（图纸+论文）HLJIT5200变速器设计（全套完整）

倒挡齿轮的设计和齿数确定通常挡与倒挡齿轮选用同模数，故倒挡齿轮的模数可以取为.。

取倒挡中间齿轮的齿数取。

中间轴倒挡齿轮的齿数取为，倒挡时的传动比为。

第二轴倒挡齿轮的齿数为.，取。

倒挡轴与中间轴的中心距为倒挡轴与第二轴的中心距为.本章小结本章主要任务是对齿轮齿数进行分配确定中心距。

在确定完传动方案后，开始进行齿轮各参数的选择以及齿轮齿形和齿数的计算，为后续设计打下基础。

第章变速器齿轮的设计计算.变速器齿轮的几何尺寸计算汽车变速器均为渐开线齿轮。

渐开线齿轮除了能满足传动平稳传动比恒定不变等基本要求外，还有互换性好中心距具有可分性及切齿刀具制造容易等优点。

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。

确定挡齿轮的齿数初选挡螺旋角已知挡传动比，且为了确定，的齿数，先求齿数和直齿轮.斜齿轮.由于挡齿轮为斜齿轮，故可用式.计算。

代入数据后得计算后应取为整数，然后再进行大小齿轮齿数的分配，中间轴上小齿轮的最小齿数，还受中间轴轴径尺寸的限制，即受刚度的限制。

在选定时，对轴的尺寸和齿轮齿数要统考虑。

为避免根切增加强度，挡小齿轮应为变位齿轮。

中间轴式变速器挡传动比时，中间轴上挡齿轮的齿数可在之间选取可在之间选用。

则可取取挡小齿轮齿数第轴常啮合齿轮中间轴常啮合齿轮第二轴三挡齿轮中间轴三挡齿轮第二轴二挡齿轮中间轴二挡齿轮第二轴挡齿轮中间轴挡齿轮第二轴五挡齿轮中间轴五挡齿轮第二轴倒挡齿轮中间轴倒挡齿轮倒挡中间齿轮图.变速器传动简图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挡齿轮齿数分配的依据，故中心距变为对中心距进行取整，取中心距。

由于调整后中心距发生了变化，所以需对挡齿轮进行变位。

中心距变动系数为啮合角为查变位系数线图得变位系数之和为而齿轮齿数比为故可以分配变位系数得，。

根据所确定的齿数，挡齿轮精确的螺旋角的值为确定常啮合齿轮的齿数由式得因常啮合齿轮副与挡齿轮副以及其它各挡齿轮副的中心距相同，故由式.可得联立求解并将取整数后得，故齿轮齿数不需调整。

由于调整后中心距发生了变化，所以需对常啮合齿轮进行角度变位。

中心距变动系数为啮合角为查变位系数线图得变位系数之和为而齿轮齿数比为故可以分配变位系数得，。

根据所确定的齿数，常啮合齿轮精确的螺旋角的值为确定其他各挡齿轮的齿数确定二挡齿轮的齿数二挡齿轮为斜齿轮，则有联立求解，并对齿数取整后得，由平衡中间轴上两工作齿轮的轴向力的要求出发，要平衡轴向力中心距为由于调整后中心距发生了变化，所以需对二挡齿轮进行角度变位。

中心距变动系数为啮合角为齿轮总变位系数为齿轮齿数比为变位系数可分配为，。

确定三挡齿轮的齿数三挡齿轮为斜齿轮，当其螺旋角与常啮合齿轮不同时，则有由平衡中间轴上两工作齿轮的轴向力的要求出发，要平衡轴向力，要求满足下式求解上述三式，取整得。

故齿轮齿数不需调整。

由于调整后中心距发生了变化，所以需对三挡齿轮进行角度变位。

中心距变动系数为啮合角为查变位系数线图得变位系数之和为而齿轮齿数比为故可以分配变位系数得，。

确定五挡齿轮的齿数五挡齿轮为斜齿轮，当其螺旋角与常啮合齿轮不同时，则有由平衡中间轴上两工作齿轮的轴向力的要求出发，要平衡轴向力，要求满足下式求解上述三式，取整得。

故齿轮齿数不需调整。

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图.防止自动脱挡的结构措施自动脱挡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，都会导致自动脱挡。

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挡。

将啮合齿套齿座上前齿圈的齿厚切薄切下，这样，换挡后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住，从而阻止自动脱挡，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挡的轴向力，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挡的效果。

变速器轴承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滚子轴承，若空间不足则采用滚针轴承。

第二轴后端常采用球轴承，用来承受轴向力和径向力。

变速器第轴第二轴的后部轴承，以及中间轴前后轴承，按直径系列般选用中系列球轴承或圆柱滚子轴承。

轴承的直径根据变速器中心距确定，并要保证壳体后壁两轴承孔之间的距离不小于。

.本设计所采用的传动机构布置方案在本次设计中采用挡中间轴式变速器。

采用如图.所示的传动机构布置方案。

其中齿轮结构形式斜齿圆柱齿轮换挡机构形式为环式同步器的方案。

图.变速器传动机构布置方案.本章小结本章主要依据变速器几种常见的传动机构布置方案，对两轴式和中间轴式的变速器的结构特点作了简要说明，分析了各种方案的优缺点，同时介绍了几种常见的倒挡机构布置方案，并比较了各个方案的优缺点。

在零部件的选择部分，对变速器齿轮换挡机构的形式和变速器防止自动脱挡的结构进行了分析和说明。

最后结合本次设计所依据车辆的主要技术参数，选择了本设计的传动机构布置方案和零部件的结构形式，作为以后各章节设计的基础。

第章变速器主要参数的选择和齿数分配.变速器各挡传动比的确定变速器最低挡传动比的确定在选择最低挡传动比时，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挡传动比为.式中汽车总质量，重力加速度，道路附着系数，驱动车轮的滚动半径，发动机最大转矩，主减速比，.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挡传动比为.式中汽车满载静止与水平路面时驱动桥给地面的载荷，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。

变速器其他各挡传动比的确定变速器的