（图纸+论文）9吨中型载货汽车三轴式五档变速器设计（全套完整）

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。

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。

考虑到壳体上的第轴轴孔尺寸的限制和装配的可能性，该齿轮齿数又不宜取多。

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.联解上述三个方程式，可求出，和三个参数。

.式中，为轴向力为圆周力，为节圆半径为中间轴传递的转矩。

图.中间轴轴向力的平衡最后可用调整螺旋角的方法，使各对啮合齿轮因模数或齿数和不同等原因而造成的中心距不等现象得以消除。

斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用两轴式变速器为中间轴式变速器为货车变速器。

齿宽应注意齿宽对变速器的轴向尺寸，齿轮工作平稳性，齿轮强度和齿轮工作时受力的均匀程度均有影响。

考虑到尽可能的减少质量和缩短变速器的轴向尺寸，应该选用较小的齿宽。

减少齿宽会使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，还会使工作应力增加。

使用宽些的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀并在齿宽方向磨损不均匀。

通常跟据齿轮模数的大小来选定齿宽。

直齿，为齿宽系数，取为斜齿，取第轴常啮合齿轮副的齿宽系数，可取大些，使接触线长度增加接触应力降低，以提高传动平稳性和齿轮寿命。

变位系数的选择原则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，有避免了其缺点。

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。

齿轮可与轴设计为体或分开，然后用花键，过盈配合.变速器最低档传动比的确定在选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度驱动车轮和地面的附着力汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑确定。

汽车爬坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。

故有则由最大爬坡度要求的变速器档传动比为.式中为汽车总质量为重力加速度为道路最大阻力系数为驱动车轮的滚动半径查刘惟信汽车设计页，滚动半径.为发动机最大转矩为主减速比为汽车传动系的传动效率，。

将各数据代入式.中得根据驱动车轮与路面的附着条件可求得变速器档传动比为.式中为汽车满载静止与水平路面时驱动桥给地面的载荷，.为道路的附着系数，计算时取。

其他参数同式.。

将各数据代入式.得通过以上计算可得到，在本设计中，取.中心距的确定初选中心距时，可根据下述经验公式式中变速器中心距中心距系数，商用车发动机最大转矩.变速器挡传动比，.变速器传动效率，取发动机最大转矩，.。

则，初选中心距。

本设计是根据东风中型货车车型而开展的，设计中所采用的相关参数均来源于此种车型表.设计基本参数表项目参数值车型东风发动机东风额定功率最大扭矩•额定总质量车长宽高最高车速最大爬坡度轮胎变速器的传动方案图.变速器传动方案图第章变速器齿轮的设计.齿轮传动的失效形式汽车变速器的齿轮都是装载经过精确加工而且封闭严密的变速箱里，属于闭式齿轮传动。

它与开式或半开式齿轮传动相比，润滑及防护等条件都要好得多。

般地说，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效，而轮齿的失效形式又是多种多样的，较为常见的有轮齿折断齿面点蚀齿面胶合等形式。

至于齿轮的其它部分如齿圈轮辐轮毂等，除了对齿轮的质量大小需要严格限制外，通常指按经验设计，所定的尺寸对强度及刚度来说均较富裕，实践中也极少失效。

齿轮折断轮齿折断有多种形式，在正常工况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复收载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断。

此外，在轮齿受到突然过载时，也可能出现过载折断或剪断在轮齿经过严重磨损后齿后过分减薄时，也会在正常载荷作用下发生折断。

在斜齿轮传动中，轮齿工作面上的接触线为斜线，轮齿受载后，如有载荷集中时，就会发生局部折断。

如制造及安装不良或轴的弯曲变形过大，轮齿局部受载过大时，即使是直齿轮，也会发生局部折断。

为了提高轮齿的抗折断能力，可采取下列措施用增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中增大轴及支撑的刚度，使轮齿接触线上受载较为均匀采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性采用喷丸滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理。

齿面点蚀点蚀是齿面疲劳损伤的现象之。

在润滑良好的闭式齿轮传动中，常见的失效形式多为点蚀。

所谓点蚀就是齿面材料在变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象。

中型，载货，汽车，三轴式，五档，变速器，设计，毕业设计，全套，图纸第章绪论.选题的目的及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。

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。

变速器应当有高的工作效率。

变速器的工作噪声低。

.国内外研究状况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。

从年代初，美国成功研制出两挡的液力机械变速器以来，自动变速器技术得到了迅速发展。

年代，美国已将液力自动变速器作为轿车的标准装备。

年时，美国通用汽车公司的自动变速器装车率已经达到了。

近些年来，由于电子技术和电子计算机技术的发展，自动变速器技术已经达到了相当高的水平。

自动变速器与机械式变速器相比，具有许多不可比拟的优势提高发动机和传动系的使用寿命提高汽车的通过性具有良好的自适应性操纵更加方便。

目前，国内变速器厂商都朝无级变速器和自动变速器方向发展，国内现已有好几款轿车已经应用上无级变速器，而重型汽车则采用多中间轴的形式，将低速档和高速档区分开。

汽车行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，这就是无级变速简称。

尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结构简单效率高功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。

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。

这是世界范围尚未根本解决的难题，也是汽车变速器的研究的终极目标。

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。

．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。

据报道大排量缸内燃机.的奥迪轿车上装备的金属带式无级变速箱，能传动功率，扭矩。

这是真正意义的无级变速器。

另种摩擦传动名为是滚轮转盘式。

日产把它装在概念车上首次于去年东京车展展示，新款公爵车也装用这种。

可与以上排量的大马力内燃机的引擎输出为搭配使用，可谓汽车变速箱发展史上又重要进步。

从形橡胶带到型金属带再到滚轮转盘式，摩擦传动的研究已持续了整整个世纪，尽管摩擦传动无级变速器的发展已经达到很高的水平，也已经装备上汽车达到了实用的水平。

但齿轮变速箱依然占据着半壁河山，这至少说明了四个问题无级变速是汽车变速箱始终追逐的目标。

摩擦传动实现大功率的无级变速传动是极为