转速，轴的许用扭转剪应力，见.表表.轴常用集中材料的及值轴的材料,由式.得到轴直径的计算公式.对中间轴为合金钢则查表得为为。代入式.得取为。二轴为查表得为为代入式.得取为。轴的强度计算轴的受力如图.所示图.变速器受力图轴的挠度验算轴的挠度和转角可按材料力学的有关公式计算。计算时，仅计算齿轮所在位置处轴的挠度和转角。第轴常啮合齿轮副，因距离支承点近，负荷又小，通常挠度不大，故可以不必计算。变速器齿轮在轴上的位置如图所示时，若轴在垂直面内挠度为，在水平面内挠度为和转角为，可分别用下式计算.式中齿轮齿宽中间平面上的径向力齿轮齿宽中间平面上的圆周力弹性模量，.惯性矩，对于实心轴，轴的直径，花键处按平均直径计算为齿轮上的作用力距支座的距离支座间的距离。轴的全挠度为轴在垂直面和水平面内挠度的允许值为，。齿轮所在平面的转角不应超过.。与中间轴齿轮常啮合的第二轴上的齿轮，常通过青铜衬套或滚针轴承装在轴上，也有的省去衬套或滚针轴承装在轴上，这就能增大轴的直径，因而使轴的刚度增加。第二轴轴上受力分析如图.所示。图.变速器的挠度和转角变速器在档工作时二轴和中间轴的刚度第轴轴上受力分析如图.所示。中间轴轴上受力分析如图.所示。二轴轴刚度校核将各已知参数代入公式.得到各已知参数代入公式.，.得到所以变速器二轴在档工作时满足刚度要求。同理变速器在档时中间轴符合刚度要求变速器二轴在二档工作时满足刚度要求。变速器在二档时中间轴符合刚度要求。变速器二轴在三档工作时满足刚度要求。变速器在三档时中间轴符合刚度要求。变速器二轴在四档工作时满足刚度要求。.轴承的选择与校核轴承的使用寿命可按汽车以平均速度行驶至大修前的总行驶里程来计算，对于汽车轴承寿命的要求是轿车万公里，货车和大客车万公里。，式子中，轴轴承的选择与校核初选轴承型号根据轴承处直径选择型号轴承，查得，计算轴承当量动载荷当变速器在档工作时轴承受到的力分别为，查机械原理与设计得到查机械原理与设计得到当量动载荷计算.将各已知参数代入式.在.到.之间取，取为.，轴承寿命计算公式为.将个已知参数代入式.得到对于汽车轴承寿命的要求是轿车万公里，货车和大客车万公里。，式子中，。如表.所示，变速器各档位相对工作使用率为表.五档变速器各档位相对工作使用率车型档位数最高档传动比变速器档位货车ⅠⅡⅢⅣⅤ所以所选轴承满足设计要求。当变速器在四档工作时轴承受到的力分别为，查机械原理与设计得到查表机械原理与设计得到当量动载荷计算代入式.在.到.之间取，取为.，将个已知参数代入式.得到对于汽车轴承寿命的要求是轿车万公里，货车和大客车万公里。本设计为货车式子中，。.所以轴承符合要求。中间轴轴承的选择与校核初选轴承型号根据中间轴装轴承处轴直径选择型号轴承，查得，轴承受力为，轴承内部轴向力为假设左侧为，右侧为，所以，左侧，则代入式.得在.到.之间取，取为.，代入式.得到.所以满足使用要求。同理中间轴右侧和二轴轴承同样满足使用要求。.本章小结本章主要是对变速器的齿轮和轴进行材料的选择。据不同档位，不同扭矩的条件下进行齿轮的接触强度和弯曲强度的校核，以及各轴在不同扭矩作用下刚度和强度的校核，次还对各轴的轴承进行了选取和寿命计算，使齿轮，轴和轴承满足使用要求。本章设计是变速器设计环节中计算量最大的部分，涉及到许多的专业基础知识，而且变速器的能不能满足许用要求也必修进行强度校核这关键步骤。第章变速器同步器及操纵机构的选择.同步器同步器是变速器换档机构的主要部件，能保证汽车稳定换档，防止齿轮的撞击损坏。同步器有常压式惯性式和增力式三种。现在得到最广泛的是惯性式同步器。同步器工作原理目前所有的同步器几乎都是摩擦同步器，它的工作原理是使工作表面产生摩擦力矩，以克服被啮合零件的惯性力矩，使之在最短的时间内达到同步状态。同步器有常压式惯性式和惯性增力式三种。常压式同步器结构虽然简单，但有不能保啮合件在同步状态下即角速度相等换档的缺点，现已不用。得到广泛应用的是惯性式同步器。惯性式同步器能做到换档时，在两换档元件之间的角速度达到完全相等之前不允许换档，因而能很好地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。按结构分，惯性式同步器有锁销式滑块式锁环式多片式和多锥式几种。虽然它们结构不同，但是它们都有摩擦元件锁止元件和弹性元件。本设计考虑到所设计的为轻型货车选用锁环式同步器作为设计对象。惯性同步器惯性式同步器能做到换档时，在两换档元件之间的角速度达到完全相等之前不允许换档，因而能很好地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。按结构分，惯性式同步器有锁销式滑块式锁环式多片式和多锥式几种。虽然它们结构不同，但是它们都有摩擦元件锁止元件和弹性元件。本设计选择锁环式同步器。锁环式同步器结构如图所示，锁环式同步器的结构特点是同步器的摩擦元件位于锁环或和齿轮或凸肩部分的锥形斜面上。作为锁止元件是在锁环或上的齿和做在啮合套上齿的端部，且端部均为斜面称为锁止面。弹性元件是位于啮合套座两侧的弹簧圈。弹簧圈将置于啮合套座花键上中部呈凸起状的滑块压向啮合套。在不换档的中间位置，滑块凸起部分嵌入啮合套中部的内环槽中，使同步器用来换档的零件保持在中立位置上。滑块两端伸入锁环缺口内，而缺口的饿尺寸要比滑块宽个接合齿。锁环式同步器工作原理换档时，沿轴向作用在啮合套上的换档力，推啮合套并带动滑块和锁环移动，直至锁环面与被接合齿轮上的锥面接触为止。之后，因作用在锥面上的法向力与两锥面之间存在速度差，致使在锥面上作用有摩擦力矩，它使锁环相对啮合套和滑块转过个角度，并由滑块予以确定。接下来，啮合套的齿端与锁环齿端的锁止面接触图，使啮合套的移动受阻，同步器处于锁止状态，换档的第阶段工作至此已完成。换档力将锁环继续压靠在锥面上，并使摩擦力矩增大，与此同时在锁止面处作用有与之方向相反的拨环力矩。齿轮与锁环的角速度逐渐接近，在角速度相等的瞬间，同步过程结束，完成了换档过程的第二阶段工作。之后，摩擦力矩随之消失，而拨环力矩使锁环回位，两锁止面分开，同步器解除锁止状态，啮合套上的接合齿在换档力作用下通过锁环去与齿轮上的接合齿啮合图，完成同步换档。锁环式同步器有工作可靠零件耐用等优点，但因结构布置上的限制，转矩容量不大，而且由于锁止面在锁环的接合齿上，会因齿端磨损而失效，因而主要用于乘用车和总质量不大的货车变速器中。锁环接合齿圈滚针轴承滑块弹簧圈齿轮啮合套座啮合套图.锁环式同步器同步器锁止位置同步器换档位置锁环啮合套啮合套上的接合齿滑快图.锁环式同步器工作原理.操纵机构的选择概述根据汽车使用条件，驾驶员需要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十只能挂入个档位，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。典型操纵换档机构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。这时要求整套系统有足够的刚性，切各连接件之间间隙不能过大，否则换档手感不明显，并增加了变速杆颤动的可能性。此时，变速器支座应固定在受车架变形汽车振动影响较小的地方，最好将换档传动机构发动机离合器变速器连成体，以避免对操纵有不利的影响。电动自动换档变速器尽管有级式机械变速器应用广泛，但是它有换档工作复杂对驾驶员操纵技术要求高并使驾驶员容易疲劳等缺点。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时刻的判断，接着自动实现收油门离合器分离选档换档离合器接合和回油门等系列动作，使汽车动力性燃油经济性有所提高，简化操纵并减轻了驾驶员的劳动强度。结合本设计的实际情况，并综合各种设计的优缺点，决定选用直接操纵式手动换挡机构。.变速器壳体的设计变速器壳体的尺寸要尽可能小，同时质量也要小，并具有足够的刚度，用来保证轴和轴承工作时不会歪斜。变速器横向断面尺寸应保证能布置下齿轮，而且设计时还应当注意到壳体侧面的内壁与转动齿轮齿顶之间留有的间隙，否则由于增加了润滑油的液压阻力，会导致产生噪声和使变速器过热。齿轮齿顶到变速器底部之间要留有不小于的间隙。为了加强变速器壳体的刚度，在壳体上应设计有加强肋。加强肋的方向与轴支承处的作用力方向有关。变速器壳壁不应该有不利于吸收齿轮振动和噪声的大平面。采用压铸铝合金壳体时，可以设计些三角形的交叉肋条，用来增加壳体刚度和降低总成噪声。本设计在壳体的左右及底部纵向与横向各设三条加强肋。为了注油和放油，在变速器壳体上设计有注油孔和放油孔。注油孔位置应设计在润滑油所在平面处，同时利用它作为检查油面高度的检查孔。放油孔应设计在壳体的最低处。放油镙塞采用永久磁性镙塞，可以吸住存留于润滑油内的金属颗粒。为了使从第轴或第二轴后支承的轴承间隙处流出的润滑油再流回变速器壳体内，常在变速器壳体前或后端面的两轴承孔之间开设回油孔。为了保持变速器内部为大气压力，在变速器顶部装有通气塞。综合各种设计方案，本设计的变速器壳体采用铸铁壳体，壁厚取在轴承座及拨叉杆等的安装位置予以加厚，以满足强度要求。.本章小结本章主要介绍变速器换档主要元件同步器的结构工作原理参数选择等，介绍了变速器操纵机构的结构工作原理和发展，最后介绍了变速器壳体的尺寸要求和结构形式等些要求。结论本次设计的车型变速器就是依据现有生产企业在生产车型的变速器作为原型，在给定主要参数的基础上着重设计变速器的齿轮和轴。对齿轮的选择进行了详细的计算和推导，对齿轮校核的关键参数齿轮变位系数进行了精确的计算和推导，使用现有车型参数对变速器各档位的传动比和各档齿轮齿数进行了设计计算，在满足行驶车辆动力性能的基础上尽量提高燃油经济性能。本次设计对变速器轴的刚度和