远舰汽车变速器设计（全套完整有CAD）

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，得对于轿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性模量齿轮接触的实际宽度，主从动齿轮节点处的曲率半径，直齿轮，斜齿轮，主从动齿轮节圆半径。

表.变速器齿轮许用接触应力齿轮渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮档和倒档常啮合齿轮和高档齿轮将作用在变速器第轴上的载荷作为作用载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见表.档齿轮接触应力校核已知•由于作用在两齿轮上的力为作用力与反作用力，故只计算个齿轮的接触应力即可，将作用在变速器第轴上的载荷作为计算载荷，将以上数据代入.可得二档齿轮接触应力校核已知•同档，将以上数据代入.可得三档齿轮接触应力校核已知•同档，将以上数据代入.可得四档齿轮接触应力校核已知•同档，将以上数据代入.可得五档齿轮接触应力校核已知•同档，将以上数据代入可得以上各档变速器齿轮的接触应力均小于齿轮的许用接触应力，所以各档均合格。

倒档齿轮的校核齿根弯曲疲劳许用应力计算输入轴倒档齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得齿面接触疲劳许用应力的计算已知•同档，将以上数据代入可得所以倒档齿轮接触疲劳强度和弯曲疲劳强度均合格。

.轴的结构和尺寸设计变速器的轴是变速器传递扭矩的主要部件，它的结构和强度直接影响变速器的使用寿命，变速器在工作时，由于齿轮上有圆周力径向力和轴向力的作用，变速器的轴要承受转矩和弯矩。

要求变速器的轴应该有足够强的刚度和强度。

因为刚度不足轴会产生弯曲变形，结果破坏了齿轮的正确啮合，对齿轮的强度耐磨性和工作噪声等均有不利影响。

因此在设计变速器轴时，其刚度的大小应以保证齿轮能有正确的啮合为前提条件。

设计阶段可根据经验公式和已知条件先确定轴的直径，然后根据公对于轿车，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。

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。

本设计初选螺旋角档及倒档为，其余各档为。

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.档及倒档其余各档。

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.。

为了增加齿轮啮合的重合度，降低噪声和提高齿根强度，有些变速器采用齿顶高系数大与.的细高齿。

本设计取为.。

各档齿轮齿数的分配及传动比的计算在初选中心距齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的档数传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数。

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。

根据图.确定各档齿轮齿数和传动比。

档齿数及传动比的确定档传动比为取整得。

轿车可在之间选取，取，则。

则档传动比为对中心距进行修正取整得，为标准中心矩。

二档齿数及传动比的确定证互锁作用。

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轿车，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。

图.五档变速器传动方案简图档主动齿轮档从动齿轮二档主动齿轮二档从动齿轮三档主动齿轮三档从动齿轮四档主动齿轮四档从动齿轮五档主动齿轮五档从动齿轮倒档主动齿轮倒档中间轴齿轮倒档输出轴齿轮.本章小结本章主要说明了变速器传动机构和操纵机构的类型，且简要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，其传动方案如图.。

第章变速器传动机构的设计与计算.变速器主要参数的选择本次毕业设计是在已知主要整车参数的情况下进行设计，远舰汽车整车主要技术参数如表.所示表.远舰汽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前轴载荷档数近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。

目前，乘用车般用个档位的变速器。

发动机排量大的乘用车变速器多用个档。

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，本次设计的远舰汽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。

最高档通常是直接档，传动比为.有的变速器最高档是超速档，传动比为。

影响最低档传动比选取的因素有发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力驱动轮与路面间的附着力主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。

目前乘用车的传动比范围在之间，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。

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。

变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小制造成本低维修方便等要求。

变速器按其传动比的改变方式分为有级无级和综合式的。

有级变速器按其前进挡的档位数分为三四五档及多档的而按其轴中心线的位置又分为固定轴线式旋转轴线行星齿轮式和综合式的。