轿车五档手动变速器设计

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1、摘要本设计的任务是设计一台用于轿车上的五档手动变速器。合理的设计和布置变速器能使发动机功率得到最合理的利用，从而提高汽车动力性和经济性。设计部分叙述了变速器的功用与设计要求，对该变速器进行了方案论证，选用了三轴式变速器。说明了变速器主要参数的确定，齿轮几何参数的计算、列表，齿轮的强度计算、强度校核，轴的设计及强度校核。该变速器具有两个突出的优点：一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。关键词：变速器齿轮轴目录第一章绪论1第二章变速器的总体方案设计62.1变速器的功用及设计要求62.2变速器传动机构的型式选择与结构分析

2、72.2.1三轴式变速器与两轴式变速器72.2.2变速器主传动方案的比较92.2.3倒档的布置方案102.3变速器主要零件的结构方案分析112.3.1齿轮型式112.3.2换档结构型式112.3.3轴承型式122.3传动方案的最终设计12第三章变速器主要参数的选择与齿轮设计-12-3.1变速器主要参数的选择-13-3.1.1档位数和传动比-13-3.1.2中心距-14-3.1.3齿轮模数-14-3.1.4齿形、压力角α、螺旋角β和齿宽b-15-3.1.5齿轮的变位系数-15-3.2各档传动比及其齿轮齿数的确定-16-3.2.1确定一档齿轮的齿数-16-3.2.2确定常啮合齿轮副

3、的齿数-16-3.2.3确定其他档位的齿数-17-3.2.4确定倒档齿轮的齿数-17-3.3齿轮主要参数表18第四章变速器齿轮的强度计算与材料选择204.1齿轮的损坏原因及形式204.2齿轮的强度计算及材料接触应力204.2.1齿轮弯曲强度计算204.2.2齿轮材料接触应力22第五章变速器轴的设计与校核-23-5.1变速器轴的结构和尺寸-23-5.1.1轴的结构-23-5.1.2轴的尺寸-23-5.2轴的校核-24-5.2.1第一轴的强度与刚度校核-24-5.2.2第二轴的强度与刚度校核-25-第六章变速器同步器与操纵机构的设计-27-6.1同步器设计-27-6.1.1同步器的

4、工作原理-28-6.1.2同步环主要参数的确定306.2变速器的操纵机构32第一章绪论变速器的发展现状在汽车变速箱100多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器[3]为手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT）五种型式。它们各有优缺点：MT的节能效果最好、经济性娱乐性强，但对驾驶技术要求高；AT的节能效果差一些，但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高；AMT具备前两者的优点，但在换挡时会有短暂的中断，舒适性差一些；CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳，但它的传动带容

5、易损坏，无法承受较大的载荷；DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性，它是从传统的手动变速器演变而来，目前代表变速器的最高技术。在我国，据调查2007年手动变速器的市场比重为74%，占据较大的市场份额。从2002到2007年间自动档变速器市场占有率从9%增长到26%，GlobalInsight公司预计到2012年自动档变速器将占据33%的份额，而乘用车市场自动档所占的比例可能达到44%。从2002-2006年间，女性用户从20.3%增长到30.9%，而自动档变速器使用方便特点深受女性用户群的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中，第一名是安全气囊，第二就是自

6、动档的变速器。在中国，自动档变速器的市场是十分乐观的。同时手动档变速器的节能型，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。针对中国变速器市场发展趋势，GlobalInsight的亚洲区技术分析师段诚武博士阐述了几点自己的见解：一、在短期内，手动档变速器仍然占据主要份额，而自动档变速器将有更大的增长空间。二、鉴于中国市场情况的复杂性，长期来看变速器不是单一式的发展趋势，没有哪一种形式变速器会成为最后的赢家。三、在中国市场，从技术支持、目前的市场份额以及设备提供这几个方面来看AMT与LPG、AUTOE和汽油、CVTE和混合动力以及DCT和柴油都具有相似性。四、从长远来看，中国本土的

7、企业应该更加关注DCT这个产品，因为它将有非常好的前景。第二章变速器的总体方案设计2.1变速器的功用及设计要求变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。它作为汽车动力系统重要的组成部分，主要用于转变从发动机曲轴传出的转矩和转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同需求。此外，变速器还用于使汽车能倒退行驶和在起动发动机以及汽车滑行或停车时使发动机与传动系保持分离；必要时还应有动力输出功能。为保证变速器具有良好