四挡手动变速器设计
从我国改革开放以来，我国的科技取得了重大的成就，在人们物质文化改善的同时，汽车作为其中的一员也在随着时代不断发展着，现在如何设计出一辆令人民群众满意的汽车越来越有挑战性，我们应该从汽车的结构入手，提高汽车的操作性和经济性。变速器作为汽车动力的调整者，对汽车的使用体验有很大的影响，因此对变速器的设计改进迫在眉睫。 本文先简述了变速器，考虑了变速器可能发生的问题，并在设计中解决这些问题。本文从变速器的传动机构开始，再到变速器的主要参数的选择和调整，最后再对变速器的设计校核计算。关键词 变速器，结构设计，改进和校核
目 录
1绪论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外发展趋势 4
2. 变速器机构方案的确定 4
2.1传动机构布置方案分析 4
2.2 零部件结构方案分析 7
3. 变速器主要参数的选择 9
3.1 变速器的传动比范围、档位数及各档传动比 9
3.2 中心距A的确定 10
3.3 外形尺寸的确定 10
3.4 齿轮参数 10
3.5各挡齿轮齿数的分配 11
4. 变速器的设计计算 15
4.1 轮齿设计计算 15
4.2 轴的设计计算 18
结论 22
致谢 23
参考文献 24
附录A 25
1绪论
1.1 概述
汽车在过去的100多年里的发展已经突飞猛进，不管是汽车的外形还是汽车的动力性和操作性都有了质的飞跃，现在人们对汽车的要求也越来越高，现在对于汽车是否乘坐舒适，汽车设计是否人性化已经成了人们选车的标准。一辆汽车最重要的是有一个良好的动力，不仅需要一个良好的发动机，而且需要一个优良的传动系与之匹配才能将汽车的发动机的动力发挥的淋漓尽致。为了提高汽车的驾驶体验和满足人们的需求，我在本文中讨论设计了变速器一方面的内容。
我之前对变速器的了解是通过上课所获得，加上学校安排的实习，但是这些远远不够，于是我查了很多相关的知识，在经过一段时间的努力后，我终于对这次的论文题目有了了解。
汽车传动系统，一般位于发动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
机和驱动车轮之间，是一种传递力的传动装置，他是由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴组成的。他的主要功能是通过传动装置将发动机输出的动力，传递给半轴和车轮，使汽车满足人们的日常使用以及提高汽车的操作性和动力性。目前传动系统的主要功能有减速增扭，实现汽车的变速、倒挡、空挡即实现汽车按要求间歇性中断动力，实现汽车在行驶中车轮差速行驶。对传动系统，我们可以按照传动元件划分为机械式传动、液力机械式传动、静液式传动、电力式传动和混合动力式传动。汽车的传动系统可以看成是人类身上的骨骼，他对汽车的驾驶体验，甚至对一辆汽车最直接的评价都会有影响。
变速器可以使汽车在驾驶过程中匹配到最好的发动机动力，只需要他适时改变自身的传动比。
变速器的设计中，低档传动比大，动力足，适用于爬坡和起步；高档传动比小，适用于汽车高速运转之后。
变速器还设有倒挡和空挡。倒挡是汽车通过变速器使汽车能够自由倒退行驶的档位。空挡时没有动力输出，用于在汽车需要的时候中断动力输出。我们知道，手动变速器的构造有齿轮、轴、轴承和同步器。
换挡是指汽车变速器进行改变传动比大小的行为。一般换挡有两种方式，一种是接合套换挡，一种是同步器换挡。其中，结合套的换挡是齿轮上的齿圈和接合套相互工作，从而达到改变传动比的大小。同步器的换挡相对简单，它是通过同步器改变了传动比的大小，这种换挡方式相对接合套的方式，换挡相对快，没有噪声，而且换挡平稳，冲击小。
变速器按照传动比的不同变化方式可以分为无极变速器、有级变速器和综合变速器。有级变速器又分为滑移齿轮变速器、塔轮变速器、离合器式齿轮变速器和拉键式变速器。这些变速器的种类看似繁多，难以辨别，实则有着自己的分类方式。
下面要介绍的是塔轮变速器，塔轮变速器的传动多采用平带传动，也有部分采用的是V带式传动。它的优点是在保持了结构简单的同时，保证了换挡的平稳和无噪声，缺点是总体的尺寸大，相对操作比较麻烦；滑移齿轮变速器的优点是换挡操作简单方便，结构紧，尺寸小，同时还保持了高效的传动率，因此这种变速器被广泛使用；离合器式齿轮变速器的优点是传动平稳，机构简单，因为这种变速器使用了斜齿轮传动，这种齿轮传动噪声小，效率高，但他的缺点是齿轮一直处于常啮合状态，这加速了变速器的磨损，而且占的空间大；拉键式离合器的最大优点是结构紧凑，传力平稳，但是由于拉键的刚度、强度通常较低，拉键式离合器不能传递过大的转矩。
在现在的小轿车变速器设计里，一般有35个前进挡和一个倒挡，相比大型货车少了很多档位。我们所说的变速器档位一般说的是前进挡的档位数。
无极变速器的长处是在于变速器可以合理地改变转速大小，从而使汽车获得最合适的工作速度。无级变速的原理可以是机械的、电气的和液动的。其中，机械式无极变速器是利用摩擦轮的摩擦传动，主要是调整了主动件与从动件的传动半径的大小，从而使发动机上的动力经过变速器后产生相应的变化。
无极变速器的分类有滚轮—平盘式变速器、钢球无极变速器、菱锥无级变速器和宽V带无级变速器。
摩擦式无极变速器的优点是制作轻便，传动效率高，可以持续对变速器变速，噪声几乎没有，当变速器过载时，摩擦元件间的打滑现象可以对过载进行保护，因此摩擦式无极变速器可以在较大的变速范围内工作。他的缺点是，因为摩擦不能够保证精确的摩擦比，当传递功率较大时，结构尺寸可能因为磨损而不准确传递传动比。因此摩擦式无级变速器一般被用在10左右的变速范围中，为了扩大这种无极变速器的变速范围，一般会采用无极变速器和有级变速器的联合在一起的使用方法。
目 录
1绪论 1
1.1 概述 1
1.2 国内外发展趋势 4
2. 变速器机构方案的确定 4
2.1传动机构布置方案分析 4
2.2 零部件结构方案分析 7
3. 变速器主要参数的选择 9
3.1 变速器的传动比范围、档位数及各档传动比 9
3.2 中心距A的确定 10
3.3 外形尺寸的确定 10
3.4 齿轮参数 10
3.5各挡齿轮齿数的分配 11
4. 变速器的设计计算 15
4.1 轮齿设计计算 15
4.2 轴的设计计算 18
结论 22
致谢 23
参考文献 24
附录A 25
1绪论
1.1 概述
汽车在过去的100多年里的发展已经突飞猛进，不管是汽车的外形还是汽车的动力性和操作性都有了质的飞跃，现在人们对汽车的要求也越来越高，现在对于汽车是否乘坐舒适，汽车设计是否人性化已经成了人们选车的标准。一辆汽车最重要的是有一个良好的动力，不仅需要一个良好的发动机，而且需要一个优良的传动系与之匹配才能将汽车的发动机的动力发挥的淋漓尽致。为了提高汽车的驾驶体验和满足人们的需求，我在本文中讨论设计了变速器一方面的内容。
我之前对变速器的了解是通过上课所获得，加上学校安排的实习，但是这些远远不够，于是我查了很多相关的知识，在经过一段时间的努力后，我终于对这次的论文题目有了了解。
汽车传动系统，一般位于发动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
机和驱动车轮之间，是一种传递力的传动装置，他是由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴组成的。他的主要功能是通过传动装置将发动机输出的动力，传递给半轴和车轮，使汽车满足人们的日常使用以及提高汽车的操作性和动力性。目前传动系统的主要功能有减速增扭，实现汽车的变速、倒挡、空挡即实现汽车按要求间歇性中断动力，实现汽车在行驶中车轮差速行驶。对传动系统，我们可以按照传动元件划分为机械式传动、液力机械式传动、静液式传动、电力式传动和混合动力式传动。汽车的传动系统可以看成是人类身上的骨骼，他对汽车的驾驶体验，甚至对一辆汽车最直接的评价都会有影响。
变速器可以使汽车在驾驶过程中匹配到最好的发动机动力，只需要他适时改变自身的传动比。
变速器的设计中，低档传动比大，动力足，适用于爬坡和起步；高档传动比小，适用于汽车高速运转之后。
变速器还设有倒挡和空挡。倒挡是汽车通过变速器使汽车能够自由倒退行驶的档位。空挡时没有动力输出，用于在汽车需要的时候中断动力输出。我们知道，手动变速器的构造有齿轮、轴、轴承和同步器。
换挡是指汽车变速器进行改变传动比大小的行为。一般换挡有两种方式，一种是接合套换挡，一种是同步器换挡。其中，结合套的换挡是齿轮上的齿圈和接合套相互工作，从而达到改变传动比的大小。同步器的换挡相对简单，它是通过同步器改变了传动比的大小，这种换挡方式相对接合套的方式，换挡相对快，没有噪声，而且换挡平稳，冲击小。
变速器按照传动比的不同变化方式可以分为无极变速器、有级变速器和综合变速器。有级变速器又分为滑移齿轮变速器、塔轮变速器、离合器式齿轮变速器和拉键式变速器。这些变速器的种类看似繁多，难以辨别，实则有着自己的分类方式。
下面要介绍的是塔轮变速器，塔轮变速器的传动多采用平带传动，也有部分采用的是V带式传动。它的优点是在保持了结构简单的同时，保证了换挡的平稳和无噪声，缺点是总体的尺寸大，相对操作比较麻烦；滑移齿轮变速器的优点是换挡操作简单方便，结构紧，尺寸小，同时还保持了高效的传动率，因此这种变速器被广泛使用；离合器式齿轮变速器的优点是传动平稳，机构简单，因为这种变速器使用了斜齿轮传动，这种齿轮传动噪声小，效率高，但他的缺点是齿轮一直处于常啮合状态，这加速了变速器的磨损，而且占的空间大；拉键式离合器的最大优点是结构紧凑，传力平稳，但是由于拉键的刚度、强度通常较低，拉键式离合器不能传递过大的转矩。
在现在的小轿车变速器设计里，一般有35个前进挡和一个倒挡，相比大型货车少了很多档位。我们所说的变速器档位一般说的是前进挡的档位数。
无极变速器的长处是在于变速器可以合理地改变转速大小，从而使汽车获得最合适的工作速度。无级变速的原理可以是机械的、电气的和液动的。其中，机械式无极变速器是利用摩擦轮的摩擦传动，主要是调整了主动件与从动件的传动半径的大小，从而使发动机上的动力经过变速器后产生相应的变化。
无极变速器的分类有滚轮—平盘式变速器、钢球无极变速器、菱锥无级变速器和宽V带无级变速器。
摩擦式无极变速器的优点是制作轻便，传动效率高，可以持续对变速器变速，噪声几乎没有，当变速器过载时，摩擦元件间的打滑现象可以对过载进行保护，因此摩擦式无极变速器可以在较大的变速范围内工作。他的缺点是，因为摩擦不能够保证精确的摩擦比，当传递功率较大时，结构尺寸可能因为磨损而不准确传递传动比。因此摩擦式无级变速器一般被用在10左右的变速范围中，为了扩大这种无极变速器的变速范围，一般会采用无极变速器和有级变速器的联合在一起的使用方法。
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