普桑两轴式机械变速器变速传动机构的设计(附件)【字数：11942】
摘 要机械变速器是汽车底盘传动系统的重要组成之一，主要由变速器壳体、变速传动机构、操纵装置等组成，其基本功用是改变传动比，进而使传递至驱动轮上的转速和转矩随汽车不同运行状况发生变化，保证车辆行驶的安全、稳定。本课题的主要任务是根据任务书给出的整车相关参数完成普桑机械变速器变速传动机构的设计。文章第一部分介绍了课题研究的背景和意义，国内外变速器的发展情况及本课题的主要研究内容；第二部分介绍了普桑机械变速器变速传动机构的方案设计；第三部分介绍了两轴式机械变速器主要参数的确定，包括各挡传动比的计算、中心距的计算、各挡齿轮齿数的计算等；第四部分介绍了变速器各挡齿轮的设计、校核与三维建模；第五部分介绍了输入轴与输出轴的设计、校核与三维建模；第六部分介绍了换挡机构同步器的设计与三维建模。通过本次设计，掌握了机械变速器的变速机理、变速器的设计校核方法，能够熟练运用AutoCAD、UG等软件绘制二位零件图和装配图以及三维建模。
目 录
第1章 绪 论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2变速器的发展现状 1
1.3本课题研究的主要内容 2
第2章 变速器结构方案的确定 3
2.1变速器传动机构的介绍 3
2.1.1两轴式变速器 3
2.1.2中间轴式变速器 3
2.2变速传动机构方案的确定 3
第3章 变速器主要参数的确定 4
3.1 变速器挡位数及各挡传动比的确定 4
3.1.1变速器挡位数的确定 4
3.1.2变速器各挡传动比的确定 4
3.2变速器中心距的确定 6
3.3变速器的轴向尺寸 6
3.4齿轮参数的确定 7
3.4.1齿轮模数的确定 7
3.4.2齿形、压力角及螺旋角的确定 7
3.4.3齿宽 8
3.4.4齿顶高系数 8
3.4.5齿轮修正 9
3.5各挡齿轮齿数的分配 9
3.5.1Ⅰ挡齿轮齿数的确定 9
3.5.2Ⅱ挡齿轮齿数的确定 11
3.5.3Ⅲ挡齿轮齿数的确定 12
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3.5.4Ⅳ挡齿轮齿数的确定 13
3.5.5Ⅴ挡齿轮齿数的确定 15
3.5.6倒挡齿轮齿数的确定 16
第4章 变速器齿轮设计及校核 19
4.1齿轮材料的选择 19
4.2各轴转矩计算 19
4.3齿轮的强度校核 20
4.3.1齿轮的弯曲应力校核 20
4.3.2齿轮的接触应力校核 25
4.4计算各挡齿轮的受力 30
4.5 齿轮的三维建模 33
第5章 变速器轴和轴承的设计及校核 34
5.1轴的尺寸设计 34
5.2轴的校核 34
5.2.1轴的刚度校核 34
5.2.2轴的强度校核 39
5.3轴承的选择与校核 42
5.4轴的三维建模 44
第6章 同步器的选择 45
6.1同步器的设计 45
6.2锁环式同步器 45
6.3 同步器的三维建模 46
结束语 48
致 谢 49
参考文献 50
第1章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
随着汽车工业的发展，汽车已成为人们日常生活中最为重要的代步工具，而在这其中，变速器在传动系统中的地位和影响也就愈加突出。现阶段，往复活塞式内燃机是汽车获取动力的唯一来源，不过在路面阻力及行驶条件的影响下，原有转速和转矩已难以满足汽车行驶要求，只凭借内燃机还很难解决扭矩、转速与牵引力、车速要求之间的矛盾。因此，将变速器应用于传动系统中。就整体上来看，变速器的主要功能是调整传动比，以此改变转矩和转速，使汽车在不同的行驶条件下，均能获取到与之相匹配的牵引力和速度，确保发动机在最有利的工况下运行。变速器的倒档可保证发动机旋转方向不发生变化的前提下实现倒退行驶；它的空档能够使发动机传递的动力发生中断，以便于更好地完成发动机的启动、怠速和换挡[1]。
伴随时代与科技的迅速发展，人们已不仅仅满足汽车作为代步工具带来的快感，而是更注重汽车的各方面性能。汽车的性能、使用寿命、汽车的动力性及燃油经济性等都与变速器密不可分。除此之外，也会对操控的稳定性与灵便性、传动的性能与效率等产生决定性影响。在各构件的协作配合下，汽车的动力性可实现大幅度提高，同时也能保证良好的经济性；值得一提的是，还专门配置了自锁、互锁及倒挡锁设备，由此大大增强了变速器操纵的可靠性，不发生自行脱挡、误挂倒挡等现象；变速器的换挡方式有多种，目前大都采用同步器换挡，可以使换挡更轻便；通常变速器的传动齿轮采用斜齿轮与直齿轮相结合的方式，并且对齿轮进行变位修正，使齿轮传动更平稳、噪声低，提高齿轮传动效率[2]。
1.2变速器的发展现状
自内燃机成为汽车获取动力的唯一来源后，变速器就成为汽车不可缺少的一个重要构成部件。据悉，截止到当前，变速器已有100多年的发展史。
最初采用的是手动变速器，基本上很少配置变速器档位，只有在部分汽车的高速档位才具有同步器，这就要求驾驶员驾驶车辆时必须具备良好的驾驶技术，同时还可凭借经验对发动机转速和行驶速有没有同步进行判定，然后再操控换挡。快速简单换挡对于手动变速器而言是个挑战，为便于驾驶，将同步器安装于相邻齿轮间，在同步器的协助下，在换挡时就可忽略车速，现阶段，手动变速器在汽车领域仍备受青睐与欢迎[3]。
随着国民经济的迅猛高速发展，以及汽车工业水平的大幅度提升，人们对汽车提出了更高要求，传统的机械式变速器已难以适应当前发展需求。自上世纪40年代，美国汽车工程师自设计出变速器后，自动变速器的技术就一直保持强劲发展态势，变速器的挡位数也逐步增加。自动变速器对降低燃料消耗有好处，而且也改善了轿车的性能。最近这几年，随着计算机信息技术的不断发展与革新，自动变速器技术也越来越成熟，自动变速器得到广泛使用[4]。
目 录
第1章 绪 论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2变速器的发展现状 1
1.3本课题研究的主要内容 2
第2章 变速器结构方案的确定 3
2.1变速器传动机构的介绍 3
2.1.1两轴式变速器 3
2.1.2中间轴式变速器 3
2.2变速传动机构方案的确定 3
第3章 变速器主要参数的确定 4
3.1 变速器挡位数及各挡传动比的确定 4
3.1.1变速器挡位数的确定 4
3.1.2变速器各挡传动比的确定 4
3.2变速器中心距的确定 6
3.3变速器的轴向尺寸 6
3.4齿轮参数的确定 7
3.4.1齿轮模数的确定 7
3.4.2齿形、压力角及螺旋角的确定 7
3.4.3齿宽 8
3.4.4齿顶高系数 8
3.4.5齿轮修正 9
3.5各挡齿轮齿数的分配 9
3.5.1Ⅰ挡齿轮齿数的确定 9
3.5.2Ⅱ挡齿轮齿数的确定 11
3.5.3Ⅲ挡齿轮齿数的确定 12
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3.5.4Ⅳ挡齿轮齿数的确定 13
3.5.5Ⅴ挡齿轮齿数的确定 15
3.5.6倒挡齿轮齿数的确定 16
第4章 变速器齿轮设计及校核 19
4.1齿轮材料的选择 19
4.2各轴转矩计算 19
4.3齿轮的强度校核 20
4.3.1齿轮的弯曲应力校核 20
4.3.2齿轮的接触应力校核 25
4.4计算各挡齿轮的受力 30
4.5 齿轮的三维建模 33
第5章 变速器轴和轴承的设计及校核 34
5.1轴的尺寸设计 34
5.2轴的校核 34
5.2.1轴的刚度校核 34
5.2.2轴的强度校核 39
5.3轴承的选择与校核 42
5.4轴的三维建模 44
第6章 同步器的选择 45
6.1同步器的设计 45
6.2锁环式同步器 45
6.3 同步器的三维建模 46
结束语 48
致 谢 49
参考文献 50
第1章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
随着汽车工业的发展，汽车已成为人们日常生活中最为重要的代步工具，而在这其中，变速器在传动系统中的地位和影响也就愈加突出。现阶段，往复活塞式内燃机是汽车获取动力的唯一来源，不过在路面阻力及行驶条件的影响下，原有转速和转矩已难以满足汽车行驶要求，只凭借内燃机还很难解决扭矩、转速与牵引力、车速要求之间的矛盾。因此，将变速器应用于传动系统中。就整体上来看，变速器的主要功能是调整传动比，以此改变转矩和转速，使汽车在不同的行驶条件下，均能获取到与之相匹配的牵引力和速度，确保发动机在最有利的工况下运行。变速器的倒档可保证发动机旋转方向不发生变化的前提下实现倒退行驶；它的空档能够使发动机传递的动力发生中断，以便于更好地完成发动机的启动、怠速和换挡[1]。
伴随时代与科技的迅速发展，人们已不仅仅满足汽车作为代步工具带来的快感，而是更注重汽车的各方面性能。汽车的性能、使用寿命、汽车的动力性及燃油经济性等都与变速器密不可分。除此之外，也会对操控的稳定性与灵便性、传动的性能与效率等产生决定性影响。在各构件的协作配合下，汽车的动力性可实现大幅度提高，同时也能保证良好的经济性；值得一提的是，还专门配置了自锁、互锁及倒挡锁设备，由此大大增强了变速器操纵的可靠性，不发生自行脱挡、误挂倒挡等现象；变速器的换挡方式有多种，目前大都采用同步器换挡，可以使换挡更轻便；通常变速器的传动齿轮采用斜齿轮与直齿轮相结合的方式，并且对齿轮进行变位修正，使齿轮传动更平稳、噪声低，提高齿轮传动效率[2]。
1.2变速器的发展现状
自内燃机成为汽车获取动力的唯一来源后，变速器就成为汽车不可缺少的一个重要构成部件。据悉，截止到当前，变速器已有100多年的发展史。
最初采用的是手动变速器，基本上很少配置变速器档位，只有在部分汽车的高速档位才具有同步器，这就要求驾驶员驾驶车辆时必须具备良好的驾驶技术，同时还可凭借经验对发动机转速和行驶速有没有同步进行判定，然后再操控换挡。快速简单换挡对于手动变速器而言是个挑战，为便于驾驶，将同步器安装于相邻齿轮间，在同步器的协助下，在换挡时就可忽略车速，现阶段，手动变速器在汽车领域仍备受青睐与欢迎[3]。
随着国民经济的迅猛高速发展，以及汽车工业水平的大幅度提升，人们对汽车提出了更高要求，传统的机械式变速器已难以适应当前发展需求。自上世纪40年代，美国汽车工程师自设计出变速器后，自动变速器的技术就一直保持强劲发展态势，变速器的挡位数也逐步增加。自动变速器对降低燃料消耗有好处，而且也改善了轿车的性能。最近这几年，随着计算机信息技术的不断发展与革新，自动变速器技术也越来越成熟，自动变速器得到广泛使用[4]。
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