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，齿轮轴承及中间轴均不承载，而第第二轴也仅传递转矩。因此，直接挡的传动效率高，磨损及噪声也最小，因为直接挡的利用率要高于其它挡位，因此提高了变速器的使用寿命在其它前进挡位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第轴中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴和第二轴之间的距离中心距不大的情况下，挡仍有较大的传动比挡位高的齿轮采用长啮合齿轮传动，挡位低的齿轮可以采用或不采用长啮合齿轮传动多数传动方案中除挡以外的其它挡位的换挡机构，均采用同步器或啮合套换挡，少数结构的挡也用同步器或啮合套换挡，还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。手动变速器的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿圆柱齿轮。斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮有更长的寿命更低的噪声，虽然其制造稍微复杂且在工作时有轴向力。因此，在变速器中，除低挡及倒挡齿轮外，直齿圆柱齿轮已被斜齿圆柱齿轮所取代。当然，常啮合齿轮副的增多将导致旋转部分总惯性力矩的增大。手动变速器的设计要求正确选择变速器的挡位数和传动比，使其和发动机参数优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性和经济性设置空挡以保证汽车在必要时能将发动机和传动系长时间分离，设置倒挡使汽车能倒退行驶操纵简单方便迅速省力传动效率高，工作平稳无噪声体积小质量轻承载能力强，工作可靠制造容易成本低廉维修方便使用寿命长贯彻零件标准化部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定需要时应设置动力输出装置。设计的主要内容通过变速器各部分参数的选择和计算，设计出种基本符合要求的手动变速器。本文主要完成下面些主要工作研究汽车机械变速器的组成结构与设计建立有限元计算模型研究汽车机械变速器的载荷加载进行应力分析与结果分析对汽车机械变速器的结构参数进行优化设计第章变速器传动机构布置方案确定.设计所依据的主要技术参数本设计是根据款轻型客车汽车变速器，其具体参数如表.。表.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整备质量.变速器传动机构的结构分析和形式选择有级变速器与无级的相比，其结构简单造价低廉，具有高的传动效率η，因此在各种类型的汽车上均得到了广泛的应用。通常，有级变速器具有三个四个五个前进挡重型载货汽车和重型越野车则采用多挡变速器，其前进挡位数多大个甚至个。变速器挡位的增多可提高发动机的功率利用率汽车的燃料经济性和平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但挡位数的增多也使变速器的尺寸及质量增大，结构复杂，制造成本提高，操纵也复杂。些轿车和货车的变速器，采用仅在良好的路面和空载行驶时才使用的超速挡。采用传动比小于约为的超速挡，可充分地利用发动机功率，降低单位行驶里程的发动机曲轴总转数，因而会减少发动机的磨损，降低燃料消耗。但与传动比为的直接挡比较，采用超速挡会降低传动效率。有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力的齿轮副数目转速传递的功率润滑系统的有效性齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度刚度等。两轴式和三轴式变速器都得到了广泛的应用。两轴式变速器的特点分析与中间轴式变速器相比较，两轴式变速器结构简单紧凑且除最高挡外其他各挡的传动效率高噪声低。轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置，因为这种布置使汽车的动力传动系统紧凑操纵性好且可使汽车质量减少。两轴式变速器则方便于这种布置且使传动系的结构简单。两轴式变速器没有直接挡，因此在高挡工作时，齿轮和轴承均承载，因而噪声较大，也增加了磨损，这是它的缺点。如图.所示为发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成体多数方案的倒挡传动常用滑动齿轮，其它挡位均用常啮合齿轮传动。,五档,三轴式,变速器,设计,毕业设计,全套,图纸,下载.变速器各挡传动比的确定变速器最低挡传动比的确定变速器其他各挡传动比的确定.中心距的确定.变速器外形尺寸的初选.变速器齿轮参数的选择模数齿形压力角及螺旋角齿宽齿顶高系数.变速器各挡齿轮齿数的分配确定挡齿轮的齿数对中心距进行修正确定常啮合齿轮的齿数确定其他各挡齿轮的齿数.本章小结第章变速器齿轮的设计计算.变速器齿轮的几何尺寸计算.计算变速器各轴的扭矩和转速.齿轮的强度计算和材料选择齿轮损坏的原因和形式齿轮的材料选择齿轮的强度计算.本章小结第章变速器轴和轴承的设计计算.初选变速器轴的轴径和轴长.轴的结构设计.变速器轴的强度计算齿轮和轴上的受力计算轴的强度计算轴的刚度计算.变速器轴承的选择和校核第轴轴承的选择和校核第二轴轴承的选择和校核中间轴轴承的选择和校核.本章小结第章同步器和操纵机构的设计选用.同步器的设计选用锁环式同步器锁销式同步器锁环式同步器主要尺寸的确定同步器主要参数的确定.变速器操纵机构的设计选用变速器操纵机构的分类变速器常用操纵机构分析.变速器箱体的设计.本章小结第章轴的有限元分析.有限元基本理论简介.有限元分析基本步骤.变速器输出轴的有限元分析的主要步骤.本章小结结论参考文献致谢附录外文文献附录外文文献的中文翻译第章绪论.汽车变速器概述变速器用于转变发动机曲轴的转矩和转速，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，对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。用变速器转变发动机转矩转速的必要性在于内燃机转矩转速变化特性的特点是具有相对小的对外部载荷改变的适应性。变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定车速是难以达到的。变速器的倒挡使汽车能倒退行驶其空挡使汽车在启动发动机停车和滑行时能长时间将发动机和传动系分离。变速器按其传动比的改变方式可分为有级无级和综合式的。有级变速器按其前进挡的挡位数分为三四五挡和多挡的而按其轴中心线的位置又可分为固定轴线式旋转轴线式和综合式的。固定轴式变速器又分为两轴式三轴式和多轴式的。变速器按其操纵方式又可分为自动式半自动式预选式指令式直接操纵式和远距离操纵式。变速器的结构对汽车的动力性经济性操纵的可靠性与轻便性传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与经济性采用自锁及互锁装置，倒挡安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧措施以及其他结构措施，可使操纵可靠，不跳挡乱挡自动脱挡和误挂倒挡采用同步器可使换挡轻便，无冲击及噪声采用高齿修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳噪声低，降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计工艺水平的关键。随着汽车技术的发展，增力式同步器，双中间轴变速器，后置常啮合传动齿轮短第二轴的变速器，各种自动半自动以及电子控制的自动换挡机构等新结构也相继问世。变速器多采用飞溅润滑，重型汽车有时强制润滑第二轴轴承等。变速器都装有单向的通气阀以防壳内空气热胀而漏油及润滑油氧化。壳底放油塞多放置磁铁以吸附油内铁屑。.汽车变速器设计的目的和意义现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速的变化范围很小，而复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这矛盾，在传动系统中设置了变速器，用来改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步加速上坡等，同时使发动机在最有利的工况范围下工作在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。变速器设计的目的就是为了满足上述的要求，使汽车在特定的工况下稳定的工作。变速器除了要能满足定的使用要求外，还要保证使其和汽车能有很好的匹配性，可以提高汽车的动力性和经济性，保证发动机在有利的工况范围内工作提高汽车的使用寿命降低能源消耗减少汽车的使用噪声等。这就要求设计人员依据汽车的技术参数，合理的选择变速器的参数，使所设计的变速器能和整车具有很好的匹配性。.汽车变速器国内外现状和发展趋势变速器国内外的现状早期的汽车传动系，从发动机到车轮之间的动力传动形式是很简单的。年法国制造出第辆带有变速器的汽车。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。但由于氰化层较薄且钢的含碳量又高，故接触强度和承载能力均受到限制。齿轮的强度计算与其它机械设备用变速器比较，不同用途汽车的变速器齿轮使用条件是相似的。此外，汽车变速器齿轮用的材料热处理方法加工方法精度级别支撑方式也基本致。如汽车变速器齿轮用低碳合金钢制造，采用剃齿或磨齿精加工，齿轮表面采用渗碳淬火热处理工艺，齿轮精度不低于级。因此，比用于通用齿轮强度公式更为简化些的计算公式来计算汽车齿轮，同样可以获得较为准确的结果。轮齿的弯曲应力直齿轮弯曲应力公式为.式中弯曲应力圆周力，计算载荷•节圆直径应力集中系数，可近似取.摩擦力影响系数，主从动齿轮在啮合点上的摩擦力方向不同，对弯曲应力的影响也不同，主动齿轮.，从动齿轮.齿宽端面齿距，模数齿形系数，如图.所示。图.齿形系数图因为齿轮节圆直径，式中为齿数，所以将上述有关参数代入式后得.斜齿轮的弯曲应力公式为式中圆周力，计算载荷•节圆直径法向模数，齿数，斜齿轮螺旋角应力集中系数，齿面宽法向齿距，齿形系数，可按当量齿数在图.中查得重合度影响系数，。将上述有关参数代入公式后，可得到斜齿轮的弯曲应力公式为.当计算载荷取作用到变速器第轴上的最大转矩时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在范围，对货车为范围。轮齿接触应力.式中轮齿接触应力齿面上的法向力为圆周力为计算载荷•，为节圆直径，为节点处压力角，为齿轮螺旋角齿轮材料的弹性模量，齿轮接触的实际宽度，斜齿轮用代替主从动齿轮节点处的曲率半径，直齿轮，斜齿轮，主从动齿轮节圆半径。将作用在变速器第轴上的载荷作为计算载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见表.。常啮合齿轮强度的校核弯曲应力的校核常啮合齿轮为斜齿轮，由式.得齿轮的弯曲应力公式为式中齿形系数。由图.得，。通过以上的计算，把各个参数代入公式后得所以常啮合齿轮的弯曲强度合格。表.变速器齿轮的许用接触应力齿轮渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮挡和倒挡常啮合齿轮和高挡接触应力的校核由式.得齿轮的接触应力公式为确定有关的参数和系数齿面法向力.主从动齿轮节点出的曲率半径，将各参数代入公式后得所以常啮合齿轮的接触应力合格。挡齿轮强度校核弯曲强度的校核挡齿轮为斜齿轮，由式.得斜齿轮的弯曲应力公式为