摘 要

本文对变速器的国内外研究现状进行了分析，比较了不同变速器的优缺点，选择采用手动变速器。 结合逍客这款车型的性能参数，设计计算了变速器的各项主要结构参数，并对各部分的强度进行校核。

本次设计采用同步器换挡，优点是换挡迅速平稳，消除换挡时的冲击和噪声，满足了变速器要求平稳传递发动机动力输出的特点。

关键词：手动变速器；逍客；同步器

Abstract

This paper analyzes the current situation of transmission at home and abroad, compares the advantages and disadvantages of different transmission,and choose manual transmission as Qashqai’s transmission. Refer to the performance parameters of Qashqai, this paper designs the structural parameters of the transmission, and checks the strength of the various parts .

This design uses the synchronizer to shift, which advantage is shifting quickly and smoothly. It eliminates the impact and noise when shifting, meets the transmission requirements of the smooth transmission of the engine power output characteristics.

Key Words：manual transmission；Qashqai；synchronizer

目 录

第1章 绪论 1

1.1 变速器的作用 1

1.2 变速器的设计要求 1

1.3 国内外研究现状 1

第2章 变速器选型 2

2.1 变速器的分类及其优缺点 2

2.2 变速器结构确定 4

2.2.1 变速器总体结构方案 4

2.2.2 倒挡布置方案 4

2.2.3 齿轮型式 5

2.2.4 换挡的结构型式 5

2.2.5 轴承型式 5

第3章 变速器主要参数的确定 6

3.1 设计依据 6

3.2 主减速比 6

3.3 最低挡传动比 7

3.4 各挡传动比 8

3.5 中心距 8

3.6 模数 9

3.7 材料 9

3.8 压力角α 9

3.9 螺旋角β 10

3.10 齿宽 10

3.11 确定各挡齿数 10

(一) 一挡： 10

(二) 二挡： 11

(三) 三挡： 12

(四) 四挡： 13

(五) 五挡： 14

(六) 倒挡： 15

3.12 齿轮校核 17

(一) 一档 18

(二) 二档 19

(三) 三档 20

(四) 四档 21

(五) 五档 21

(六) 倒挡 22

第4章 轴和轴承的设计及校核 25

4.1 轴布置 25

4.2 轴承盖 26

4.3 轴的强度校核 27

(一) 一挡： 27

(二) 二挡： 31

(三) 三挡： 34

(四) 四挡： 38

(五) 五挡： 41

(六) 倒挡： 45

4.4 轴的刚度校核 48

(一) 一档： 49

(二) 二挡： 50

(三) 三挡： 50

(四) 四挡： 51

(五) 五挡： 51

(六) 倒挡： 51

4.5 轴承校核 52

(一) 一档： 52

(二) 二档： 54

(三) 三档： 55

(四) 四档： 56

(五) 五档： 57

(六) 倒档： 58

第5章 同步器的设计 59

5.1 同步器的作用和工作原理 59

5.2 同步器主要参数的设计 60

5.2.1 锥面半锥角和摩擦系数 60

5.2.2 锥面平均半径和锥面工作长度 60

5.2.3 锁止角β 60

5.2.4 同步器花键尺寸的确定 61

5.2.5 间隙 61

第6章 操纵机构及变速器壳体设计 62

6.1 操纵机构 62

6.1.1 换挡位置 63

6.1.2 锁止装置 63

6.2 壳体 64

第7章 结论 64

参考文献 65

致谢 66

绪论

变速器的作用

在汽车的组成结构中，驱动汽车行驶的动力源是发动机，然而由于复杂的行驶工况要求发动机的转矩和转速变化范围不能够过小。另一方面，为了保持发动机在其最佳工况(即保持良好的动力性的同时经济性较好的工况)下运转，发动机的转速也不应该有急剧的波动，因此变速变矩的功能应该由另外的机构来完成，而变速器在传动系统中的作用则满足了这一需求。变速器除了能够改变传动比，还实现了在保持发动机转矩方向保持不变的情况下使汽车倒退行驶，以及空挡中断发动机输出到传动系统中的动力的功能。对变速器进行进一步的研究开发，使其动力性能、振动噪声和使用寿命等方面得到更好的改善，是汽车发展方向中的一个不可忽视的重点^[1]。

变速器的设计要求

为了保证变速器的运转符合汽车动力性能的要求，变速器需满足以下条件^[3]：

1. 应该合理地选择变速器的档位以及其传动比，并且汽车的动力性和经济性要求也要得到满足。
2. 变速器具有中断发动机和驱动力之间的动力传输的能力，使发动机在滑行和停车时无需停止。
3. 使在发动机在其固定旋转方向不发生改变的前提下，汽车能够改变前进方向，倒退行驶。
4. 在换挡过程中应该尽可能地降低换挡冲击，挂挡后不应发生自动跳挡，脱挡等严重影响使用的现象。
5. 结构紧凑，尽量缩短变速器轴向尺寸，有利于布置和降低成本。

国内外研究现状

现代的变速器发展迅速，除了最初的手动变速方式，现在已经演变出自动变速、无级变速等各类变速器。在过去，困于技术条件未成熟，自动变速器由于机械效率低，能量耗散高，制造成本高昂，维护成本不菲等缺点，限制了其在汽车上的应用，但是随着对自动变速器的改良和优化，自动变速器逐渐兴起^[1]。随着技术的突破和材料的革新，自动变速器开始装备到汽车上并发展出液力式自动变速器、电控机械式自动变速器、双离合器式变速器和机械式无级变速器等几种新型变速器。但尽管自动变速器发展迅猛，传统的手动变速器目前依然因其成本低，工作可靠，效率高，驾驶乐趣等优点占据市场。

变速器选型

变速器的分类及其优缺点

(一)手动变速器(MT)

手动变速器通过用人工操纵的方式拨动变速杆，带动拨叉改变变速箱内齿轮的啮合位置，以此来改变传动系统的传动比。换挡时常采用同步器来实现齿轮的结合，保证接合齿轮和轴的转速达到一致后才允许接入档位，降低了换挡时对齿轮的冲击。换挡时需要踩下离合器，换挡的时机依赖驾驶员的经验。优点是现有的机械式变速器的技术已经非常成熟，维护的成本比较低，传动系统能量耗散较低，缺点是换挡时冲击大，振动噪声相比较大。