课程设计--- 变速器的设计计算

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1、设计说明书题目：货车机械变速器学号：姓名：变速器的设计计算1.1变速器的选择变速器的种类很多，按前进档位的不同可分为三、四、五和多档变速器，根据轴的型式的不同，又有固定轴式和旋转轴式（常配合行星齿轮传动）两类。固定轴式又有两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，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上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。2-1-1中间轴式变速器从结构外形看中间轴式变速器有三根轴：一轴和二轴在一条中心线上。将它们连接即为直接档，此时，齿轮、轴承不承受载

2、荷而只传递转矩，故而传动效率高，而且摩损小，寿命长，噪音也较小。而在其他档位上，经过两对连续齿轮传动，传动效率稍低。由于本设计中的汽车为重型货车，且档位多，传动比大，故本设计采用这种型式。2-1-2变速器齿轮型式变速器中的齿轮一般只有两种：直尺圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。直齿圆柱齿轮多用为滑动式，故使用在一档和倒档的较多，它们的结构简单，制造容易。但是在换档时齿轮端部产生冲击，噪声很大，从而加剧端部磨损，使齿轮的寿命降低，而且由于噪声大，容易造成驾驶员的疲劳。斜齿圆柱齿轮传动平稳，噪声很小，磨损小，寿命长。唯一的缺点是工作时有轴向力的产生，而且结构复

3、杂，这个缺点可以在进行轴的载荷计算时予以平衡。通过比较两种型式齿轮的优缺点，本设计中，倒档采用直齿圆柱齿轮，这是考虑到倒档的使用率较低，综合衡量经济性和便利性而定的，其余各档全部采用斜齿圆柱齿轮传动，这样充分发挥其传动平稳，噪声小等优点。2-1-3变速器的换档结构变速器的换档机构形式有以下几种：直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档。(1)直齿滑动齿轮换档该结构形式制造容易，结构简单。但缺点较多：汽车行驶时各档齿轮有不同的角速度，因此用轴向滑动直齿齿轮的方式换档，会在轮齿端面产生冲击，并伴随有噪声。这使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，造成汽车的行驶安全性降

4、低，同时使驾驶员精神紧张，而换档产生的噪声又会使乘坐舒适应大大的降低。只有驾驶员用熟练的操作技术（如两脚离合器），使齿轮换档时无冲击，才能克服上述缺点。但是该瞬间驾驶员注意力被分散，会影响行驶安全性。因此，尽管这种换档方式结构简单，但除一、倒档外已很少使用。(2)啮合套换档由于变速器第二轴齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态，所以可用移动啮合套换档。这时，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，对汽车的行驶安全性和乘坐舒适性仍有影响，同时，仍要求驾驶员有熟练的操作技术。此外，因增设了啮合套和常啮

5、合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性矩增大。因此，目前这种换档方法只在某些要求不高的档位及重型车变速器上应用。这是因为重型车档位间的公比较小，则换档机构连接件之间的角速度差也小，因此采用啮合套换档，并且还能降低制造成本及减小变速器长度。(3)同步器换档使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换档，而与操作技术的熟练程度无关，从而提高汽车的加速性、经济性和行驶安全性等一系列性能，故现代汽车大多数采用这种换档形式，同上述两种换档方式相比较，虽然它有结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。同时，利用同步器或啮合套换档，其换档行程要比滑动

6、齿轮换档行程小。在换动齿轮特别宽的情况下，这种差别就更为明显。为了操纵方便，换入不同档位的变速杆行程要求尽可能一样。综合比较以上三种换档方式，在本设计中所有档位全部采用锁销式惯性同步器换档。1.2倒档的选择与前进档位比较，倒档使用率不高，而且都是在停车状态下实现换倒档，故多数方案采用直齿滑动齿轮方式换倒档。为实现倒档传动，有些方案利用在中间轴和第二轴上的齿轮传动路线中，加入一个中间传动齿轮的方案，也有利用两个联体齿轮方案的，前者虽然结构简单，但是中间传动齿轮的轮齿，是在最不利的正、负交替对称变化的弯曲应力状态下工作，而后者是在较为有利的弯曲状态下

7、工作，并使倒档传动比略有增加。至此，我们可以参考《汽车设计》中的相关内容进行讨论。《汽车设计》中的图3-5主要介绍了七种不同的倒档布置方案。其中图b所示方案的优点是换档时利用了中间轴上的一档齿轮，因而缩短了中间轴的长度。但换档时有两对齿轮同时进入啮合，使换档困难。图c所示方案能获得较大的倒档传动比，缺点是换档程序不合理。图d所示方案针对前者的缺点作了修改，因而取代了图c所示方案。图e所示方案是将中间轴上的一、倒档齿轮作成一体，将其齿宽加长。图f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，换档更为轻便。为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车倒

8、档传动采用图g所示方案。其缺点是一、倒档需各用一根变速器拨叉轴，致使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。在本设计中，由于整个变速器是由主，副