摘 要

变速器是汽车中的重要结构，它的作用是保证汽车正常的变速、换挡，并且对汽车的动力性，燃油经济性等性能有着重要的影响，一个好的变速器可以使汽车更好的发挥出其性能，让驾驶者有更好的驾驶感受，同时对汽车的整体性能、燃油经济性、动力性又很好的改善。本文通过查找资料，学习相关的理论知识，对国内外变速器的发展进行了研究和对比，通过各种方案的比较，对中型货车的三轴五档式变速器进行了研究和设计，包括各种参数的确定，零件的结构设计、材料选择和强度校核，最后，运用AutoCAD和CATIA等计算机软件对所设计的变速器进行了二维和三维建模，本次的设计内容对中型货车的设计有重要的指导作用。

关键词：变速器；传动比；轴；齿轮

Abstract

Transmission is one of the important parts of automobile, it shoulders on the responsibility of auto gear shift, it has important influence to automobile power performance and fuel economy, a good transmission can make car to maximize its potential to the fullest and allows drivers to has a better feeling, In order to improve the automobile power performance and fuel economy, improving comprehensive performance of the car, in this paper, by looking for information, studied related theory knowledge, studied and compared the development of domestic and international transmission, through the comparison of various options, I designed the three axis truck five gear transmission of medium-sized, including the determination of various parameters, parts of the structural design, material selection and Intensity examination, and finally, by using the computer software such as AutoCAD and CATIA to design the transmission of 2D and 3D modeling, the design of the content is to guide the design of medium truck.

Key words: Transmission ；Transmission Ratio ；Shaft ；Gear

目 录

第1章 绪论 1

1.1汽车变速器概述 1

1.2国内外研究现状分析 1

1.3变速器的类型 2

1.4变速器的设计要求 2

1.5变速器设计的目的及意义 2

1.6设计的内容和方法 3

第2章 变速器方案确定 4

2.1变速器方案分析 4

2.1.1两轴式变速器 4

2.1.2三轴式变速器 4

2.1.3倒档布置方案的确定 5

2.2变速器零部件结构方案确定 6

2.2.1齿轮形式 6

2.2.2换挡机构形式 6

第3章 变速器主要参数的选择 10

3.1档数的选择 10

3.2传动比范围的确定 10

3.2.1设计参数 10

3.2.2主减速器传动比的确定 10

3.2.3变速器最大传动比确定[9] 11

3.2.4各档传动比确定 11

3.3中心距确定 12

3.4外形尺寸估算 12

3.5齿轮参数确定 12

3.5.1模数 12

3.5.2压力角α 13

3.5.3螺旋角β 13

3.5.4齿宽b 13

3.5.5齿顶高系数 14

3.6各档齿轮齿数的分配 14

3.6.1确定一挡齿轮的齿数 14

3.6.2确定常啮合传动齿轮的齿数 15

3.6.3确定其他各档齿数 15

3.6.4确定倒档齿轮齿数 16

3.7 齿轮材料选择 18

第4章 变速器的设计与计算 18

4.1齿轮的强度计算 18

4.1.1弯曲强度 18

4.1.2接触强度 19

4.2轴的校核 20

4.2.1初选轴的直径 20

4.2.2轴的强度验算 20

4.3 轴承的选择 24

第5章 操纵机构和箱体的确定 25

第5章 操纵机构和箱体的确定 25

5.1操纵机构的功用 25

5.2 换档位置 25

5.3变速器的操纵机构 25

5.3.1直接操纵 25

5.3.2远距离操纵 26

5.4锁止装置 26

5.4.1互锁装置 26

5.4.2自锁装置 27

5.5变速器箱体的设计 28

结 论 29

参考文献 30

附录A 变速箱齿轮、轴装配图 31

附录B 三挡主动齿轮 32

附录C 第二轴刚度强度校核程序 33

致 谢 34

第1章 绪论

1.1汽车变速器概述

从汽车诞生到今天的两百多年中，汽车对人类造成了巨大的影响，为人类的生活产生天翻地覆的变化，货车作为商用车，在此其中，也扮演了非常重要的角色，在现代生活中发挥着不可替代的作用：如生活中各类物资的运输，各个工地的现场……都少不了货车的身影，货车已经成为世界上不可或缺的运输工具。

作为汽车重要部件的变速器，对汽车整车性能能否正常发挥具有极大的影响。变速器的功能是将发动机输出的转矩与转速在传递到驱动轮上之前进行匹配，通过改变变速器的传动比使汽车在起步、爬坡、加速、转弯、倒车等不同行驶条件当中，获得合适的驱动力和车速，并且让发动机在最合适的工况下输出动力，保证整辆车的动力性和燃油经济性。

1.2国内外研究现状分析

世界上首台变速器于1889年发明，在经历了世界各国设计师不断的努力和创新，两百多年的发展，使变速器成为了汽车中必不可少的一个部件。变速器对整个汽车的作用就好像水对于鱼的作用，通过变速器将发动机的动力传送至车轮，充分发挥出发动机的威力。变速器对汽车的操纵性、动力性和燃油经济性都有着重要影响，如今变速器的结构与功能也越来越先进，现在各大厂商都热衷于变速器的设计与开发，特别是自动变速器的发展以惊人的速度在更新^[2]。国外一些著名的货车生产厂家，如斯堪尼亚、沃尔沃、奔驰、依维柯等已经在他们的产品上使用自动变速器^[3]，主要为AT和AMT^[4]。但是国内的货车大部分采用的依旧是手动变速器，自动变速器会使货车的驾驶更为简单便利，降低驾驶员的操作难度，但是机械式变速器与自动变速器相比，依旧有它的优势，并且机械式变速器在中国已经发展了相当长一段时间，使得国内的生产技术已经十分成熟，它结构简单，稳定性高，传动效率高，因此，在国内，手动变速器在货车上的使用仍然占据着不可替代的地位^[5]。

设计方法中，因为现代工业技术的高速发展，以计算机为载体的各种设计软件如雨后春笋般出现，如CATIA、SolidWorks、ANSYS等，计算机设计软件的高效率和高精度，使它在现代工业当中更加受到设计师们的青睐，在现代的设计方法当中，人们只要在计算机当中输入必要的参数，计算机便会自己做复杂的计算过程，极大的减轻了设计师们繁重的任务，提高了效率，另外，在这些软件当中可以做各种不同的仿真设计，所以产品的质量也得到了保证，传统手工为主的设计方法逐渐退出了历史舞台，现代以计算机为载体的设计方法已经全面普及^[6]。

1.3变速器的类型

变速器由两部分组成：变速传动机构和操纵机构。变速器的分类方法有多种，主要如下：