中间轴式变速器设计

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1、SouthChinaUniversityofTechnology汽车设计课程设计——变速器设计学院组别指导教师学生姓名学号提交日期机械与汽车工程学院SanityShaw2011年7月8日目录1•概述32屮间轴式变速器设计42.1传动方案和零部件方案的确定42.1.1传动方案初步确定42.1.2零部件结构方案52.2主要参数的选择和计算62.2.1先确定最小传动比62.2.2确定最大传动比72.2.3挡位数确定92.2.4中心距A92.2.5外形尺寸设计102.2.6齿轮参数103变速器的设计计算163.1轮齿设计计算163.1.1齿轮弯曲强度计算173.1.2轮齿接触应力193.2轴设

2、计计算223.2.1轴的结构223.2.2确定轴的尺寸223.2.3轴的校核231•概述变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件卜•提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的T况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。对变速器的主要要求是：(1)•应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。(2)•工作可靠，操纵轻便。汽车在行驶过程屮，变速器内不应有自动跳档、乱档

3、、换档冲击等现彖的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求口益显得重耍，这可通过采用同步器和预选气动换档或口动、半口动换档来实现。(3)•重虽轻、体积小。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小屮心距。(4)•传动效率高。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。(5)•噪声小。采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。图1:中间轴式变速器2中间轴式变速器设计2-1传动方案和零部件方案的确

4、定中间轴式变速器传动方案的共同特点如下。（1）设有直接扌当；（2）1挡有较大传动比；（3）档位搞的齿轮采用常啮合传动，档位低的齿轮（1描）可以采用或不采用常啮合齿轮川东南；（4）除1挡外，其他档位采用同步器或啮合套换挡；（5）除直接挡外，其他档位丁作时的传动效率略低。2.1.1传动方案初步确定（1）变速器第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体，第2轴前端经滚针轴承支撑在第1轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同一条直线上，经啮合套将它们连接后町得到直接挡。档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，1挡采用滑动直齿轮传动。（2）倒档利用率不高，而且都是在停车后在挂入倒档，因此可以采用支持滑动齿轮作为换扌半方

5、式。倒描齿轮采用联体齿轮，避免中间齿轮在最不利的正负交替对称变化的弯曲应力状态下工作，提高寿命，并使倒挡传动比有所增加，装在靠近支承出的屮间轴1挡齿轮处。2.1.2零部件结构方案2.1.2.1齿轮形式齿轮形式有直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮。两者相比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、T作时噪声低的优点；缺点是制造T艺复杂，工作时有轴向力。变速器屮的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。直齿圆柱齿轮仅用于一挡和倒挡。2.1.2.2换挡机构形式此变速器换描机构有直齿滑动齿轮、移动啮合套换扌专和同步器换扌当三种形式。采用轴向滑动直齿齿轮换挡，会在轮齿端面产生冲击，齿轮端部磨损加剧并过早损坏，并伴有噪声，不宜

6、用于高档位。为简化机构，降低成本，此变速器1挡、倒挡采用此种方式。常啮合齿轮可用移动啮合套换挡。因承受换挡冲击载荷的接合齿齿数多，啮合套不会过早被损坏，但不能消除换挡冲击。目前这种换挡方法只在某些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。因此不适合用于不设计屮的变速器，不采用啮合套换挡。使用同步器能保证换挡迅速、无冲击、无噪声，得到广泛应用。虽然结构复朵、制造精度要求高、轴向尺寸人，但为了降低驾驶员工作强度，降低操作难度,2扌肖以上都采用同步器换扌当。2.1.2.3变速器轴承变速器轴承常釆用圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、滑动轴套等。变速器第1轴、第2轴的后部轴承以及中间轴前

7、、后轴承，按直径系列一般选用屮系列球轴承或圆柱滚子轴承。小间轴上齿轮工作时产生的轴向力，原则上由前或后轴承来承受都可以；但当在壳体前端面布置轴承盖有困难的时候，必须由后端轴承承受轴向力，前端采用圆柱滚子轴承承受径向力。滚针轴承、滑动轴套用于齿轮与轴不固定连接，有相对转动的地方，比如高档区域同步器换挡的第2轴齿轮和第2轴的连接，由于滚针轴承滚动摩擦损失小，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，在不影响齿轮结构的情况下，应尽