四轮驱动汽车变速器设计-起亚狮跑SUV车型【13张CAD图纸和毕业论文全套】

购买设计请充值后下载，资源目录下的文件所见即所得，都可以点开预览，资料完整，充值下载就能得到。【注】：dwg后缀为CAD图，doc,docx为WORD文档，有不明白之处，可咨询Q:1304139763 SY-025-BY-1毕业设计（论文）题目审定表指导教师姓名臧杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称四轮驱动汽车变速器设计课题适用专业车辆工程课题类型Z 课题简介：（主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。）学习和研究四轮驱动汽车变速器设计，进行主要部件（齿轮、轴等部件）设计，必要时可采用逆向方法。1、设计的主要内容(1)掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理简图。(2)确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。(3)确定零部件结构尺寸。 (4) 使用AutoCAD完成工程图纸。利用Pro-E建立体图。(5)编写设计说明书。2、技术要求（研究方法）（1）通过文献资料收集，熟悉汽车变速器设计和CAD的有关理论知识，国内外汽车设计方法和汽车计算机辅助设计的发展状况。实地到汽车厂等部门实习调查，了解变速器设计方法。（2）编写课题研究大纲和开题报告。 （3）以狮跑四轮驱动汽车变速器设计为例,方案合理可行；确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。确定零部件结构尺寸。 （4）按进度要求独立完成毕业设计，服从指导教师安排；完成的毕业设计格式规范；方案选择合理，具有可行性、经济性、适用性，设计思路清晰，符合实际，图纸正确符合制图标准,内容完整。设计和汽车计算机辅助设计的发展状况。 指导教师签字： 年 月 日教研室意见1选题与专业培养目标的符合度好较好一般较差2对学生能力培养及全面训练的程度好较好一般较差3选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度好较好一般较差4论文选题的理论意义或实际价值好较好一般较差5课题预计工作量较大适中较小6课题预计难易程度较难一般较易 教研室主任签字： 年 月 日系（部）教学指导委员会意见： 负责人签字： 年 月 日注：课题类型填写 W.科研项目；X.生产（社会）实际；Y.实验室建设；Z.其它。SY-025-BY-6毕业设计指导教师评分表学生姓名孙 纯系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-17班指导教师姓名臧 杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称四轮驱动汽车变速器设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得 分 X= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 指导教师签字： 年 月 日SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名孙 纯系部汽车工程系专业、班级车辆工程指导教师姓名臧 杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称四轮驱动汽车变速器设计一、设计（论文）目的、意义 学习和研究四轮驱动汽车变速器设计，进行主要部件（齿轮、轴等部件）设计，必要时可采用逆向方法。设计应满足院本科生毕业设计规范的要求并达到及格水平以上。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1、设计的主要内容(1)掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理简图。(2)确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。(3)确定零部件结构尺寸。 (4) 使用AutoCAD完成工程图纸。利用Pro-E建立体图。(5)编写设计说明书。2、技术要求（研究方法）（1）通过文献资料收集，熟悉汽车变速器设计和CAD的有关理论知识，国内外汽车设计方法和汽车计算机辅助设计的发展状况。实地到汽车厂等部门实习调查，了解变速器设计方法。（2）编写课题研究大纲和开题报告。 （3）以狮跑四轮驱动汽车变速器设计为例,方案合理可行；确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。确定零部件结构尺寸。 （4）按进度要求独立完成毕业设计，服从指导教师安排；完成的毕业设计格式规范；方案选择合理，具有可行性、经济性、适用性，设计思路清晰，符合实际，图纸正确符合制图标准,内容完整。设计和汽车计算机辅助设计的发展状况。三、设计（论文）完成后应提交的成果折合CAD A0图纸1张，A3图纸12张；Pro-E A4图纸14张；设计说明书1.5万字以上。四、设计（论文）进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告 第1-2周（3月2日3月13日）（2）变速器方案确定 第3-4周（3月16日3月27日）（3）参数选择与设计计算 第5-6周（3月30日4月10日）（4）完成设计说明书，完成图纸绘制 第713周（4月13日5月29日）（5）交稿 第14周（6月1日6月5日）（6）设计审核、修改 第15、16周（6月8日6月19日）（7）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月22日6月26日）五、主要参考资料 1 安相璧.汽车试验工程M.北京：国防工业出版社，2006 2 周鹤良，王天顺.加速电动自行车产业化.中国机电工业，2001(5)3王望予.汽车设计.第3版.北京:机械工业出版社,20004汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.设计篇.北京:人民交通出版社,20015汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.制造篇.北京:人民交通出版社,20016余志生.汽车理论.第3 版.北京:机械工业出版社,20007张洪欣.汽车底盘设计.北京:机械工业出版社,1998 六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字： 年 月 日SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名孙 纯系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-17指导教师姓名臧 杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称四轮驱动汽车变速器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1.1 现状：汽车变速器是汽车的重要部件之一，用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行使工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行使能力。汽车变速器技术的发展历史：手动变速器（MT：Manual Transmisson）主要采用了齿轮传动的降速原理。变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。自动变速器（AT：Automatic Transmisson）是由液力变矩器，行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力变矩器和齿轮组合的方式来达到变速变矩。AMT是在传统干式离合器和手动齿轮变速器的基础上改造而成，主要改变了手动换挡操纵部分。即在MT总体结构不变的情况下改用电子控制来实现自动换挡。无级变速器（CVT：Continuously Variable Transmission）,又称为连续变速式机械变速器。金属带式无级变速器主要包括主动轮组，从动轮组，金属带和液压泵等基本部件。主要靠主动轮，从动轮和传动带来实现速比的无级变化，传动带一般用橡胶带，金属带和金属链等。无限变速式机械无级变速器（IVT：Infinitely Variable Transmisson）采用的是一种摩擦板式变速原理。IVT的核心部分由输入传动盘，输出传动盘和Variator传动盘组成。它们之间的接触点以润滑油作介质，金属之间不接触，通过改变Variator装置的角度变化而实现传动比的连续而无限的变化。汽车的发展经历了三大革命，动力革命（内燃机的使用），传动革命（机械传动的完善和液体传动的使用）和控制革命（用传感器、微机和电液阀进行信息处理）。从先进国家来看，动力革命和传动革命已经完成，目前正处于控制革命阶段，要解决的主要是机械太“机械”，没有灵性的问题，过去机械全靠人来操纵控制，然而人的生理和心理能力（感觉器官的功能、头脑分析的能力和体能）是有限的，操纵汽车这样复杂的机械对于人来说体力和脑力负担是很重要的，更主要的是单靠人力操纵将阻碍汽车的发展和其性能的提高。因此必须对汽车各部分（发动机、变速器、悬架、制动和转向机构等）进行自动控制，并从各部分的单独控制向整车一体化控制发展，从一般控制向智能控制发展。要解决机械信息处理能力问题，机械本身是无能为力的，液压控制在性能上也达不到要求，必须引入具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术。但是仅仅采用机电液技术还不够，还需要应用声学、光学、和化学等多学科技术才能使机械具有良好的信息处理能力，实现高度自动化。从技术发展角度来看，汽车传动技术中的关键是电子技术、电液控制技术和传感器技术。目前，世界主要的变速器制造生产厂家都致力于这些关键技术的研究与应用，极大地促进了自动变速器的发展。计算机辅助设计（computer aided design,简称CAD），泛指设计者以计算机为主要工具，对产品进行设计、绘图、工程分析与编撰技术文档等设计工作的总称，是一项综合性的技术。其中工程分析泛指包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、优化设计及产品的常规分析等内容，亦称计算机辅助工程分析（computer aided engineering,简称CAE）。Pro/ENGINEER (简称Pro/E)是美国Paramatric Technology Corporation公司开发的机械设计自动化软件。也是最早实现参数化技术商业化的软件。其功能是非常强大的，利用它可以进行零件设计、产品装配、数控加工、钣金件设计、铸造件设计，机构分析、有限元分析和产品数据库管理、应力分析、逆向造型和优化设计等。Pro/ENGINEER全球拥有广泛的影响。在我国也是应用最为广泛的CAD/CAM软件之一。最近几年，CAD/CAM技术在我国发展很快，广泛应用于汽车制造业、工程机械、航天航空业、铁道车辆及设备、国防工业、通用机械制造业、造船业、机械电子工业、人机工程学、工程咨询业、运动器械及娱乐设备等各领域。一些制造生产商将CAD/CAM技术引入各自的产品开发中，大大简化机械产品的开发过程，大幅缩短产品开发周期，提高产品的系统及性能，获得最优化和创新的产品，取得了很好的经济效益。 1.2 目的：为了缩短设计周期和降低开发成本，通过CAD软件平台实现汽车变速器的辅助设计。使产品的设计阶段以较少的时间和精力进行虚拟装配并对装配结果进行验证，得到了可靠的装配检验结果。减少建模时间，增加模型可信度，提高产品质量，加快产品上市的时间。1.3 意义：变速器是汽车的重要部件之一，主要是在汽车行进过程中改变传动比，从而改变汽车的行驶速度和驱动轮上的转矩，以适应变化的行驶条件；或利用倒档实现汽车的倒向行驶；在发动机不熄火的情况下利用空挡中断动力传递，便于汽车起动、怠速、换挡、和动力输出。它由几十个零件组成，零件之间的装配关系复杂。因此变速器的设计需要较长的时间和反复的实验。为了缩短设计周期和降低成本，基于CAD软件平台实现变速器的辅助设计是现代制造技术的必要手段。对于车辆工程专业的本科学生，通过本毕业设计可以充分复习所学知识，并能提高计算机及软件使用水平，为以后的工作打下坚实基础。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题基本内容：1、掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理简图。2、确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。3、确定零部件结构尺寸。4、使用AutoCAD完成工程图纸；利用Pro-E建立体图。5、编写设计说明书。解决问题：1、掌握汽车变速器各零部件的设计方法；2、掌握设计汽车变速器具体的技术路线；3、练习Pro/E，熟练掌握其基本操作和基本知识；4、掌握运用Pro/E绘制变速器零件图；5、掌握运用Pro/E进行变速器的装配。三、技术路线（研究方法）1、研究汽车变速器原理、结构以及设计等基本理论，并将其与机械制图、机械设计、计算机软件等相关知识有机结合、熟练运用；2、运用CAD软件Pro/E进行零件建模与零件装配及工程图的绘制。传动机构及各零部件的结构分析与形式选择变速器的结构分析与形式选择 基本参数的确定与计算 齿轮的设计计算及校核 轴的设计计算及校核 同步器的设计计算 操纵机构的设计 利用pro/e绘制零件图 装配 完成设计四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告 第1-2周（3月2日3月13日）（2）变速器方案确定 第3-4周（3月16日3月27日）（3）参数选择与设计计算 第5-6周（3月30日4月10日）（4）完成设计说明书，完成图纸绘制 第713周（4月13日5月29日）（5）交稿 第14周（6月1日6月5日）（6）设计审核、修改 第15、16周（6月8日6月19日）（7）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月22日6月26日）五、参考文献1 臧杰，阎岩.汽车构造（下册）M.北京：机械工业出版设，2005.82 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，2001.7 3 王望予.汽车设计M.第4版.北京:机械工业出版社,2004.84 余志生.汽车理论M.第4版.北京:机械工业出版社,2006.55 杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础M.第五版.北京:高等教育出版社,2006.56 殷玉枫.机械设计课程设计M.北京:机械工业出版社,2006.67 李华敏，李瑰贤.齿轮机构设计与应用M.北京:机械工业出版社,2007.68 周松鹤，徐烈烜.工程力学M.北京:机械工业出版社,2003.29 刘朝儒，彭福荫，高政一.机械制图M.第四版.北京:高等教育出版社,2001.810 刘品，李哲.机械精度设计与检测基础M.第5版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2007.911 顾任安.东风EQ1090E(EQ140-1)载货汽车修理图册M.北京:人民交通出版社,2005.612 王霄，刘会霞. Pro/ENGIHEER Wildfire 3.0典型机械零件设计手册M.北京化学工业出版社，2006，513 王铁，赵富强，李光辉.手动变速器建模实例教程：Pro/ENGINEER野火版M.北京:机械工业出版社,2007.514 成大先.机械设计手册.单行本.轴承M.北京:化学工业出版社,2004.115 李爱琴. 浅谈汽车变速器技术的发展.科技咨询导报J.2007,1516 胡朝峰，过学迅，汪斌.汽车变速器技术的发展与展望J.汽车研究与开发，2005，517 Herbert E.Elliger.Automotive Engines.Prentic Hall,Inc.2001.18 Julian Happian Smith.An Introduction to Modern Vehicle Design.Butterworth-HeinenMann. 2002.六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日SY-025-BY-4毕业设计（论文）指导记录日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名： 指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名： 指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名： 指导教师签名：SY-025-BY-5毕业设计（论文）中期检查表填表日期2009年 4 月 26 日迄今已进行 8 周剩余 9 周学生姓名孙 纯系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-17指导教师姓名臧 杰职称教授从事专业汽车运用是否外聘是否题目名称四轮驱动汽车变速器设计学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容1. 调研，搜集资料，完成开题报告；2. 变速器基本参数的计算，齿轮、轴等基本尺寸的计算与校核；3.画CAD部分装配图。1.完成CAD装配图及零件图；2.完成Pro/e图；3.完成设计说明书；4.毕业设计审核，修改；5.毕业答辩；存在问题及努力方向 涉及CAD和Pro/e的问题较多，在装配关系，软件应用等方面需要继续努力学习。学生签字： 指导教师意 见 指导教师签字： 年 月 日教研室意 见教研室主任签字： 年 月 日SY-025-BY-7毕业设计评阅人评分表学生姓名孙 纯专业班级车辆工程B05-17班指导教师姓名臧 杰职称教授题目四轮驱动汽车变速器设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得 分 Y= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 评阅人签字 ： 年 月 日SY-025-BY-8毕业设计答辩评分表学生姓名孙 纯专业班级车辆工程B05-17班指导教师臧 杰职 称教授题目四轮驱动汽车变速器设计答辩时间月 日 时答辩组成员姓名出席人数序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语： 答辩组长签字： 年 月 日SY-025-BY-9毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名孙 纯性别男系部汽车工程系专业车辆工程班级B05-17班设计（论文）题目四轮驱动汽车变速器设计指导教师姓名职称指导教师评分（X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（Y）答辩组组长职称答辩组评分（Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 系部公章： 年 月 日注：1、指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。SY-025-BY-10优秀毕业设计（论文）推荐表题 目四轮驱动汽车变速器设计类别设计类学生姓名孙 纯系、专业、班级汽车工程系车辆工程B05-17班指导教师臧 杰职 称教授设计成果明细：（1）完成变速器各零部件的计算、并校核，设计说明书1.5万字以上；（2）运用CAD软件作出变速器二维装配图及零件图；（3）运用Pro/E软件建立零件的三维实体模型，通过链接关系，进行零部件的装配；答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）： 系部公章： 年 月 日备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计毕业设计（论文）过程管理材料题 目四轮驱动汽车变速器设计学生姓名孙 纯系部名称汽车工程系专业班级车辆工程B05-17指导教师臧 杰职 称教 授教研室汽车运用教研室起止时间200903232009.06.28教 务 处 制摘 要 汽车作为人类的代步工具，在生活中起着越来越重要的作用。变速器是传动系中的主要部件。它用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速。目的是在各种工作状况下，使汽车获得不同的牵引力和速度。从而使汽车拥有良好的动力性和燃油经济性。本次设计以东风悦达起亚2.0L手动档四驱狮跑车汽车的一些整车参数和发动机参数为设计依据，进行手动档变速器的设计。设计的主要内容包括变速器传动机构布置方案的确定，变速器主要参数如挡数、传动比范围、中心距、各挡传动比、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择，齿轮、轴的设计校核，同步器、操纵机构及箱体的设计。在设计的过程中，本文根据轿车变速器的设计要求和车辆动力传动系统自身的特点，参考多篇文献资料，以及变速器设计图册，设计出中间轴式变速器。关键词：变速器；齿轮；轴；设计；计算机辅助设计ABSTRACTAutomobile as a means of transport of human life plays an increasingly important role. Transmission is the main power train components. It is used to change the engines torque spread and wheel speed. Aim is to work in a variety of conditions，different vehicle traction and speed，so that the car has good power and fuel economy。The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of Dongfeng Yuedaqiya 2.0L Shipao automobile in this text. The main design contents include the layout program of transmission drive-mechanism, the selection of main transmission parameters such as shifts, the range of gear ratio, center-spacing, each gear ratio, gear parameters and the numble of each gear, the design and verification of gears and shafts, the design of synchronizer, manipulation-framework and gearbox. Bases on the design requirement and the characteristic of power transmission system, consulting a great deal of literatures and transmission design drafts, a kind of three-shafted transmission is designed.Key words: Transmission；Gear；Shaft；Design；Computer Aided DesignII目 录摘要Abstract 第1章 绪论11.1 课题研究的现状1 1.2 课题研究的目的和意义21.3 设计完成的主要内容3 1.4 车型基本参数3第2章 变速器传动机构布置方案52.1 传动机构布置方案分析52.1.1两轴式和中间轴式变速器52.1.2倒档的形式和布置方案52.2 零、部件布置方案分析72.2.1齿轮形式72.2.2换档的结构形式72.2.3变速器轴承72.3本章小结8第 3 章 变速器主要参数的选择及设计计算93.1变速器的档位数，传动比和中心距的确定93.1.1档数93.1.2传动比范围93.1.3确定最低档传动比93.1.4初步确定其他各档传动比113.1.5初选中心矩113.2齿轮参数的确定123.2.1齿轮的模数123.2.2压力角133.2.3螺旋角143.2.4齿宽143.2.5 齿轮的变位系数的选择原则153.2.6齿顶高系数163.2.7 各档传动比及其齿轮齿数的确定163.2.8变速器齿轮的几何尺寸计算213.3本章小结29第4章 变速器主要结构元件的设计与计算304.1 齿轮损坏的原因及形式304.2 轮齿强度计算314.2.1轮齿弯曲强度计算314.2.2轮齿接触应力计算354.3 变速器齿轮材料的选择及热处理394.4轴的设计计算404.4.1初选轴的直径404.4.2轴的刚度验算414.4.3 轴的强度计算484.5本章小结53第5章 同步器的选择545.1 惯性式同步器545.1.1 锁环式同步器的结构545.1.2锁环式同步器的工作原理555.1.3锁环式同步器主要尺寸的确定555.2主要参数的确定565.2.1摩擦因数f 565.2.2同步环主要尺寸的确定575.2.3锁止角585.2.4同步时间585.2.5转动惯量的计算585.3本章小结59第6章 变速器操纵机构的选择和箱体设计原则606.1变速器操纵机构的选择606.2变速器箱体设计原则606.3本章小结61第7章 变速器齿轮和轴的建模627.1齿轮建模627.2轴的建模647.3本章小结65结论66参考文献67致谢68附录69附录A 英语科技文献69附录B 文献翻译73第1章 绪 论1.1课题研究的现状汽车变速器是汽车的重要部件之一，用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行使工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空档，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒档，使汽车获得倒退行使能力。汽车变速器技术的发展历史：手动变速器（MT：Manual Transmisson）主要采用了齿轮传动的降速原理。变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。自动变速器（AT：Automatic Transmisson）是由液力变矩器，行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力变矩器和齿轮组合的方式来达到变速变矩。AMT是在传统干式离合器和手动齿轮变速器的基础上改造而成，主要改变了手动换挡操纵部分。即在MT总体结构不变的情况下改用电子控制来实现自动换挡。无级变速器（CVT：Continuously Variable Transmission）,又称为连续变速式机械变速器。金属带式无级变速器主要包括主动轮组，从动轮组，金属带和液压泵等基本部件。主要靠主动轮，从动轮和传动带来实现速比的无级变化，传动带一般用橡胶带，金属带和金属链等。无限变速式机械无级变速器（IVT：Infinitely Variable Transmisson）采用的是一种摩擦板式变速原理。IVT的核心部分由输入传动盘，输出传动盘和Variator传动盘组成。它们之间的接触点以润滑油作介质，金属之间不接触，通过改变Variator装置的角度变化而实现传动比的连续而无限的变化。汽车的发展经历了三大革命，动力革命（内燃机的使用），传动革命（机械传动的完善和液体传动的使用）和控制革命（用传感器、微机和电液阀进行信息处理）。从先进国家来看，动力革命和传动革命已经完成，目前正处于控制革命阶段，要解决的主要是机械太“机械”，没有灵性的问题，过去机械全靠人来操纵控制，然而人的生理和心理能力（感觉器官的功能、头脑分析的能力和体能）是有限的，操纵汽车这样复杂的机械对于人来说体力和脑力负担是很重要的，更主要的是单靠人力操纵将阻碍汽车的发展和其性能的提高。因此必须对汽车各部分（发动机、变速器、悬架、制动和转向机构等）进行自动控制，并从各部分的单独控制向整车一体化控制发展，从一般控制向智能控制发展。要解决机械信息处理能力问题，机械本身是无能为力的，液压控制在性能上也达不到要求，必须引入具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术。但是仅仅采用机电液技术还不够，还需要应用声学、光学、和化学等多学科技术才能使机械具有良好的信息处理能力，实现高度自动化。从技术发展角度来看，汽车传动技术中的关键是电子技术、电液控制技术和传感器技术。目前，世界主要的变速器制造生产厂家都致力于这些关键技术的研究与应用，极大地促进了自动变速器的发展16。计算机辅助设计（Computer Aided Design,简称CAD），泛指设计者以计算机为主要工具，对产品进行设计、绘图、工程分析与编撰技术文档等设计工作的总称，是一项综合性的技术。其中工程分析泛指包括有限元分析、可靠性分析、动态分析、优化设计及产品的常规分析等内容，亦称计算机辅助工程分析（Computer Aided Engineering,简称CAE）。Pro/ENGINEER (简称Pro/E)是美国Paramatric Technology Corporation公司开发的机械设计自动化软件。也是最早实现参数化技术商业化的软件。其功能是非常强大的，利用它可以进行零件设计、产品装配、数控加工、钣金件设计、铸造件设计，机构分析、有限元分析和产品数据库管理、应力分析、逆向造型和优化设计等。Pro/ENGINEER全球拥有广泛的影响。在我国也是应用最为广泛的CAD/CAM软件之一。最近几年，CAD/CAM技术在我国发展很快，广泛应用于汽车制造业、工程机械、航天航空业、铁道车辆及设备、国防工业、通用机械制造业、造船业、机械电子工业、人机工程学、工程咨询业、运动器械及娱乐设备等各领域。一些制造生产商将CAD/CAM技术引入各自的产品开发中，大大简化机械产品的开发过程，大幅缩短产品开发周期，提高产品的系统及性能，获得最优化和创新的产品，取得了很好的经济效益。1.2 课题研究的目的和意义为了缩短设计周期和降低开发成本，通过CAD软件平台实现汽车变速器的辅助设计。使产品的设计阶段以较少的时间和精力进行虚拟装配并对装配结果进行验证，得到了可靠的装配检验结果。减少建模时间，增加模型可信度，提高产品质量，加快产品上市的时间。变速器是汽车的重要部件之一，主要是在汽车行进过程中改变传动比，从而改变汽车的行驶速度和驱动轮上的转矩，以适应变化的行驶条件；或利用倒档实现汽车的倒向行驶；在发动机不熄火的情况下利用空挡中断动力传递，便于汽车起动、怠速、换挡、和动力输出。它由几十个零件组成，零件之间的装配关系复杂。因此变速器的设计需要较长的时间和反复的实验。为了缩短设计周期和降低成本，基于CAD软件平台实现变速器的辅助设计是现代制造技术的必要手段。对于车辆工程专业的本科学生，通过本毕业设计可以充分复习所学知识，并能提高计算机及软件使用水平，为以后的工作打下坚实基础。1.3设计完成的主要内容1、了解汽车变速器的研究现状；2、掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理简图；3、确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核；4、确定零部件结构尺寸；5、使用AutoCAD完成工程图纸；利用Pro/E建立体图；6、编写设计说明书。1.4车型基本参数根据东风悦达起亚2.0L手动档四驱狮跑汽车的一些主要技术参数来设计变速器。通过网络查找此车型的基本参数，见表1.1 。表1.1 车型基本参数名 称数 据总质量mm=1793kg最大道路阻力系数=0.417最大扭矩=184/4500rpm最大功率P/nP = 106kw/6000rpm传动系机械效率=0.93最大爬坡度=16.5最高车速前、后轮胎规格215/65 R16第2章 变速器传动机构布置方案2.1传动机构布置方案分析变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。变速传动机构可按前进档数或轴的不同分类，分为固定轴式和旋转轴式两大类，而前者又分为两轴式，中间轴式和多中间轴式变速器等。2.1.1两轴式和中间轴式变速器现代汽车大多数都采用固定轴式变速器，而两轴式和中间轴式应用最为广泛。其中，两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。在设计时，究竟采用哪一种方案，除了汽车总布置的要求外，还要考虑以下几个方面：与中间轴式变速器比较，两轴式变速器因轴和轴承数少，所以有结构简单，轮廓尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高，同时噪声也低。因两轴式变速器不能设置直接档，所以在高档工作是齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。还有，受结构限制，两轴式变速器的一档速比不可能设计的很大。对于前进档，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反；而中间轴式变速器的第一轴与输出轴的转动方向相同。中间轴式变速器可以设置直接档，在使用直接档时，变速器的齿轮和轴承及轴承均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达90以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。因为直接档的利用率高于其他档位，因而提高了变速器的使用寿命。在除直接档以外的其他档位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点3。对于本设计，采用如图2.1所示的传动方案。2.1.2倒档的形式和布置方案图2.2为常见的布置方案。图2.2（a）方案广泛用于前进档都是同步器换档的四档轿车和轻型货车变速器中；图2.2（b）方案的优点是可以利用中间轴上的1档齿轮，因而缩短了中间轴的长度，但换档时两对齿轮必须同时啮合，致使换档困难，某些轻型货车四档变速器采用这种方案；图2.2（c）方案能获得较大的倒档速比，突出的缺点是换档程序不合理；图2.2（d）方案针对前者的缺点作了修改，因而在货车变速器中取代了图2.2（c）方案；图2.2（e）方案中，将中间轴上的一档和倒档齿轮做成一体，其齿宽加大，因而缩短了一些长度；图2.2（f）方案采用了全部齿轮副均为常啮合齿轮，换档更为轻便；为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车采用图2.2（g）方案，其缺点是一档和倒档得各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。后述五种方案可供五档变速器的选择3：图2.1中间轴式变速器传动方案图2.2倒档布置方案本次设计采用中间轴式变速器，图2.2（f）所示的倒档布置方案。2.2 零、部件布置方案分析2.2.1齿轮形式变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、运转平稳、工作噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的质量和转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒档。2.2.2换档的结构形式变速器换档机构形式分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档三种。1、滑动齿轮换档通常采用滑动直齿轮换档，也有采用斜齿轮换档的。滑动直齿轮换档的优点是结构简单、紧凑、容易制造。缺点是换挡时齿面承受很大的冲击，会导致齿轮过早损坏，并且直齿轮工作噪声大，所以这种换档方式一般仅用于一档和倒档。2、啮合套换档用啮合套换档，可将构成某传动比的一对齿轮，制成常啮合的斜齿轮。用啮合套换档，因同时承受换档冲击载荷的接合齿齿数多，而轮齿又不参与换档，它们都不会过早损坏，但不能消除换档冲击，所以仍要求驾驶员有熟练的操纵技术。此外，因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器的轴向尺寸和旋转部分的总惯性力矩增大。因此，这种换档方法目前只在某些要求不高的档位及重型货车变速器上应用。3、同步器换档现代大多数汽车的变速器都采用同步器能保证迅速，无冲击，无噪声换档，而与操纵技术熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、经济性和行车安全性。同上述两种换档方法相比，虽然它有结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸大。同步环使用寿命短缺等缺点，但仍然得到广泛应用。由于同步器的广泛应用，寿命问题已得到基本解决。上述三种换档方案，可同时用在一变速器中的不同档位上，一般倒档和一档采用结构较简单的滑动直齿轮或啮合套的形式；对于常用的高档位则采用同步器或啮合套。轿车要求轻便性和缩短换档时间，因此采用同步器换档3。2.2.3变速器轴承作为旋转运动的变速器轴支承在壳体或其他部位的地方以及齿轮与轴不做固定连接处应安置轴承。变速器轴承常采用圆柱滚子轴承，球轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承，滑动轴套等。至于何处应当采用何种类型的轴承，受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同。近年来，变速器的设计趋势是向轻量化方向发展。圆锥滚子轴承在一些变速器上得到应用。其主要优点如下：直径较小，宽度较宽，因而容量大，可承受高负荷和通过对轴承预紧能消除轴向间隙及轴向窜动等。滚针轴承主要用于齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。滚针轴承有滚动摩擦损失小，传动效率高，径向配合间隙小，定位及运转精度高，有利于齿轮啮合等优点3。2.3本章小结本章对变速器传动机构的布置方案和零、部件结构方案进行了系统的分析，并给出了此次设计的具体方案，即设计中间轴式变速器，倒档布置方案如图2.1（f）所示，前进档皆为斜齿圆柱齿轮，倒档为直齿圆柱齿轮，采用全同步器换挡形式，轴承选取滚针轴承、圆锥滚子轴承。第3章 变速器主要参数的选择及设计计算3.1变速器的档位数，传动比和中心距的确定3.1.1档数变速器的档数可在320个档位范围内变化，通常变速器的档数在6挡以下，当档数超过6档以后，可在6档以下的主变速器基础上，再行配置副变速器，通过两者的组合获得多档变速器。增加变速器的档数，能够改变汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。档数越多，变速器的结构越复杂，并且使轮廓尺寸和质量加大，同时操纵机构复杂，而且在使用时换档频率增高并增加了换档难度。在最低档传动比不变的条件，增加变速器的档数会使变速器相邻的低档与高档之间的传动比比值减小，使换档工作容易进行。要求相邻档位之间的传动比值在1.8以下，该值越小换档工作越容易进行。因高档使用频繁，所以又要求高档区相邻档位之间的传动比比值，要比低档区相邻档位之间的传动比比值小。近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用45个档位的变速器。发动机排量大的乘用车变速器多用5个档3。对四轮驱动的狮跑车，选用5个前进档和1个倒档的变速器。3.1.2传动比范围变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。最高挡通常是1.0，有的变速器最高挡是超速挡,传动比为0.70.8。影响最低挡传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在3.04.5之间3。本次设计的变速器最高档位直接档。3.1.3确定最低档传动比应依据汽车最大爬坡度，驱动车轮与路面间的附着力，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综合考虑确定。汽车在最大上坡路面上行驶时，最大驱动力应能克服轮胎与路面间滚动阻力及上坡阻力。由于汽车上坡行驶时车速不高，故忽略空气阻力。这时， + （3.1） = =式中 最大驱动力；滚动阻力； 最大上坡阻力； 汽车总质量； g 重力加速度；驱动车轮滚动半径；发动机最大转矩；主减速器传动比；传动系传动效率； 滚动阻力系数； 变速器一档传动比； 道路最大上坡角； 分动器传动比。代入式（3.1）：=式中 最大道路阻力系数由发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式：求得： =4.537所以 =3.24所以，由最大爬坡度要求的变速器一档传动比为：=3.24根据驱动车轮与路面的附着条件： （3.2）求得变速器一档传动比为：=3.88式中 汽车满载静止于水路平面时驱动桥给地面的载荷 道路的附着系数，计算时取=0.50.6所以 3.243.88在乘用车的传动比范围内3.04.5之间。3.1.4初步确定其他各档传动比变速器的最高档位直接档，所以=1，取=3.5。根据经验公式，按等比级数分配， （3.3）几何级数的公比所以，=2.56，=1.87，=1.37。3.1.5初选中心矩对中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴轴线之间的距离成为变速器的中心矩。它的大小不仅对变速器的外形尺寸，体积和质量大小有影响，而且对轮齿的接触强度有影响，所以，最小允许的中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定。中间轴式变速器初选中心距时，可根据经验公式计算： = （3.4）式中 中心距系数,对乘用车=8.99.3，取=9所以，=76.67mm乘用车变速器的中心距约在6580范围内变化，经过圆整后取中心距=80mm。3.2齿轮参数的确定3.2.1齿轮的模数齿轮模数是一个重要参数，并且影响它的选取因素又很多，如齿轮的强度、质量、噪声、工艺要求等。应该指出，选取齿轮模数时一般要遵守的原则是：在变速器中心距相同的条件下，选取较小的模数，就可以增加齿轮的齿数，同时增加齿宽可以使齿轮啮合的重合度增加，并减少齿轮噪声，所以为了减少噪声应合理减少模数，同时增加齿宽；为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽；从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选用一种模数，而从强度方面考虑，各挡齿轮应有不同的模数；减少乘用车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选得小些；变速器低档齿轮应选用大些的模数，其他挡位选用另一种模数。少数情况下，汽车变速器各挡齿轮均选用相同的模数，变速器用齿轮模数的范围如表3.1。所选模数值应符合国家标准GB/T13571987的规定，如表3.2。选用时，应优先选用第一系列，括号内的模数尽可能不用。输入轴常啮合斜齿轮的法面模数： =0.47 （3.5） = 2.67mm 取= 3mm。一档齿轮为直齿轮： =0.33 （3.6） =2.81 mm取=3mm。表3.1 汽车变速器齿轮的法向模数车型乘用车的发动机排量V/L货车的最大总质量/t1.0V1.61.6V2.56.014.014.0模数/mm2.252.752.753.003.504.504.506.00 表3.2汽车变速器常用的齿轮模数 （mm）一系列1.001.251.52.002.503.004.005.006.00二系列1.752.252.75（3.25）3.50（3.75）4.505.503.2.2压力角齿轮压力角较小时，重合度较大并降低了轮齿刚度，为此能减少进入啮合和退出啮合时的动载荷，使传动平稳，有利于降低噪声；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。试验证明：对于直齿轮，压力角为28时强度最高，但是超过28强度增加不多；对于斜齿轮，压力角为25时强度最高。因此，理论上对于乘用车，为加大重合度以降低噪声应取用14.5、15、16、16.5等小些的压力角；对商用车，为提高齿轮承载能力应选用22.5或25等大些的压力角。实际上，因国家规定的标准压力角为20，所以变速器齿轮普遍采用的压力角为20。啮合套或同步器的接合齿压力角为20、25、30等，但普遍采用30压力角。应该指出，国外有些企业生产的乘用车变速器齿轮采用两种压力角，即高档齿轮采用小些的压力角以减少噪声；而低档和倒挡齿轮采用较大的压力角，以增加强度，必须指出，齿轮采用小压力角和小模数时，除必须采用大的齿高系数外，还应采用大圆弧齿根，这样可以提高弯曲强度在30%以上。3.2.3螺旋角斜齿轮在变速器中得到广泛应用。选取斜齿轮的螺旋角，应注意它对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。在齿轮选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低。试验还证明：随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。不过当螺旋角大于30时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角，以1525为宜；而从提高高档齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应选用较大的螺旋角。斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用：乘用车变速器：两轴式变速器为2025中间轴式变速器为2234货车变速器：18263.2.4齿宽在选择齿宽时，应该注意齿宽对变速器的轴向尺寸、质量、齿轮工作平稳性、齿轮强度和齿轮工作时的受力均匀程度等均有影响。考虑到尽可能缩短变速器的轴向尺寸和减少质量，应该选用较小的齿宽。另一方面，齿宽减少使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，此时虽然可以用增加齿轮螺旋角的方法给予补偿，但这时轴承承受的轴向力增大，使其寿命降低。齿宽窄又会使齿轮的工作应力增加。选用宽些的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀造成偏载，导致承载能力降低，并在齿宽方向磨损不均匀。通常是根据齿轮模数来确定的。直齿 为齿宽系数, 取=4.58.0斜齿 为齿宽系数, 取=6.08.5b为齿宽（mm）。采用啮合套或同步器换挡时，其接合齿的工作宽度初选时可取为24 mm。第一轴常啮合齿轮副的齿宽系数可取大些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动平稳性和齿轮寿命。对于模数相同的各挡齿轮，挡位低的齿轮的齿宽系数取得稍大。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要求。3.2.5 齿轮的变位系数的选择原则齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节。采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨损、抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。变位齿轮主要有两类：高度变位和角度变位。高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数之和等于零。高度变位可增加小齿轮的齿根强度，使它达到和大齿轮强度相接近的程度。高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加一对齿轮的强度，也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零。角度变位既具有高度变位的优点，又避免了其缺点。由几对齿轮安装在中间轴和第二轴上组合并构成的变速器，会因保证各档传动比的需要，使各相互啮合齿轮副的齿数和不同。为保证各对齿轮有相同的中心距，此时应对齿轮进行变位。当齿数和多的齿数副采用标准齿轮传动或高度变位时，对齿数和少些的齿轮副应采用正角度变位。由于角度变位可获得良好的啮合性能及传动质量指标，故采用得较多。对斜齿轮传动，还可以通过选择合适的螺旋角来达到中心距相同的要求。变速器齿轮是在承受循环负荷的条件下工作，有时还承受冲击负荷。对于高档齿轮，其主要损坏形式是齿面疲劳剥落，因此应按保证最大接触强度和抗胶合及耐磨损最有利的原则选择变位系数。为提高接触强度，应使总变位系数尽可能取大些，这样两齿轮的齿廓渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，减小接触应力。对于低档齿轮，由于小齿轮的齿根强度较低，加之传递载荷较大，小齿轮可能出现齿根弯曲、断裂的现象。为提高小齿轮的抗弯强度，应根据危险断面齿厚相等的条件来选择来选择大小齿轮的变位系数，此时小齿轮的变位系数，此时小齿轮的变位系数大雨零。由于工作需要，有时齿轮齿数取得少（如一挡主动齿轮）会造成轮齿根切。这不仅削弱了轮齿的抗弯强度，而且使重合度减少。此时应对齿轮进行正变位，以消除根切现象。总变位系数减少，一对齿轮齿根总的厚度越薄，齿根越弱，抗弯强度越低。但是由于轮齿的刚度减小，易于吸收冲击振动故噪声要小一些。另外，值越小，齿轮的齿形重合度越大，这不但对降噪有利，而且由于齿形重合度增大，单齿承受最大载荷时的着力点距齿根近，弯曲力矩减小，相当于齿根强度提高，对由于齿根减薄而产生的削弱强度的因素有所抵消。根据上述理由，为了降低噪声，对于变速器中除去一、二档和倒档以外的其他各档齿轮的总变位系数要选用较小一些的数值，以便获得低噪声传动。一般情况下，最高档和一轴齿轮副的可以选为0.20.2。随着档位的降低，值应该逐档增大。一、二档和倒档齿轮，应该选用较大的值，以便获得高强度齿轮副。一档齿轮的值可以选用1.0以上。3.2.6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少，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作用到齿顶上，所以曾采用过齿顶高系数为0.750.80的短齿制齿轮。在齿轮加工精度提高以后，短齿制齿轮不再被采用，包括我国在内，规定齿顶高系数为1.00。为了增加齿轮啮合的重合度，降低噪声和提高齿根强度，有些变速器采用齿顶高系数大于1.00的细高齿制。采用细高齿制时，必须通过验算保证齿顶厚度不得小于0.3m。和齿轮没有根切和齿顶干涉。目前，对于细高齿制的齿顶高系数，还没有制定统一的标准，由各企业自行确定，从小至1.05到大至1.90的都有，且许多变速器的一对主、从动齿轮的齿顶高系数不同3。3.2.7 各档传动比及其齿轮齿数的确定在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的档数、传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数。应该注意的是，各档相互啮合的齿轮的齿数最好为质数，以使齿面磨损均匀。如图3.1是本次设计的变速器的传动方案。1、确定一档齿轮齿数一档的传动比为： = （3.7）为了确定，的齿数，先求其齿数和斜齿轮： =49.09 （3.8）应取为整数， =49为了使/尽量大些，应将取得尽量小些，这样，在已定的条件下，/的传动比可小些，以使第一轴常啮合齿轮可分配到较多的齿数，以便在其内腔设置第二轴的前轴承，的最少齿数受到中间轴轴颈的限制，因此，的选定应与中间轴轴颈的确定因素统一考虑。为避免发生根切，增强刚度，一档小齿轮应为变位齿轮。乘用车中间轴式变速器的=3.53.8时，则在1517内选择。取=17。则图3.1中间轴式变速器传动方案2、修正中心矩A因为 =所以 =79.87mm初定中心矩应为： =80mm 3、确定常啮合齿轮副的齿数由式 = 求得常啮合传动齿轮的传动比： （3.9）而常啮合齿轮中心距与一档齿轮的中心距相等， = （3.10）初选=解联立式（3.9）和式（3.10）得：=16.1，= 30.04取整后：= 17，=30所以，一档实际传动比为=3.32，与原传动比相差不大，符合要求。螺旋角=arcos=4、确定其他各档位的齿数二档齿轮：二档齿轮是斜齿轮，螺旋角与常啮合齿轮的不同时，由 = （3.11） = （3.12）初选=解联立式（3.11）和式（3.12）得：=28.83，= 19.88取整后：= 29，=20所以，二档实际传动比为=2.56，与原传动比相差不大，符合要求。螺旋角=arcos=从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，必须满足下列关系式： （3.13）把 ，及 分别代入式（3.13）的左右两边：=1.247=1.561方程左右两边近似满足轴向力平衡关系，所以符合条件。三档齿轮：三档齿轮是斜齿轮，螺旋角与常啮合齿轮的不同时，由 = （3.14） = （3.15）初选=解联立式（3.14）和式（3.15）得：=25.07，= 23.65取整后：= 25，=24所以，三档实际传动比为=1.84，与原传动比相差不大，符合要求。螺旋角=arcos=从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，必须满足下列关系式： （3.16）把 ，及 分别代入式（3.16）的左右两边：=1.247=1.30方程左右两边近似满足轴向力平衡关系，所以符合条件。四档齿轮：四档齿轮是斜齿轮，螺旋角与常啮合齿轮的不同时，由 = （3.17） = （3.18）初选=解联立式（3.17）和式（3.18）得：=21.28，= 27.43取整后：= 22，=27所以，四档实际传动比为=1.43，与原传动比相差不大，符合要求。螺旋角=arcos=从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，必须满足下列关系式： （3.19）把 ，及 分别代入式（3.19）的左右两边：=1.247=1.158方程左右两边近似满足轴向力平衡关系，所以符合条件。倒档传动比及齿数：通常倒档采用直齿轮，模数=3mm。倒档传动比与一档传动比比较接近，因为=3.32，取=3.3。中间轴倒档传动齿轮的齿数比一档主动齿轮10略小，取=15，倒档轴齿轮13的齿数，一般在2123之间，取=21。由 = （3.20）所以=28.05，取整后=29。由此，中间轴与倒档轴之间的中心距： （3.21）倒档轴与输出轴之间的中心距： （3.22）3.2.8变速器齿轮的几何尺寸计算1、确定一档齿轮变位系数法面模数 =3端面模数=3.26mm法面压力角=20端面啮合角21.81理论中心距A=3.26=79.87mm中心距变动系数=0.043查表得总变位系数=0.32根据齿数比=1.88，按线图分配变位系数得=0.35，则=0.32-0.35=-0.032、确定二档齿轮变位系数法面模数 =3端面模数=3.265mm法面压力角=20端面啮合角21.61理论中心距A=3.265=79.99mm中心距变动系数=0.002查表得总变位系数=0.3根据齿数比=1.45，按线图分配变位系数得=0.23，则=0.3-0.23=0.073、确定三档齿轮变位系数法面模数 =3端面模数=3.265mm法面压力角=20端面啮合角21.61理论中心距A=3.265=79.99mm中心距变动系数=0.002查表得总变位系数=0.3根据齿数比=1.04，按线图分配变位系数得=0.18，则=0.3-0.18=0.124、确定四档齿轮变位系数法面模数 =3端面模数=3.265mm法面压力角=20端面啮合角21.61理论中心距A=3.265=79.99mm中心距变动系数=0.002查表得总变位系数=0.3根据齿数比=1.23，按线图分配变位系数得=0.18，则=0.3-0.18=0.125、确定输入轴常啮合斜齿轮变位系数法面模数 =3端面模数=3.404mm法面压力角=20端面啮合角22.44理论中心距A=3.265=79.99mm中心距变动系数=0.002查表得总变位系数=0.4根据齿数比=1.76，按线图分配变位系数得=0.36，则=0.4-0.36=0.04经过以上的计算，列出本次设计所有齿轮的几何尺寸：直齿圆柱齿轮的几何尺寸如表3.3, 3.4所示；斜齿圆柱齿轮的几何尺寸如表3.5, 3.6所示2。 表3.3直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 序号 计算项目 计算公式（高度变位齿轮） 1 变位系数 2 分度圆直径 3 齿顶高 4 齿根高 5齿全高 6齿顶圆直径 7齿根圆直径 8中心距 9 周节 10基节 11分度圆弧齿厚 12基圆直径 表3.4直齿圆柱齿轮的几何尺寸 齿数291521 中心矩=54mm =75mm 变位系数-0.10.1-0.1 分度圆直径87mm45mm63mm 齿顶高2.7mm3.3mm2.7mm齿根高5.55mm4.95mm5.55mm齿全高8.25mm8.25mm8.25mm 齿顶圆直径92.4mm51.6mm68.4mm 齿根圆直径75.9mm35.1mm51.9mm周节9.42mm9.42mm9.42mm基节8.85mm8.85mm8.85mm分度圆弧齿厚4.492mm4.928mm4.492mm基圆直径81.75mm42.29mm59.20mm表3.5斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 序号 计算项目 计算公式（高度变位齿轮） 1 理论中心距2端面啮合角3中心距 4变位系数 5中心距变动系数6齿顶降低系数 7 分度圆直径 8 齿顶高 9齿根高 10齿全高 11齿顶圆直径12齿根圆直径 13法向