（定稿）长安杰勋汽车机械式变速器设计（全套下载）

在齿轮加工精度提高以后，短齿制齿轮不再被采用，包括我国在内，规定齿顶高系数取为.。

齿轮的修正为了改善齿轮传动的些性能，常对齿轮进行修正。

修正的方法有三种加工时改变刀具与齿轮毛坯的相对位置，又称变位改变刀具的原始齿廓参数改变齿轮齿廓的局部渐开线，又称修形。

齿轮的变位是齿轮设计中个非常重要的环节。

采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨性抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。

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。

高度变位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。

有几对齿轮安装在中间轴和第二轴上组合并构成的变速器，会因保证各档传动比的需要，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的中心距，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应采用正角度变位。

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，其主要损坏形势是齿面疲劳剥落，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，这样两齿轮的齿轮渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，减小接触应力。

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。

总变位系数越小，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它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。

.变速器各档齿轮齿数的分配图.变速器传动示意图在初选中心距齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的档数传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数。

确定档齿轮的齿数档齿轮选用斜齿圆柱齿轮，模数.，初选螺旋角，中间轴档齿轮齿数可在之间选取，货车可在之间选用。

取，档齿轮为斜齿轮。

常啮合传动齿轮副的传动比为.为了求的齿数，先求其齿数和斜齿，取整为即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档齿轮齿数分配的依据。

.，取整为。

中心距。

乘用车变速器的中心距在范围内变化，而商用车变速器的中心距在范围内变化。

.变速器的外形尺寸变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间过渡齿轮和换档机构的布置初步确定。

影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数换档机构形式以及齿轮形式。

乘用车四档变速器壳体的轴向尺寸为。

商用车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列数据选用四档五档六档此变速器为五档，故外形尺寸为.。

.变速器的齿轮参数的确定齿轮齿数确定变速器齿轮齿数时，应考虑．尽量符合动力性经济性等对各档传动比的要求．最少齿数不应产生根切。

通常，变速器中间轴档齿轮是齿数最少的齿轮，此齿轮不应产生根切，而且齿根圆直径应大于中间轴直径．互相啮合的齿轮，齿数间不应有公因数，速度高的齿轮更应注意这点．齿数多，可降低齿轮传动的躁声。

齿轮模数齿轮模数由轮齿的弯曲疲劳强度或最大载荷作用下的静强度所决定。

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。

降低噪声水平对轿车很重要，而对载货汽车则应重视减小质量。

根据圆柱齿轮强度的简化计算方法，可列出齿轮模数与弯曲应力之间有如下关系直齿轮模数.式中计算载荷，应力集中系数，直齿齿轮取.摩擦力影响系数，主动齿轮取.，被动齿轮取.齿轮齿数齿宽系数，直齿齿轮取齿形系数轮齿弯曲应力，当时，直齿齿轮的许用应力。

斜齿轮法向模数.式中计算载荷，应力集中系数，斜齿齿轮取.斜齿螺旋角摩擦力影响系数，主动齿轮取.，被动齿轮取.齿轮齿数齿宽系数，斜齿齿轮取齿形系数轮齿弯曲应力，当时，对乘用车变速器斜齿齿轮的许用应力，商用车变速器斜齿齿轮的许用应力。

从轮齿应力的合理性及强度考虑，每对齿轮应有各自的模数，但出于工艺考虑，模数应尽量统，多采用折衷方案。

表.给出了汽车变速器齿轮模数范围。

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.模数设计时所选模数应符合国标规定表.并满足强度要求。

表.汽车变速器常用齿轮模数系列.二系列选取齿轮模数时般要遵守的原则是在变速器中心距相同的条件下，选取较小的模数，就可以增加齿轮的齿数，同时增加齿宽可使齿轮啮合的重合度增加，并减少齿轮噪声，所以为了减少噪声应合理减少模数，同时增加齿宽为使质量小些，应增加模数，同时减小齿宽从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用种模数，而从强度方面考虑，各档齿轮应有不同的模数减少乘用车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选得小些变速器低档齿轮应选用大些的模数，其他档选用另种模数。

少数情况下，汽车变速器各档齿轮均选用相同的模数。

啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线。

由于工艺上的原因，同变速器中的接合齿模数相同。

其取值范围是乘用车和总质量在的货车为总质量大于.的货车为。

选取较小的模数值可使齿数增多，有利于换档。

由表.和表.并且参照同类车型选取模数齿形压力角及螺旋角压力角较小时，重合度大并降低了齿轮刚度，为此能减少进入啮合和退出啮合时的动载荷，使传动平稳，有利于降低噪声压力角较大时，可提高齿轮的抗弯强度和表面接触强度。

倒档设计在变速器的左侧或右侧在机构上均能实现，不同之处是挂倒档时驾驶员移动变速杆的方向改变了。

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

传动机构布置中齿轮的安排常用档位的轮齿因接触应力过高而易造成表面点蚀损坏。

将高档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。

.变速器零部件结构方案分析变速器的齿轮形式变速器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作时噪声低等优点缺点是制造时工艺复杂，工作时有轴向力。

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，并导致变速器的转动惯量增大。

直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒档。

变速器齿轮可以与轴设计为体或与轴分开，然后用花键过盈配合或者滑动支承等方式之与轴连接。

齿轮尺寸小又与轴分开，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，为花键内径。

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。

变速器自动脱档自动脱档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。

使用中两齿接触部分受到挤压同时磨损，并在接合齿端部形成凸肩，可用来阻止接合齿自动脱档。

．将啮合齿套齿座上前齿圈的齿厚切薄切下，这样，换档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，如图.所示。

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

这种方案比较有效，应用较多。

将接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。

图.防止自动脱挡的机构措施.本章小结本章主要对变速器传动机构进行分析并选择变速器的布置方案倒档的布置方案。

对变速器零部件的结构进行分析，对传动机构的齿轮进行布置，介绍了变速器的自动脱档，为下面的设计过程作铺垫。

第章变速器主要参数的选择.变速器档位数和传动比变速器档位数的确定对不同类型的汽车，其档位数也不尽相同。

增加变速器的档数，能够改善汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。

档数越多，变速器的结构越复杂，并且使轮廓尺寸和质量加大，同时操纵机构复杂，而且在使用时换档频率增高并增加了换档难度。

近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。

目前，乘用车般用个年英国人赫伯特•福鲁特采用耐用的摩擦材料进步完善了变速器的性能。

现代汽车变速器是年由法国人路易斯•雷纳•本哈特和艾米尔•拉瓦索尔推广使用的。

目前为止，变速器经历了几个发展阶段，主要为．手动变速器手动变速器主要采用齿轮传动的降速原理。

变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档工作，也就是通过操纵机构使变速器内的不同的齿轮副工作。

手动变速器又称手动齿轮式变速器，含有可以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变矩的目的。

手动变速器的换档操作可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单故障率相对较低价廉物美。

．自动变速器自动变速器是根据车速和负荷油门踏板的行程来进行双参数控制，档位根据上面的两个参数来自动升降。

自动变速器与手动变速器的共同点，就是二者都属于有级式变速器，只不过自动变速器可以根据车速的快慢来自动实现换档，可以消除手动变速器“顿挫”的换挡感觉。

自动变速器是由液力变矩器行星齿轮和液压操纵机构组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。

．无级变速器无级变速器又称为连续变速式无级变速器。

这种变速器与般齿轮式自动变速器的最大区别，是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。

无级变速器结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，主要靠主动轮从动轮和传动带来实现速比的无级变化。

．无限变速式机械无级变速器无限变速式机械无级变速器与其它自动变速器的差别之是不使用变矩器。

变矩器的作用是通过油液介质将发动机动力传递给变速器，它的传递效率通常只有。

由于不使用变矩器，与其它变矩器比较，具有效率高不易打滑油耗低不需要工艺复杂造价高昂的金属传送带结构简单成本低等系列优点，加上传递扭矩大，长时间使用也不会过度发热，不但使用于轿车，也使用于越野车，是种新型变速器。

汽车变速器的发展可以清楚的知道，变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，其技术的发展，是衡量汽车技术水平的个重要依据。

现代汽车变速器的发展趋势，是向着可调自动变速器或无级变速器的方向发展。

自动变速器多档化虽能扩大自动变速的范围，