（定稿）基于ProE与ANSYS的长城赛影轿车变速器设计（全套下载）

变位齿轮主要有两类高度变位和角度变位。

高度变位齿轮副的对啮合齿轮的变位系数的和为零。

高度变位可增加小齿轮的齿根强度，使它达到和大齿轮强度想接近的程度。

高度变为齿轮副的缺点是不能同时增加对齿轮的强度，也很难降低噪声。

角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零。

角度变位既具有高度变位的优点，又避免了其缺点。

会因保证格挡传动比的需要，使各相互啮合齿轮副的齿数和不同。

为保证各对齿轮有相同个中心距，此时应对齿轮进行变位。

当齿数和多的齿轮副采用标准齿轮传动或高度变位时，则对齿数和少些的齿轮副采用正角度变位。

由于角度变位可获得良好的啮合性能及传动质量指标，故采用的较多。

对斜齿轮传动，还可通过选择合适的螺旋角来达到中心距相同的要求。

变速器齿轮是在承受循环负荷的条件下工作，有时还承受冲击负荷。

对于高档齿轮，其主要损坏形式是齿面疲劳剥落，因此应按保证最大接触强度和抗胶合及耐磨损最有利的原则选择变位系数。

为提高接触强度，应使总变位系数尽可能取大些，这样两齿轮的渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，较小接触应力。

对于低档齿轮，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。

总变位系数较小，对齿轮齿根总厚度越薄，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，对于变速器中除去二档和倒档以外的其他各档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。

.变速器格挡齿轮齿数的分配图齿轮分配示意图在初选中心距齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的档位传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数。

图为齿轮分配示意图。

档齿轮参数确定档齿轮选用斜齿圆柱齿轮，模数，初选螺旋角。

挡传动比为.为了求，的齿数，先求其齿数和，斜齿取整对中心距进行修正因为计算齿数和后，经过取整数使中心距有了变化，所以应根据取定的和齿轮变位系数重新计算中心距，再以修正后的中心距作为各挡齿轮齿数分配的依据。

.取整为。

对挡齿轮进行角度变位端面啮合角.啮合角变位系数根据下图查出计算精确值挡齿轮参数分度圆直径齿顶高式中齿根高齿全高.齿顶圆直径齿根圆直径将啮合齿套齿座上前齿圈的齿厚切薄切下，这样，换挡后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住，从而阻止自动脱档。

.将结合齿的工作面设计并加工成斜面，形成倒锥角般倾斜，使结合齿面产生阻止自动脱档的轴向力。

这种方案比较有效，应用较多。

将结合齿的齿侧设计并加工成台阶形状，也具有相同的阻止自动脱档的效果。

.本章小结本章主要针对变速器传动机构进行分析和布置方案的确定以及变速器零部件的结构的确定，为下面的设计过程做铺垫。

第章变速器齿轮的设计及校核.变速器档位数目及格挡传动比所需数据整理最高车速发动机功率.转矩总质量转矩转速取功率转速取车轮.确定主减速比初选传动比设五挡为直接挡，则.式中最高车速发动机最大功率转速车轮半径变速器最大传动比主减速器传动比.确定档传动比在选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度驱动车轮和地面的附着力汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑来确定。

满足最大爬坡度。

根据汽车行驶方程式.汽车以挡在无风干砂路面行驶，公式简化为.即，式中作用在汽车上的重力汽车质量，重力加速度，.发动机最大转矩，.主减速器传动比，.传动系效率，取值在车轮半径，.滚动阻力系数，对于货车取.爬坡度，取满足附着条件。

•.在沥青混凝土干路面，，取.即由得又因为乘用车所以，取.确定格挡传动比变速器各档传动比之间的关系基本是几何级数，故相邻档位传动比值就是几何级数的公比但是实际上与理论值略有出入，因齿数为整数且常用档位间的公比宜小些，另外还要考虑与发动机参数的合理匹配按等比级数原则，般汽车各挡传动比大致符合如下关系式中常数，也就是各挡之间的公比因此，各挡的传动比为由得出.所以，表.为其他各挡传动比为表.各档传动比档二档三挡四档五档确定变速器中心距对二轴式变速器，是将输入轴与输出轴之间的距离称为变速器中心距对中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴之间的距离称之为变速器中心距。

它是个基本参数，其大小不仅对变速器的外形尺寸体积和质量大小有影响，而且对轮齿的接触强度有影响。

中心距较小，轮齿的接触应力越大，齿轮寿命越短。

因此，最小允许中心距应当由保证齿轮有必要的接触强度来确定。

变速器轴经轴承安装在壳体上，从布置变速器的可能与方便和不因同垂直面上两轴承安装在壳体上，从布置变速器的可能与方便和不因同垂直面上的两轴承孔之间的距离过小而影响壳体的强度考虑，要求中心距取大些。

此外，受档小齿轮齿数不能过少的限制，要求中心距也要取大些。

还有，变速器中心距取得过小，会使变速器长度增加，并因此使轴的刚度被削弱和使齿轮的啮合状态变坏。

初选中心距时，根据下述经验公式.式中变速器中心距中心距系数，乘用车变速器挡传动比，.变速器传动效率，取发动机最大转矩，.。

则，初选中心距。

和有限元分析，这样可以大大的提高本设计的安全性。

设计采用技术流程如图.所示图.设计路线流程第章变速的结构方案和确定.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，长城赛影轿车整车主要技术参数如表.所示表.长城赛影轿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.变速器的功用及设计要求变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。

它作为汽车动力系统重要的组成部分，主要用于转变从发动机曲轴传出的转矩和转速，以适应汽车在起步加速行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动轮牵引力以及车速的不同需求。

此外，变速器还用于使汽车能倒退行驶和在启动发动机以及汽车滑行或停车时使发动机传动系保持分离必要时还应有动力输出功能。

为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出如下设计要求保证汽车有必要的动力性和经济型。

设置空挡。

用来切断发动机动力向驱动轮的传输。

设置倒档，使汽车能倒退行驶。

设置动力传输装置，需要时进行功率输出。

换挡迅速省力方便。

工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡乱挡以及换挡冲击等现象发生。

变速器应有高的工作效率。

变速器的工作噪声低。

除此之外，变速器还应该满足轮廓尺寸和质量小制造成本低拆装容易维修方便等要求。

满足汽车必要的动力性和经济性指标，这与变速器挡数传动比范围和各挡传动比有关。

汽车工作的道路条件越复杂比功率越小，变速器传动比范围越大。

.变速器传动机构分析和布置方案的设计二轴式变速器的特点分析两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。

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，主减速器采用弧齿锥齿轮或准双面齿轮，发动机横置时则采用斜齿圆柱齿轮多数方案的倒档传动采用滑动齿轮，其他档位均采用啮合齿轮传动。

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力，故传动效率高，同时噪声低。

但两轴式变速器不能设置直接档，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，工作噪音增大且易损坏受结构限制其档速比不能涉及的很大对于前进挡，两轴式变速器输入轴的传动方向与输出轴的传动方向相反。

中间轴式变速器的特点分析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长啮合齿轮做成体。

绝大多数方案的第二轴前端经轴承支撑在第轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同条直线上，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，发动机转矩经变速器第轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达以上，噪音低，齿轮和轴承的磨损减少。

因为直接档的利用率高于其他档位，因而提高了变速器的使用寿命在其他前进挡位工作时，变速器传动的动力需要经过设置在第轴中间轴和第二轴之间的距离中心距不大的条件下，档仍然有较大的传动比档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，档位低的齿轮档可采用或不采用常啮合齿轮传动多数传动方案中除了档以外的其他档位的换挡机构，均采用同步器或啮合套换挡，少数结构的档也采用同步器或结合套换挡，少数结构的档也采用同步器或结合套换挡，还有个档同步器或结合套多数情况下装在第二轴上。

在除直接档以外的其他档位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低变扭器中的自动变速器油在高速运动中，由于油液分子间的内摩擦和油液分子与各工作轮叶片表面间的摩擦所消耗的部分能量及泵轮涡轮窄隙处油液剪切等原因会产生油液温度升高造成功率损失，存在传动效率低油耗较大的不足，另外还存在结构复杂成本高及维修难度大等较明显缺点。

欧洲格特拉克变速箱公司开发的电控机械自动变速器则克服了效率低等缺点，与相比，具有更大的发展优势。

可是，依旧需要复杂的电控系统来控制。

通用可称得上是汽车自动变速器的鼻祖了。

世界上第个自动变速器就是年应用在美国通用的奥斯莫比尔汽车上的，它是台串联式行星齿轮结构的液控变速器。

而应用于凯迪拉克的最新六速自动变速器，则可称得上是世界上最先进的液力自动变速器了。

对于液力自动变速器来说，它的内部其实也有挡位之分，只是取消了离合器。

挡位越多，则换挡的平顺性就越好。

目前常见的自动变速器般都是四速的，即有个前进挡。

则有个前进挡，齿数比分别是挡.挡.挡.挡.挡.挡.。

显然，它比速自动变速器具有更大的速比和更小的速比级差，因此变速时也就更加平顺。

除了档数更多以外，还具有很多独有的特殊绝技驾驶换挡控制系统通过它，司机将车辆从自动挡变成无需离合器的高性能五速手动挡。

司机把排挡杆推到位置上后，轻轻碰就可以在指定的范围内利落流畅地实现加减挡。

在司机切换控制状态下，变速器控制模块会监控车辆的速度发动机扭力以及所使用的挡位来决定是否自动加挡，避免对动力总成造成破坏。

每个挡位上都有滑行离合器，能在所有五个挡位上进行发动机制动。

性能运算降挡系统在连续高速行驶后，阻止升挡，保持发动机制动。

变速器控制模块根据驾驶行为来决定是否启动这装置。

如果系统发现车辆拐弯前速度下降，变速器可能会连降两挡以避免失速。

性能运算换挡系统它在关闭油门高速水平加速时自动调节挡位，在油门重新打开时降挡迅速提升动力。

变速器控制模块旦察觉高速水平指令，这项功能立即启动。

这款变速器还有在崎岖山路上减少“挡位搜索”的换挡稳定功能，带有制动助力的降挡监视功能，电控发动机制动，以及适应这些高动力高扭力的新式发动机所需的新型双片式扭力变换器。

另外，还配备了性能卓越的下坡刹车辅助系统。

无疑是变速最为平稳的自动变速器，但是它也有其弱点，比如传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等，这些技术上的难关使得它直以来多应用在小排量低功率的汽车