

不过，增加档数会使变速器机构复杂和质量增加，轴向尺寸增大成本提高操纵复杂。

综上所述，由于此次设计的捷达变速器是中档轿车变速器，驱动形式属于发动机前置