（定稿）长城风骏皮卡轻型货车变速器设计（全套下载）

直接档通过单轴传动，传动比为，具有最高的传动效率。

即使在不能提供直接档的变速器中，把输入轴与输出轴布置在条直线上也有利于降低工作时变速器所需承受的扭矩。

倒档装置般来说，倒档的减速比都会比档的还大同步器在同步啮合变速式中则有同步器的设置，可使两个齿轮在接合前速度先达到致，此种同步器在所有的手动排档汽车的变速器中都已使用离合器离合器是可以使两个齿轮分开跟结合的个机械部分，两个齿轮结合的时候可以传输动力，却没办法变速，所以要靠离合器先把两个齿轮分开，改换齿轮比，再把两个齿轮结合，再继续传输动力操纵机构档位选择简单来说，转速过高的时候升档，转速过低的时候降档转速高低每台车不样与自动变速器的比较此处的自动变速器是指传统的液力式自动变速器，即通过液力变矩器及行星齿轮传递动力的自动变速器。

优点传输效率比自动变速箱为高，当然理论上会比较省油维修保养上会比自动变速箱便宜如果愿意以较高成本使用自动手排，则可以兼顾自排的方便性及手排的高效率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。

在局部高温高压下齿面互相熔焊粘连，齿面沿滑动方向形成撕伤痕迹的损坏形式成为齿面胶合。

在般汽车变速器中，产生胶合损坏的情况较少。

增大轮齿根部齿厚，加大齿根圆角半径，采用高齿，提高重合度，增多同时啮合的轮齿对数，提高轮齿柔度，采用优质材料等，都是提高轮齿弯曲疲劳强度的措施。

合理选择齿轮参数及变位系数，增大齿廓曲率半径，降低接触应力，提高齿面强度等，可提高齿面的接触强度。

采用黏度大耐高温耐高压的润滑油，提高油膜强度，提高齿面强度，选择适当的齿面表面处理方法和镀层等，是防止齿面胶合的措施。

齿轮的材料选择齿轮材料的选择原则满足工作条件的要求不同的工作条件，对齿轮传动有不同的要求，故对齿轮材料亦有不同的要求。

但是对于般动力传输齿轮，要求其材料具有足够的强度和耐磨性，而且齿面硬，齿芯软。

合理选择材料配对如对硬度的软齿面齿轮，为使两轮寿命接近，小齿轮材料硬度应略高于大齿轮，且使两轮硬度差在左右。

为提高抗胶合性能，大小轮应采用不同钢号材料。

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，直齿轮取，斜齿轮取法面模数。

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。

我国规定，齿顶高系数取为.。

.变速器各挡齿轮齿数的分配在初选了变速器的挡位数传动比中心距轴向尺寸及齿轮模数和螺旋角并绘出变速器的结构方案简图后，即可对各挡齿轮的齿数进行分配。

所设计的变速器的传动简图如图.所示。

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变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。

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，并导变速器的质量和转动惯量增大。

直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒档，本设计为档和倒档采用直齿圆柱齿轮，二三四档常啮合齿轮采用斜齿圆柱齿轮。

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自动脱档是变速器的主要故障之。

由于接合齿磨损变速器轴刚度不足以及振动等原因都会导致自动脱档。

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行之有效的方案有将两接合齿的啮合齿位置错开将啮合齿套齿座上前齿圈的齿厚切薄将接合齿的工作面设计并加工成斜面，形成倒锥角等等些措施可以有效防止脱档现象的发生。

变速器轴承作旋转运动的变速器轴支承在壳体或其它部位的地方以及齿轮与轴不做固定连接处应安置轴承。

变速器轴承常采用圆柱辊子轴承球轴承滚针轴承圆锥辊子轴承滑动轴套等。

至于何处应当采用何种类型的轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同的。

汽车变速器结构紧凑尺寸小的特点，采用尺寸大些的轴承受限制，常在布置上有困难。

如变速器的第二轴前端支承在第轴常啮合齿轮的内腔中，内腔尺寸足够时可布置圆柱辊子轴承，若空间不足则采用滚针轴承。

本设计主要针对的是轻型汽车，故内腔空间比较狭小，只能采用滚针轴承，而第二轴后端采用球轴承，用来承受轴向力和径向力。

作用在第轴常啮合齿轮上的轴向力，经第轴后部轴承传给变速器壳体，此处用轴承外圈有挡圈的球轴承。

商用