论文总字数：26771字

摘 要

变速器是车辆传动系统的重要零部件，其对车辆的动力性、经济性与操纵手感等性能有着十分重要的影响，尽管传统的机械手动式变速器有着许多如操纵不便、换挡不平顺与尺寸较大的缺点，但是其传动效率高、成本低、制造工艺不复杂的优点，使得其依旧受到众多车厂的欢迎。

本次设计主要以新款速腾1.2T紧凑型轿车的变速器设计为主目标，对该车型的变速器配置进行了了解、分析与设计，本次设计的主要内容包括：确定变速器的总体设计方案，更具参考车型的参数对变速器主要参数进行计算，依据一系列的变速器设计经验公式确定变速器各个部件的参数尺寸，并对齿轮、轴与轴承进行了校核计算，选择与分析了同步器和换挡机构中的零部件，最后依据这一系列计算出的结果进行三维建模与出工程图纸。

关键词： 变速器，齿轮，轴，换挡机构，设计

Abstract

The transmission is an important part of the vehicle transmission system, which has a very important influence on the performance of the vehicle's power, economy and handling feel. Although traditional mechanical manual transmissions have many The big disadvantage, but the advantages of high transmission efficiency, low cost, and uncomplicated manufacturing process make it still popular with many car manufacturers.

This design mainly aims at the transmission design of the new Sagitar 1.2T compact car. The transmission configuration of this model is understood, analyzed and designed. The main contents of this design include: determining the overall design of the transmission, and more Calculate the main parameters of the transmission with reference to the parameters of the vehicle model, determine the parameter sizes of the various components of the transmission based on a series of transmission design empirical formulas, check and calculate the gears, shafts and bearings, and select and analyze the synchronizer and shift mechanism According to the results of this series of calculations, the 3D modeling and engineering drawings are finally produced.

Keywords：transmission , gear ,bearing , hift mechanism , design

目 录

摘要 I

Abstract II

目 录 III

第1章 绪论 1

1.1 设计背景及目的 1

1.2 发展现状分析 1

第2章 变速器结构选择 3

2.1 变速器功用 3

2.2 机械变速器结构方案 3

2.3 变速器机械型式 3

2.4 变速器倒挡布置方案 4

2.5 齿轮型式 4

2.6 换挡结构型式 5

第3章 变速器主要参数选择与计算 6

3.1 机械式变速器设计要求 6

3.2 参考车型数据 6

3.3 变速器的传动比 7

3.3.1 传动比范围 7

3.3.2 各档传动比计算 7

3.3.3 中心距的选择 9

3.4 齿轮参数选择 10

3.4.1 模数 10

3.4.2 压力角 10

3.4.3 螺旋角 10

3.4.4 齿宽 11

3.4.5 各档齿轮齿数分配 11

第4章 齿轮参数计算与校核 12

4.1 各档齿数的分配 12

4.2 齿轮几何参数计算 14

4.3 齿轮强度计算与校核 16

4.3.1 计算各轴上的转矩 16

4.3.2 齿轮的强度校核 16

第5章 轴参数设计计算与校核 18

5.1 轴的设计要求 18

5.1.1 初选轴的尺寸 18

5.1.2 轴的校核 18

5.2 轴承的选用与校核 23

5.2.1 初选轴承型号 23

5.2.2 校核轴承寿命 23

第6章 同步器与换挡机构设计 25

6.1 同步器功用与原理 25

6.2 同步器主要参数选择 25

6.2.1 同步环锥面半锥角和螺纹 25

6.2.2 锥面的平均半径R 和径向厚度W 26

6.2.3 摩擦锥面的工作长度b 26

6.2.4 锁止角 26

6.2.5 同步时间t 26

6.3 变速器换挡机构的设计 27

6.3.1 变速器换挡机构要求 27

6.3.2 挡位布置 28

第7章 结论 29

参考文献 30

致 谢 31

第1章 绪论

1.1 设计背景及目的

现如今汽车工业已经成为了我国得支柱性产业，汽车的使用也渐渐普及到我们大多数的家庭，成为了我们大多数人可以消费得起得商品。但我国的乘用汽车市场的起步时间相比发达国家是晚的，国内乘用车所使用的关键零部件技术大多来自于国外，那么如何设计出即符合我国国情，且经济实惠又性能优异的汽车是我们学习车辆工程的主要目标，在本次的设计课题中，并且完成相应匹配车型变速器的设计工作。

变速器是车辆上的十分重要的零部件，有着可以用来将发动机输出的高转速、大功率与大转矩在发动机与车轮之间进行变速协调，目前市场上按照驾驶员操纵方式区分变速器主要分为手动式与自动式变速器，如今越来越多人选择自动挡的汽车，因为其操作轻松简便，降低了驾驶员的操纵门槛使得过去对驾驶技术的高要求成为历史，驾驶变得更加的简单与轻便，使得车辆的驾驶舒适性更好。但是手动变速箱还是有着许多自动变速器没有的优势，更好的操作感的体验，在起步和超车时可以充分的利用好低档位的加速能力，经过这么多年的的研究与生产，手动变速箱在制造设计维修等各方面的技术都已经十分成熟了，更少的电控器件也为其带来了更低的成本，在大规模的商用场合面前，企业更加愿意选择更加低价的带有手动变速器的汽车。

1.2 发展现状分析

从1894年，第一个汽车变速器的发明至今，汽车变速器已走过有了一百多年的历史，从最开始的侧链式传动，不断地完善到手动式变速器，随着电动化地发展出现了自动变速器，现如今汽车变速器借助着与大量新技术的力量朝着更省油、更平顺、更加丰富驾驶乐趣的方向前进着。

目前国外根据变速器发展状况主要分为：日本车企、美国车企和欧洲车企三大发展体系。在不同的区域市场对变速器的使用发展都有着不同的考虑与方向。在北美，美系车企主要在研究自动变速器技术（AMT），通过不断的精进技术，发展动力更先进的和燃油经济性更好的自动变速器。由于欧洲车企在手动变速器的设计制造有着优秀的基础，所以基于这一优势开发出双离合变速器（DCT），DCT不仅可以根据欧洲自身已有的手动变速器制造设备和制造条件进行大规模的生产进行变革的成本较低，此项技术还可以拥有比传统的手动变速器更加优异的排放性能。在日本，由于石油等能源比较匮乏，同时整个国民的生产生活理念偏节省对汽车的要求也是省油与可以实现功能即可，所以如何把车辆设计得更加节油是日系车企的主要考虑方向，同时我们可以看到在日本小型车是在日本较为特别的产物，所以有着优秀的燃油经济性的无级变速器（CVT）与液力自动变速器（AT）的车辆在日本市场更加畅销^[1]。

国内目前手动变速器依旧是占据市场的主体份额有着较大的占比，但是发展自动变速器技术是未来车辆使用上的必定趋势。我国汽车制造生产工业起步的时间相对较晚，目前在变速器等许多重要零部件的生产销售上还需要向国外技术先进国家交一笔专利费用，所以发展自主变速器技术是十分符合我国利益的也是十分必要的，与此同时在国际上DCT与CVT这两项技术在专利上存在着一定的空白的空间，基于以上原因，所以国内车企目前主要在发展DCT与CVT技术，并且目前已经成功研发出来几款可以进行商用的变速器，如上汽开发的DCT360、一汽自主开发的7速DCT、东风集团研发的小扭矩湿式DCT150、奇瑞研发的奇瑞CVT25变速器，目前这些变速器已成功应用到许多国产车型上^[2]。

从长远的角度看，手动变速器市场份额下降是必然的，但是手动变速器的具有的成本优势、高度成熟的技术、独特的驾驶乐趣使得手动变速器还有着一定的市场，具2019年1-8月数据显示，目前我国手动变速器市场占比还在64%左右^[3]，在还具有如此大市场份额下，手动变速器还需要依托先进技术开发与引导，向着更加符合消费者使用的高品质方向发展。

第2章 变速器结构选择

2.1 变速器功用

汽车变速器在汽车行驶过程中主要起到：

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