摘 要

汽车的变速器是现代汽车的传动系统中的重要部件，变速器起着改变传动比，改变速度与转矩，实现倒车，空挡实现动力中断的作用。变速器按照传动轴的数目可分为两轴式与三轴式还有多轴式，按照传动比的改变方式又分为有级式与无级式还有综合式，按照操纵方式可分为手动式、自动式与手自一体式^[6]。现在在轿车车型中自动变速器已经被广泛的使用，由于其操纵方便、稳定性好而受到各大生产厂家的欢迎，但是在一些轻型货车以及大货车上，手动式机械变速器仍在使用，因为货车对舒适性要求较低，而且手动变速器制造技术成熟，制造成本较低，使用寿命较长，所以对货车来说，手动变速器是个较好的选择。

变速器的参数决定了汽车发动机发出的动力能否被充分使用，对汽车的动力性、经济性、操纵稳定性与轻便性、传动稳定性都有着重要影响，变速器参数应与发动机参数相匹配。

本文以金杯的某轻型货车为参考目标设计一款机械式手动变速器，在参考原有车型变速器参数的基础上选定新设计变速器的传动轴数、传动比、齿数以及同步器等相关参数，将该参数与发动机参数进行优化匹配，在设计好参数之后要对轴、齿轮等进行强度校核，在满足要求后再使用AutoCAD、CATIA等制图软件建模画出三维立体模型并画出相应的二维装配图、零件图。最后完成设计。

关键词：变速器；传动比；参数设计；三维建模

Abstract

The transmission of the car is an important part of the modern automobile's transmission system. The transmission plays a role in changing the transmission ratio, thereby changing the speed and the torque, realizing reversing, and achieving neutral power interruption. According to the number of transmission shafts, the transmission can be divided into two-shaft type, three-axis type and multi-axis type. According to the change of transmission ratio, it can be divided into step type and stepless type as well as integrated type. According to the operating mode, it can be divided into manual type, automatic and semi-automatic. Nowadays, automatic transmissions have been widely used in car. Due to their convenient operation and good stability, they are welcomed by major manufacturers. However, in some light trucks and large trucks, manual mechanical transmissions are still used because the requirements for comfort are low, and the manual transmission manufacturing technology is mature, the manufacturing cost is low, and the service life is longer.Therefore, for the truck, the manual transmission is a better choice.

The parameters of the transmission determine whether the power generated by the automobile engine can be fully used, and the power, economy, stability and lightness of the vehicle, and the stability of the transmission has an important effect.the transmission parameters should match the engine parameters.

This paper designs a mechanical manual transmission with reference to a certain light truck of Jinbei. Based on the transmission parameters of the original vehicle model, the relevant parameters such as the number of drive shafts, transmission ratio, number of teeth and synchronizer of the newly designed transmission are selected. This parameter is optimized and matched with the engine parameters. In addition, the transmission should also be designed with safety devices such as self-locking, interlocking and reverse lock. Then use AutoCAD、CATIA and other mapping software modeling to draw a three-dimensional model and draw the corresponding two-dimensional assembly drawings, parts drawings after satisfying the requirements. Then get the design results of a more satisfactory manual transmission.

Keyword：transmission；transmission ratio；parameter design；modeling of three-dimension

目录

摘要 II

Abstract III

第1章 绪论 1

1.1选题背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3手动式机械变速器设计的要求 1

第2章 变速器结构方案设计 3

2.1参考车型的相关参数 3

2.2变速器的传动机构结构分析与型式选择 3

2.2.1变速器的总体结构方案 3

2.2.2倒档的型式及布置方案 4

2.3变速器零部件的结构分析与型式选择 4

2.3.1齿轮型式 4

2.3.2轴承型式 5

2.3.3换挡的结构型式 5

2.3.4防止自动脱档的结构 5

2.4变速器的操纵机构 5

第3章 变速器的尺寸及参数设计计算 6

3.1变速器的档位数和传动比 6

3.1.1变速器档位数的选择 6

3.1.2变速器传动比的选择 6

3.2中心距 7

3.3变速器的轴向尺寸 8

3.4齿轮参数 8

3.4.1模数m 8

3.4.2齿形、压力角α及螺旋角β 8

3.4.3齿宽b及齿顶高系数 9

3.5各档齿轮齿数的分配 10

3.5.1确定一档齿轮的齿数 10

3.5.2修正中心距A 11

3.5.3确定常啮合传动齿轮副的齿数 11

3.5.4确定其他档位的齿轮齿数 11

第4章 变速器齿轮的设计计算 14

4.1变速器齿轮的几何尺寸计算 14

4.1.1倒档直齿轮的几何尺寸计算 14

4.1.2其他斜齿轮的几何尺寸计算 14

4.2变速器齿轮的材料选择及强度计算校核 15

4.2.1齿轮损坏的原因及形式 15

4.2.2齿轮材料的选择 15

4.2.3齿轮的强度计算校核 16

第5章 变速器轴与轴承的选择及校核 19

5.1变速器的轴 19

5.1.1变速器轴的选择 19

5.1.2变速器的结构形状 21

5.1.3变速器轴的校核 21

5.2变速器的轴承 28

5.2.1轴承选择 28

5.2.2轴承校核 28

第6章 变速器同步器及操纵机构的设计 30

6.1同步器型式的选择 30

6.2同步器主要参数的确定 30

6.2.1摩擦系数f 30

6.2.2锁环主要尺寸 30

6.2.3锁止角β 31

6.2.4同步时间t 31

6.3操纵机构构成 31

6.4选换挡操纵机构 31

6.6操纵机构安全装置 32

结论 34

参考文献 35

致谢 36

第1章 绪论

1.1选题背景及意义

自从上世纪五十年代我国第一辆解放型国产载货汽车生产下线以来，我国的汽车工业以及经理了六十多年的飞速发展，已经成为我国的支柱产业。进入21世纪以后，汽车数量更是呈现爆炸式增长，现在我国虽然还处于发展中国家，但汽车已经成为每家每户必备的交通工具。

汽车变速器作为汽车传动系统中的核心部件之一。一台动力性好的发动机必须匹配一个能充分发挥其效能的变速器，目前机械式变速器仍在货车上使用，因为机械式变速器与自动变速器相比虽然有许多缺点，例如换挡麻烦，噪声大等，单其制造成本低，使用寿命长，传动效率高^[3]。而货车主要是用来运载货物的，对舒适性要求较低，因此货车上采用机械式变速器仍是一种不过时且最经济最有效率的一种方案。

综上可得，设计出一种传动效率高，符合轻型货车传动要求的机械式变速器是当下研究的热点。

1.2国内外研究现状

我国的汽车以及各种车辆上的零部件产品在性能和质量上和国外的汽车行业还是存在着一些差距，我国现在主要侧重于变速器的原理结构分析，但是创新设计方面却只有很少一部分人去研究，在我们之前所学习的专业课程里，例如汽车构造与汽车理论等课程，我们所学习到的只是变速器的工作原理，以及变速器的基本构造，它的参数对性能的影响等知识，但是却很少提到有关设计方面的东西。