（全套CAD）三轴式五档手动变速器的设计

轿车尤其是微型汽车，采用两轴式变速器比较多，这样可将变速器和主传动器组成个整体，使传动系的结构紧凑，汽车得到较大的有效空间，便于汽车的总体布置。

因此，近年来在欧洲的轿车中采用的比较多。

.齿轮安排各齿轮副的相对安装位置对于整个变速器的结构布置有很大的影响。

各档位置的安排应考虑以下四个方面整车总布置根据整车的总布置，对变速器输入轴和输出轴的相对位置和变速器的轮廓形状以及换档机构提出要求。

提高平均传动效率为提高平均传动效率，在三轴式变速器中，普遍采用具有直接档的传动方案，并尽可能地将使用时间最多的档位设计成直接档。

改善齿轮受载状况各档齿轮在变速器中的位置安排，应考虑齿轮的受载状况。

承受载荷大的低档齿轮，般安置在离轴承较近的地方，以较小轴的变形，使齿轮的重叠系数不致下降过多。

变速器齿轮主要是因接触应力过高而造成表面点蚀损坏，因此将高档齿轮安排在离两支撑较远处较好。

该处因轴的变形而引起齿轮的偏转角较小，故齿轮的偏载也小。

.换档结构方式目前汽车上的机械式变速器采用的换档结构形式有三种。

滑动齿轮换档通常是采用滑动直齿轮进行换档，但也有采用滑动斜齿轮换档的。

滑动直齿轮换档的优点是结构简单紧凑容易制造。

缺点是换档使齿面承受很大的冲击，会导致齿轮过早损坏，并且直齿轮工作噪声大，所以这种换档方式般仅用在倒档上。

啮合套换档用接合套换档，可将构成传动比的对齿轮，制成常啮合斜齿轮。

而斜齿轮上另外有部分做成直的结合齿，用来与啮合套向啮合。

这种结构具有斜齿轮的传动优点，同时克服了滑动齿轮换档时冲击力集中在个轮齿上的缺陷。

它的缺点是增大了变速器的轴向尺寸，未能彻底消除齿轮端面所受到的冲击。

同步器换档现在大多数汽车的变速器都采用同步器。

三轴式，五档，手动，变速器，设计，优秀，优良，汽车，车辆，图纸第章绪论.变速器的设计背景及目的现代汽车的动力设置，几乎都采用往复活塞式内燃机。

它具有体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等优点。

但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。

大家知道，汽车需要克服作用在它上面的阻力，才能起步和正常的行驶。

即使在平坦的柏油路上，汽车以低速等速直线行驶，也需要克服约占汽车总质量.的滚动阻力。

此外，汽车的使用条件颇为复杂，变化很大。

如汽车的载货量道路坡度路面好坏以及交通情况等。

这就要求汽车的牵引力和车速具有较大的变化范围，以及适应使用的需要。

当汽车在平坦的道路上，以高速行驶时，可挂入变速器的高速档而在不平的路上或爬较大的坡道时，则应挂入变速器的低速档。

根据汽车的使用条件，选择合适的变速器档位，不仅是汽车动力性的要求，而且也是汽车燃料经济性的要求。

对变速器的要求。

除般便于制造使用维修以及质量轻尺寸紧凑外，主要还有以下几点保证汽车有必要的动力性和经济性。

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。

设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。

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。

.国内外研究状况及成果现代汽车工业的飞速发展以及人们对汽车的要求不断的变化，机械式变速器不能满足人们的需要。

在跨越了三个世纪的百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级变速箱。

这是汽车的无奈和缺憾。

但是，人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力，各大汽车厂商对无级变速器表现了极大的热情，极度重视在汽车领域的实用化进程。

围绕汽车变速箱四个研究方向，各国汽车变速器专家展开了激烈的角逐。

强度的条件下设计得薄些。

图.中尺寸，可取为花键内径的倍。

.各档齿轮齿数的分配在初选中心距，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。

以本次设计五档变速器为例，说明分配齿数的方法。

尽可能使各档齿轮的齿数比应该不是整数。

图变速器传动示意图确定档齿轮的齿数档传动比如果齿数确定了，则与的传动比可求出。

为了求的齿数，先求其齿数和，直齿，斜齿计算后取整，然后进行大小齿轮齿数的分配。

中间轴上的档小齿轮的齿数尽可能取小些，以便使的传动比大些，在已定的情况下，的传动比可分配小些，使第轴常啮合齿轮的齿数多些，以便在其内腔设置第二轴的前轴承并保证轮轴有足够的厚度。

中间轴上小齿轮的最少齿数，还受中间轴轴径尺寸的限制，即受刚度的限制。

在选定时，对轴的尺寸及齿轮齿数都要统考虑。

轿车中间轴式变速器档传动比时，中间轴上档齿轮数可在间取，货车在间取。

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，所以应根据和齿轮变位系数新计算中心距，在以修正后的中心距作为各档齿轮齿数分配的依据。

确定常啮合传动齿轮副的齿数求出传动比，而常啮合传动齿轮中心距和档齿轮的中心距相等，即解方程式和式求与，求出的，都应取整数然后核算档传动比与原传动比相差多少，如相差较大，只要调整下齿数即可最后根据所确定的齿数，按式算出精确的螺旋角值。

确定其他各档的齿数若二档齿轮是直齿轮，模数与档齿轮相同时，则得解两方程式求出，。

用取整后，的计算中心距，若与中心距有偏差，通过齿轮变位来调整。

二档齿轮是斜齿轮，螺旋角与常啮合齿轮的不同时，由式得，而此外，从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，还必须满足下列关系式联解上述三当啮合套工作宽度时，系数取时，取。

计算的模数最后按标准确定。

般推荐，对轿车和轻型中型货车模数为.，重型货车为。

考虑到加工工艺，各档接合器齿的模数应相同。

齿面工作宽度初选可等于模数的倍。

轴取模数为.，齿数为。

二轴锁销式同步器模数，齿数。

.轴的受力分析与校核计算轴的受力分析计算轴的强度刚度及选择轴承都要首先分析轴的受力和各支承反力。

这些力取决于齿轮上的作用力。

不同档位时，轴所受到的力及支承反力是不同的，须分别计算。

齿轮上的作用力认为在有效齿面宽的中点。

第二轴受力分析第轴受力分析中间轴受力分析求支撑反力，先从第二轴开始，然后依次计算中间轴第轴。

表轴的支撑力计算轴支点水平面内支承反力垂直面内支承反力二轴中间轴轴轴的强度计算由变速器结构布置并考虑到加工和装配而确定的轴的尺寸，般来说强度是足够的，仅对其危险断面进行验算。

出不同档位时的各支反力，可以计算轴的各截面的弯曲力矩式中支撑中心至计算断面距离。

确定危险断面，取危险断面处合成弯矩和扭矩最大值因为各档时弯矩图不同计算弯曲应力和扭转应力以及合成应力。

当发动机最大扭矩计算轴的强度时，其安全系数按金属材料的屈服极限计算在范围内选取。

第轴取上限，中间轴和第二轴取下限。

轴与中间轴啮合时的圆周力.轴与中间轴啮合时的径向力轴与中间轴啮合时的轴向力档时中间轴的扭矩.﹒﹒档时中间轴与二轴啮合的圆周力.档时中间轴与二轴啮合的径向力因为档时中间轴与二轴啮合是直齿轮，故轴向力为零。

档时二轴的扭矩﹒使用同步器可减轻结合齿在换档时引起的冲击及零件的损坏。

并且具有操纵轻便，经济性和缩短换档时间等优点，从而改善了汽车的加速性，经济性和山区行使的安全性。

其缺点是零件增多，结构复杂，轴向尺寸增加，制造要求高，同步环磨损大，寿命低。

但是近年来由于同步器的广泛使用，受命问题已解决。

上述三种换档方案，可同时用在同变速器中的不同档位上。

般考虑原则是不常用的倒档和档采用结构较简单的滑动直齿轮或啮合套的形式。

对于常用的档位则采用同步器或啮合套。

.倒档的结构方案及倒档轴的位置倒档齿轮的结构及其轴的位置，应与变速器的整体结构方案同时考虑。

在结构布置上，要注意在不挂入倒档时，不能与第二轴齿轮有啮合情况。

换倒档时能顺利换入倒档，而不和其它齿轮发生干涉。

在轿车和其它轻型汽车中，经常只采用个倒档齿轮，结构较简单。

载货汽车由于需要较大的倒档传动比，则多采用由两个齿轮组成的齿轮组。

但此时倒档齿轮需安排在右侧，这是倒档轴的轴向承受较大的作用力。

反之，操纵杆向右侧，虽不符合习惯，但可以减轻倒档轴的负荷。

第章变速器轴的设计.轴的设计轴的功用及其设计要求变速器在工作是承受力扭矩弯矩，因此应具备足够的强度和刚度。

轴的钢的不足，在负荷作用下，轴会产生过大的变形，影响齿轮的正常啮合，产生过大的噪声，并会降低齿轮的使用寿命。

这点很重要，与其它零件的设计不同。

设计变速器轴时主要考虑以下几个问题轴的结构形状，轴直径长度轴的强的和刚度，轴上花键型式和尺寸。

轴的结构主要依据变速器结构布置的要求，并考虑加工工艺，装配工艺而最后确定。

轴的尺寸轴的直径与支承跨度长度之间关系可按下式选取第轴及中间轴第二轴第二轴及中间轴最大轴径第轴最细处第轴花键部分直径式中发动机最大扭矩．摩擦传动金属带式无级变速箱的传动功率已能达到轿车实用的要求，装备金属带式无级变速箱的轿车已达多万辆。

．液力传动人们经常把液力自动变速器和无级变速器两个概念混为谈。

实际上这两种变速器工作原理完全不同。

液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单省力。

．电控机械式自动变速器电控机械式自动变速器和液力自动变速器样，不是无级变速器，是有级变速器的自动换档控制。

其特点是机械传动部分沿用了传统的有级变速箱，但控制参量太多，实现自动控制相当困难。

.变速器的设计方法和研究内容在设计中，我们除了对汽车变速器的结构进行了合理的布置外，还运用了材料力学机械原理机械设计等知识，对变速器的重要零件轴和齿轮进行受力分析，强度刚度的校核，以及为这些零件选择合理的工程材料和热处理方法，同时也为变速器选择合理的同步器和操纵机构。

在设计的初期，我们专门去东风公司的特约维修站参观汽车的整体构造尤其是变速器的各部件的功用在设计的第二阶段，通过参考以上提及的两种类型的变速器在第三阶段的主要任务是绘制变速器的装配图和重要的零件图，确定个零件的精度等级及其它参数最后，是对整体论文的编写整理整个设计过程中的各种资料，以及对前期设计中的错误做出修改。

第章变速器结构方案的设计目前，汽车上采用的变速器结构形式是多种多样的，这是由于各国汽车的使用制造修理等条件不同，也是由于各种类型汽车的使用要求不同所决定的。

尽管如此，般变速器的结构形式，仍具有很多共同点。

.两轴式和三轴式变速器现代汽车大多数采用三轴式变速器。

两轴式变速器只用于发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的轿车上。

究竟采用哪种形式，除了汽车总布置的要求外，主要考虑以下三个方面变速器的径向尺寸两轴式变速器的前进档均由对齿轮传递动力。

当需要大的传动比时，需将主动齿轮做得小些，而将从动齿轮做得大些，因此两轴的中心距和变速器壳体的相关尺寸也必然增大。

而三轴式变速器由两对齿轮传递动力，在同样传动比的情况下，可将大齿轮的径向尺寸做得小些，因此中心距及变速器壳的相关尺寸均可减小。

变速器的寿命两轴式变速器的低档齿轮幅大小相差悬殊，小齿轮工作循环次数比大齿轮要高得多，因此小齿轮的寿命比大齿轮的寿命短。

三轴式变速器各前进档除直接档，均为常啮合斜齿轮传动，大小齿轮的径向尺寸相差较小，工作循环次数和寿命也比较接近，用直齿轮工作