（定稿）日产锐骐皮卡三轴式变速器设计（全套下载）

对于本次设计本着结构简单，易于生产使用和维修，价格低廉的原则，采用结合套挂挡，可以使变速器挂挡平稳，噪声降低，轮齿不易损坏。

在设计中，通过较大的变速器传动比变化范围，可以满足汽车在不同的工况下的要求，从而达到其经济性和动力性的要求变速器挂档时用结合套，虽然增加了成本，但是使汽车变速器操纵舒适度增加，齿轮传动更平稳。

本着实用性和经济性的原则。

紧张忙碌的毕业设计已经即将接近尾声，这次设计是对大学四年来的学习的次检验，而且通过毕业设计复习了旧知识学到了新知识，对能力和态度的检验，经过三个月的毕业设计，我真正学到的是学习的能力，经过自己的计算和设计，得到自己的成果，提高了个人能力，为即将毕业的我打下了坚固的基础。

参考文献刘惟信.汽车设计.北京清华大学出版社，.王望予.汽车设计.北京机械工业出版社，.陈家瑞.汽车构造.北京人民交通出版社，.侯洪生，王秀英.机械工程图学.北京科学出版社，成大先.机械设计手册北京化学下业出版社，.韩林山.机械优化设计.郑州黄河水利出版社，.董宝承.汽车底盘.北京机械工业出版社，汽车工程于朋编辑委员会.汽车工程手册设计篇北京人民交通出版社，.石允国.汽车变速器的现状与前景挡齿轮进行角度变位。

中心距变动系数为啮合角为查变位系数线图得变位系数之和为而齿轮齿数比为故可以分配变位系数得，。

倒挡齿轮的设计和齿数确定通常挡与倒挡齿轮选用同模数，故倒挡齿轮的模数可以取为.。

取倒挡中间齿轮的齿数取。

中间轴倒挡齿轮的齿数取为，倒挡时的传动比为。

第二轴倒挡齿轮的齿数为.，取。

倒挡轴与中间轴的中心距为倒挡轴与第二轴的中心距为.本章小结本章主要任务是对齿轮齿数进行分配确定中心距。

在确定完传动方案后，开始进行齿轮各参数的选择以及齿轮齿形和齿数的计算，为后续设计打下基础。

第章变速器齿轮的设计计算.变速器齿轮的几何尺寸计算汽车变速器均为渐开线齿轮。

渐开线齿轮除了能满足传动平稳传动比恒定不变等基本要求外，还有互换性好中心距具有可分性及切齿刀具制造容易等优点。

渐开线齿轮的正确啮合条件是两齿轮的模数分度圆压力角必须分别相等，两斜齿轮的螺旋角必须相等而方向相反。

根据以上计算所得到的变速器齿轮的齿数模数齿顶高系数齿宽系数等条件，可计算得出变速器齿轮的几何尺寸如表.所示。

表.变速器齿轮的主要几何尺寸项目齿轮齿数螺旋角端面模数端面压力角分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽计算变速器各轴的扭矩和转速已知发动机的最的转矩为•，转速为离合器的传动效率为.，齿轮传动效率为.，轴承的传动效率为.。

通过计算可得到各轴的转矩和转速。

轴•中间轴•二轴挂挡时•挂挡时•挂挡时•挂挡时•挂挡时•.齿轮的强度计算和材料选择齿轮损坏的原因和形式齿轮在啮合过程中，轮齿根部产生弯曲应力，过渡转角处又有应力集中，故当齿轮受到足够大的载荷作用，其根部的弯曲应力超过材料的许用应力时，轮齿就会断裂。

这种由于强度不够而产生的断裂，其断面为次性断裂所呈现的粗状颗粒面。

在汽车变速器中这种情况很少发生。

而最常见的断裂则是由于在重复载荷作用下使齿根受拉面的最大应力区出现疲劳裂缝而逐渐扩展到定深度后所产生的折断，其疲劳断面在疲劳裂缝部分呈光滑表面，而突然断裂部分呈粗粒状表面。

变速器低挡小齿轮由于载荷大而齿数少齿根较弱，其主要破坏形式就是这种弯曲疲劳断裂。

齿面点蚀是常用的高挡齿轮齿面接触疲劳强度的形式。

齿面长期在脉动的接触应力作用下，会逐渐产生大量与齿面成尖角的小裂缝。

啮合时由于齿面的相互挤压，使充满了润滑油的裂缝处油压增高，导致裂缝的扩展，最后产生剥落，使齿面上产生大量的扇形小麻点，即是所谓点蚀。

点蚀使齿形误差加大而产生动载荷，甚至可能引起轮齿折断。

通常是靠近节圆根部齿面处的点蚀较靠近节圆顶部齿面出的点蚀严重主动小齿轮较被动大齿轮严重。

对于高速重载齿轮，由于齿面相对滑动速度高接触压力大且接触区产生高温而使齿面间的润滑油膜破坏，使齿面直接接触。

中间轴式变速器的中心距可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初选，经验公式为.式中中心距系数，乘用车，商用车发动机的最大转矩•变速器挡传动比变速器的传动效率，取。

将各数代入式.中得故可初选中心距。

.变速器外形尺寸的初选变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒挡中间齿轮和换挡机构的布置初步确定。

影响变速器壳体轴向尺寸的有变速器的挡数换挡机构形式以及齿轮形式。

实际初可根据中心距离的尺寸参照下列关系初选。

乘用车变速器壳体的轴向尺寸为。

商用车变速器的轴向尺寸为四挡五挡六挡所以本设计变速器的轴向尺寸可初选为，取整。

变速器壳体的轴向尺寸最后应由变速器总图的结构尺寸链确定。

.变速器齿轮参数的选择模数齿轮模数由齿轮的弯曲疲劳强度或最大载荷作用下的静强度所确定。

选择模数时应考虑到当增大齿宽而减小模数时将降低变速器的噪声，而为了减小变速器的质量，则应增大模数并减小齿宽和中心距。

降低噪声水平对乘用车很重要，而对商用车则更应重视减小其质量。

变速器用齿轮模数的范围如表.。

所选模数应符合国家标准的规定，在本设计中所有齿轮模数选择.。

同步器的接合齿和啮合套多采用渐开线齿形。

由于工艺上的考虑，同变速器中的结合齿采用同模数。

其选取的范围是轿车及轻中型货车为.重型货车为.。

选取较小模数并增多齿数有利于换挡。

所选模数应符合国家标准。

此处取.。

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.模数齿形压力角及螺旋角汽车变速器的齿形压力角及螺旋角按表.选取。

表.汽车变速器齿轮的齿形压力角与螺旋角项目车型齿形压力角螺旋角轿车高齿并修形的齿形，般货车规定的标准齿形重型车规定的标准齿形低挡倒挡齿轮，小螺旋角斜齿轮在变速器中得到广泛应用。

选取斜齿轮的螺旋角，应该注意它对齿轮工作噪声齿轮的强度和轴向力有影响。

在齿轮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。

实验还证明随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。

不过当螺旋角大于时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。

因此，从提高低挡齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角，以为宜而从提高高挡齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应当选用较大的螺旋角。

斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。

设计时，应力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命。

因此，中间轴上不同挡位齿轮的螺旋角应该是不样的。

为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成样的，或者仅取为两种螺旋角。

压力角初选齿宽齿宽的选择既要考虑变速器的质量小轴向尺寸紧凑，又要保证轮齿的强度及工作平稳性的要求。

通常可以根据齿轮模数来选择齿宽。

式中齿宽系数，直齿倒挡。

为防止意外挂入倒挡，般在挂倒挡时设有个挂倒挡时需克服弹簧所产生的力，用来提醒驾驶员注意。

传动机构布置的其他问题常用挡位的齿轮因接触应力过高而易造成表面点蚀损坏。

将高挡布置在靠近轴的两端支承中部区域较为合理，在该区域因轴的变形而引起的齿轮偏转角较小，齿轮可保持较好的啮合状态，以减少偏载并提高齿轮寿命。

些汽车的变速器有仅在好路或空车行驶时才使用的超速挡。

使用传动比小于的超速挡，能够更充分的利用发动机的功率，使汽车行驶所需发动机曲轴的总转数减少，因而有助于减少发动机磨损和降低燃料消耗。

但是与直接挡比较，使用超速挡会使传动效率降低工作噪声增加。

机械式变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力时处于工作状态的齿轮对数每分钟转速传递的功率润滑系统的有效性齿轮和壳体等零件的制造精度等。

.零部件结构方案分析齿轮形式与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长运转平稳工作噪声低等优点缺点是制造时稍有复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。

变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的质量和转动惯量增大。

直齿圆柱齿轮仅用于低挡和倒挡。

变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。

换挡机构形式变速器换挡机构有直齿滑动齿轮啮合套和同步器换挡三种形式。

汽车行驶时，因变速器内各转动齿轮有不同的角度，所以用轴向滑动直齿齿轮方式换挡，会在轮齿端面产生冲击，并伴随噪声。

这不仅使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时使驾驶员精神紧张，而换挡产生的噪声又使乘坐舒适性降低。

只有驾驶员用熟练的操作技术如两脚离合器才能使换挡时齿轮无冲击，并克服上述缺点但换挡瞬间驾驶员注意力被分散，又影响行驶安全。

除此之外，采用直齿换挡时，换挡行程长也是它的缺点。

因此，尽管这种换挡方式结构简单，制造拆装与维修工作皆容易，并能减小变速器旋转部分的惯性力矩，但除挡倒挡已很少使用。

当变速器第二轴上的齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态时，可以用移动啮合套换挡。

这时，不仅换挡行程短，同时因承受换挡冲击载荷的接合齿数多，而轮齿又不参与换挡，所以它们都不会过早损坏但因不能消除换挡冲击，仍然要求驾驶员有熟练的操作技术。

此外，因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性力矩增大。

因此，目前这种换挡方法只在些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。

这是因为重型货车挡位间的公比较小，则换挡机构连接件之间的角速度差也小，因此采用啮合套换挡，并且与同步器比较还有结构简单制造容易能够减低制造成本及减小变速器长度等优点。

使用同步器能保证迅速无冲击无噪声换挡，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。

同上述两种换挡方法比较，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。

利用同步器换挡，其换挡行程要比滑动齿轮换挡行程短。

在滑动齿轮特别宽的情况下，这种差别就更为明显。

为了操纵方便发，要求换入不同挡位的变速杆行程应尽可能样，如利用同步器或啮合套换挡，就很容易实现这点。

防止自动脱挡的结构图.防止自动脱挡的结构措施自动脱挡是变速器的主要故障之。

由于接合齿磨损变速器刚度不足以及振动等原因，都会导致自动脱挡。

为解决这个问题，除工艺上采取措施以外，目前在结构上采取措施且行之有效的方案有以下几种将两接合齿的啮合位置错开，如图.所示。

这样在啮合时，使接合齿端部超过被接合齿的。

面上轻载或空车驾驶的场合的超速挡，超速挡的传动比小于。

采用超速挡，可以提高汽车的燃油经济性。

但是如果发动机功率不高，则超速挡使用频率很低，节油效果不显著，甚至影响汽车的动力性。

从传动机构布置上来说，目前，两轴式和三轴式变速器都得到了广泛的应用。

其中，两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。

三轴式变速器的第轴的常啮合齿轮与第二轴的各挡齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且第第二轴同心。

将第第二轴直接连接起来传递转矩则称为直接挡。

此时，齿轮轴