（终稿）某中型货车五档位变速器设计（全套完整有CAD）

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知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得二档齿轮校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得三档齿轮校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得四档齿轮的校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得•五档齿轮的校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得对于中型货车当计算载荷取变速器输入轴最大转距时，其许用应力不超过，以上各档均合适。

轮齿接触应力校核.式中轮齿接触应力齿面上的法向力，圆周力，计算载荷•为节圆直径节点处压力角，为齿轮螺旋角齿轮材料的弹档齿轮应有不同的模数。

对于中型货车，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中型货车的发动机排量货车的最大总质量.模数中型货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，由于中型货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。

对于中型货车，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。

国家规定的标准压力角为，所以普遍采用的压力角为。

啮合套或同步器的压力角有等，普遍采用压力角。

本变速器为了加工方便，故全部选用标准压力角。

螺旋角齿轮的螺旋角对齿轮工作噪声轮齿的强度和轴向力有影响。

选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳噪声降低。

试验证明随着螺旋角的增大，齿的强度相应提高，但当螺旋角大于时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。

因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，并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，应当选用较大的螺旋角。

本设计初选螺旋角全部为。

齿宽齿宽对变速器的轴向尺寸质量齿轮工作平稳性齿轮强度和齿轮工作时的受力均匀程度等均有影响。

考虑到尽可能缩短变速器的轴向尺寸和减小质量，应该选用较小的齿宽。

另方面，齿宽减小使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，此时虽然可以用增加齿轮螺旋角的方法给予补偿，但这时轴承承受的轴向力增大，使其寿命降低。

齿宽较小又会使齿轮的工作应力增加。

选用较大的齿宽，工作中会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀造成偏载，导致承载能力降低，并在齿宽方向磨损不均匀。

通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽斜齿，取为，取.齿顶高系数齿顶高系数对重合度轮齿强度工作噪声轮齿相对滑动速度轮齿根切和齿顶厚度等有影响。

若齿顶高系数小，则齿轮重合度小，工作噪声大但因轮齿受到的弯矩减小，轮齿的弯曲应力也减少。

因此，从前因齿轮加工精度不高，并认为轮齿上受到的载荷集中齿顶上，所以曾采用过齿顶高系数为的短齿制齿轮。

在齿轮加工精度提高以后，包括我国在内，规定齿顶高系数取为.。

块式图.为摆动锁块式互锁机构工作示意图，锁块用同心轴螺钉安装在壳体上，并可绕螺钉轴线自由转动，操纵杆的拨头置于锁块槽内，此时，锁块的个或两个突起部分档住其它两个变速叉轴槽，保证换档时不能同时挂入两档。

转动钳口式图.为与上述锁块机构原理相似的转动钳口式互锁装置。

操纵杆拨头置于钳口中，钳形板可绕轴转动。

选档时操纵杆转动钳形板选入变速叉轴槽内，此时钳形板的个或两个钳爪抓住其它两个变速叉，保证互锁作用。

图.摆动锁块式互锁机构图.转动钳口式互锁机构操纵机构还应设有保证不能误挂倒档的机构。

通常是在倒档叉或叉头上装有弹簧机构，使司机在换档时因有弹簧力作用，产生明显的手感。

锁止机构还包括自锁倒档锁两个机构。

自锁机构的作用是将滑杆锁定在定位置，保证齿轮全齿长参加啮合，并防止自动脱档和挂档。

自锁机构有球形锁定机构与杆形锁定机构两种类型。

倒档锁的作用是使驾驶员必须对变速杆施加更大的力，方能挂入倒档，起到提醒注意的作用，以防误挂倒档，造成安全事故。

本次设计属于前置前轮驱动的中型货车，操纵机构采用直接操纵方式，锁定机构全部采用，即设置自锁互锁倒档锁装置。

采用自锁钢球来实现自锁，通过互锁销实现互锁。

倒档锁采用限位弹簧来实现，使驾驶员有感觉，防止误挂倒档。

.本章小结本章主要介绍了变速器传动机构和操纵机构的类型，分析了各类型机构的优缺点，并针对所设计的变速器的类型特点及功用，对变速器的传动方式操纵机构的布置方式及主要零件的形式，做出了初步的选择，为后期的设计工作打下基础。

第章变速器的设计与计算.变速器主要参数的选择本次毕业设计是在给定主要整车参数的情况下进行设计，中型货车整车主要技术参数如表.所示表.中型货车整车主要技术参数发动机最大功率车轮型号发动机最大转矩•最大功率时转速最大转矩时转速最高车速总质量变速器形式手动五档档数近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。

目前，中型货车般用个档位的变速器。

发动机排量大的中型货车变速器多用个档。

商用车变速器采用个档或多档。

载质量在的货车采用五档变速器，载质量在的货车采用六档变速器。

多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。

档数选择的要求相邻档位之间的传动比比值在.以下。

高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。

因此，本次设计的中型货车变速器为档变速器。

传动比范围变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。

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。

图.变速器齿轮尺寸控制图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。

要求齿轮制造精度不低于级。

变速器轴变速器轴多数情况下经轴承安装在壳体的轴承孔内。

当变速器中心距小，在壳体的同端面布置两个滚动轴承有困难时，输出轴可以直接压入壳体孔中，并固定不动。

用移动齿轮方式实现换档的齿轮与轴之间，应选用矩形花键连接，以保证良好的定心和滑动灵活，而且定心外径及矩形花键齿侧的磨削比渐开线花键要容易。

两轴式变速器输入轴和中间轴式变速器中间轴上的高档齿轮，通过轴与齿轮内孔之间的过盈配合和键固定在轴上。

两轴式变速器的输出轴和中间轴式变速器的第二轴上的常啮合齿轮副的齿轮与轴之间，常设置有滚针轴承滑动轴承，少数情况下齿轮直接装在轴上。

此时，轴的表面粗糙度不应低与，硬度不低于。

因渐开线花键定位性能良好，承载能力大且渐开线花键的齿短，小径相对增大能提高轴的刚度，所以轴与同步器上的轴套常用渐开线花键连接。

倒档轴为压入壳体孔中并固定不动的光轴，并由螺栓固定。

由上述可知，变速器的轴上装有轴承齿轮齿套等零件，有的轴上又有矩形或渐开线花键，所以设计时不仅要考虑装配上的可能，而且应当可以顺利拆装轴上各零件。

此外，还要注意工艺上的有关问题。

变速器轴承的选择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。

滚针轴承滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。

变速器中采用圆锥滚子轴承虽然有直径较小宽度较大因而容量大可承受高负荷等优点，但也有需要调整预紧装配麻烦磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合的缺点。

由于本设计的变速器为两轴变速器，具有较大的轴向力，所以设计中变速器输入轴输出轴的前后轴承按直径系列均选用圆锥滚子轴承。

.变速器操纵机构布置方案概述根据汽车使用条件的需要，驾驶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。

其中固定轴式又分为两轴式变速器，中间轴式变速器，双中间轴式变速器，多中间轴式变速器。

固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。

旋转轴式主要用于液力机械式变速器。

国内外汽车变速器的发展现状目前，国内外汽车变速器的发展十分迅速，普遍研究和采用电控自动变速器，这种变速器具有更好的驾驶性能良好的行驶性能以及更高的行车安全性。

但是驾驶员失去了驾驶乐趣，不能更好的体验驾驶所带来的乐趣。

机械式手动变速器具有结构简单传动效率高制造成本底和工作可靠，具有良好的驾驶乐趣等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。

在档位的设置方面，国外对其操纵的方便性和档位数等方面的要求愈来愈高。

目前，档特别是档变速器的用量有日渐增多的趋势。

同时，档变速器的装车率也在日益上升。

.设计的内容及方法本次设计的变速器是在原有中型货车的变速器的基础上，在给定发动机输出转矩转速及最高车速最大爬坡度等条件下，主要完成传动机构的设计，并绘制出变速器装配图及主要零件的零件图。

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。

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