毕业设计（论文）-ESU7160型乘用车变速器总体设计.doc

上海工程技术大学毕业设计(论文) ESU7160型乘用车变速器总体设计各专业完整优秀毕业论文设计图纸摘 要本设计通过对对现有的各类型的变速器进行研究与分析，设计了一款横置两轴式五档手动变速器。首先制定了变速器的总体方案，计算选择中心距的大小，齿轮的模数等，确定倒档的布置形式，确定齿轮的压力角，螺旋角，齿宽，齿形系数等，然后计算变速器的各档传动比，各齿轮的参数，通过变位系数图查找计算变位系数，然后对各档齿轮进行变位，并对齿轮进行校核。计算了轴各段的长度和轴颈大小，并对轴和轴承进行校核计算，再对壳体进行计算，确保设计出来的产品能够达到国家标准和行业标准。对于本次设计的变速器来说，其特点是：扭矩变化范围大可以满足不同的工况要求，从而达到其经济性和动力性的要求。采用了两轴式结构，工作可靠，结构简单，而且采用同步器挂档，可以使变速器挂档平稳，噪声降低。所有传动齿轮为斜齿轮，使用寿命长，工作时噪声低，没有直齿轮的啮合冲击现象，运行比较平稳。本次设计达到任务书的规定。关键字：两轴式；五档；手动变速器；机械齿轮变速器；同步器换挡ESU7160 Overall Design of Transmission-type Passenger CarsABSTRACTThe design of a system for the passenger-depth study of transmission. Through various types of existing transmission and analysis of learning and the knowledge acquired with their own, designed a two-axis transverse five-speed manual transmission. First, the research literature through the transmission of the overall program developed to calculate the size of the center distance chosen, the modulus and other gear to determine the reverse of the layout, determine the gear pressure angle, helix angle, tooth width, tooth coefficient, then calculate the transmission of the file transmission ratio, the parameters of the gear, look through the modification coefficient diagram modification coefficient calculated, then the deflection of the Gear, and the gears were checked. Calculate the length of the axis of each segment and the journal size, and the shaft and bearing checking calculations, and then check the shell is calculated to ensure that the products designed to meet national standards and industry standards.The transmission of this design, its features are: large torque range to meet different working conditions, a simple structure, easy production, use and maintenance, low cost, and the use of hanging file synchronizer can be linked to transmission file a smooth, noise reduction, teeth easily damaged. In the design of a 5 +1 speed manual transmission, the transmission gear ratio by a larger range to meet the vehicle requirements in different conditions, so as to achieve its economic and dynamic requirements. After nearly six months of study and work, this design can be more satisfactory completion of the final, required to achieve the mission statement of the learning content, successfully devised a two-axis transverse five-speed manual transmission. Duìyú bn cì shèjì de biànsùqì lái shu, qí tèdin shì: Ni ju biànhuà fànwéi dà ky mnzú bùtóng de gng kuàng yoqiú, jiégòu jindn, yìyú shngchn, shyòng hé wéixi, jiàgé dlián, érqi ciyòng tóngbù qì guà dàng, ky sh biànsùqì guà Dàng píngwn, zàoshng jiàngd, lún ch bùyì snhuài. Zài shèjì zhng ciyòng le 5 +1 dàng shudòng biànsùqì, tngguò jiào dà de biànsùqì chuándòng b biànhuà fànwéi, ky mnzú qìch zài bùtóng de gng kuàng xià de yoqiú, cóngér dádào qí jngjì xìng Hé dònglì xìng de yoqiú.Jngguò jìn bànnián de xuéxí y gngzuò, bn cì shèjì zuìzhng déy jiàowéi yuánmn de wánchéng, dádào rènwù sh su gudìng de xuéxí nèiróng, chénggng dì shèjì ch le y kun héng zhì ling zhóu shì w dàng shudòng biànsùqì.字典朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典Keywords: Two-axis; five-speed; manual transmission; mechanical gear transmission; synchronizer shiftESU7160型乘用车变速器总体设计 甘宏靖 0611072281 绪 论1.1 题目背景21世纪，中国的经济持续高速发展,各个行业中，汽车工业的发展尤为迅猛，中国汽车产销分别为1826.47万辆和1806.19万辆，同比分别增长32.44%和32.37%，汽车工业已成为中国经济发展的支柱产业之一。汽车工业的发达程度已经成为衡量一个国家实力的一个重要标志，很难想象一个发达的国家会有一个落后的汽车产业。而对于普通百姓而言，汽车作为非常普遍的交通工具，早已成为日常生活的一部分，其优异的便捷性使它成为许多人出行的首选交通工具，此外，汽车的载货性能也较为出色，通过四通八达的交通网络，汽车能以较低的运输成本完成较大量的运输任务。虽然我国近年来汽车产业发展迅猛，但是对汽车的自主研发能力依然薄弱，大量引进和模仿国外成熟车型使得国内企业缺少了自主品牌以及相关专利技术，在同国外企业的抗衡中常常处于下风。想要自主研发，必须从汽车的关键部件着手，而变速器作为一辆汽车的核心部件，其重要性日益明显，变速器性能的优劣直接决定了一部车的动力输出效率，同时对汽车的操纵性有着最直接的影响。因此，对变速器进行设计是非常有意义的。汽车变速器的基本功能是通过改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件（如起步、加速、上坡等），同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作；在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；利用空档，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出1。面对不同的工作环境以及用途出现了各种各样不同类型的变速器，例如手动变速器，自动变速器，CVT无级变速器，DSG双离合器变速器，AMT等。要设计出一款优秀的变速器，相关的国家标准和行业标准是必不可少的，以下为关于变速器的国家标准和行业标准。GB/T 13051-91汽车机械式变速器动力输出孔链接尺寸QC/T 568-1999汽车机械式变速器台架试验方法QC/T 29110-93汽车变速器分动器总成及其齿轮产品质量分等QC/T 29063-93 汽车机械式变速器总成技术条件QC/T 580-1999 汽车变速器安装尺寸JB/T 6135-1992 混合少齿差星轮变速器JB/T 8548-1997 工程机械动力换档变速器技术条件JB/T 8528.3-2001 农用运输车机械式变速器JB/T 9720-2001 工程机械变速器性能试验方法JB/T 51138-1997 工程机械动力换档变速器产品质量分等1.2变速器的类型分析变速器主要分为手动变速器（MT）、自动手动变速器（AMT）、电子控制液力自动变速器（AT）、无级变速器（CVT）等。普通齿轮式变速器也称轴线固定式变速器，它按照变速器传动齿轮轴的数目，可分为两轴式变速器和三轴式变速器（也称中间轴式变速器）2。想要设计出一款优秀的变速器，首先必须了解各种类型变速器的结构特点以及优缺点，以下选取数款典型变速器进行分析比较。图1.1为捷达轿车02KA型变速器，这是典型的两轴式变速器，其动力传递主要依靠两根互相平行的轴（输入轴和输出轴）完成。此外。还有一根比较短的倒档轴以帮助汽车实现倒退行驶。它多用于发动机前置前轮驱动（FF方案）或发动机后置后轮驱动（RR方案）的普通级和中级轿车。与中间轴式变速器比较,两轴式变速器因轴和轴承数少,所以有结构简单、轮廓尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声也低。因两轴式变速器不能设置直接档，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。对于前进档，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反；而中间轴式变速器的第一轴与输出轴的转动方向相同。发动机前置前轮驱动乘用车上的两轴式变速器传动方案的特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体，发动机纵置时，主 减速器采用弧齿锥齿轮或准双曲面齿轮，发动机横置时则采用斜齿圆柱齿轮;多数方案的倒档传动常用滑动齿轮，其他档均采用常啮合齿轮传动3。 图1.1:捷达轿车02KA型变速器结构输入轴五档齿轮；2、12、14、15、27-轴承；3-输入四档齿轮；4、29-接合套；5-变速器壳体；6-通气器；7-输入轴三档齿轮；8-输入轴二档齿轮；9-输入轴倒档齿轮；10-输入轴一档齿轮；11-离合器壳体；13-输入轴；16-主减速器主动齿轮；17-主减速器从动齿轮；18-输出轴一档齿轮；19-输出轴倒档齿轮；20-输出轴二档齿轮；21-输出轴三档齿轮；22-车速里程表传动齿轮；23-输出轴四档齿轮；24-输出轴；25-输出轴五档齿轮；26-放油塞；28-后壳体图1.2为桑塔纳2000轿车所使用的二轴五档变速器，其特点是前进档从输入轴到输出轴只有一对齿轮啮合传递动力；倒档传递路线中也只有一个中间齿轮，因而机械传动效率高，噪声小。而且二轴式变速器没有直接档，因而最高档的机械效率比直接档略低。前进档都采用常啮合斜齿轮，传动平稳；由同步器换档。它的同步器既可装在输入轴上，也可装在输出轴上，整体结构紧凑。悬臂式输入轴与曲轴无支承关系，变速器少量后移，即可更换离合器从动盘，省去抬下工序。倒档轴上的惰轮移动与第一轴上的倒档齿轮啮合，惰轮与第二轴上接合套外的齿圈啮合，从而实现反向旋转。图1.2：桑塔纳2000两轴五档手动变速器图1.3为大众7速DSG双离合器，目前主要应用于速腾、朗逸、POLO和明锐车型上的1.4TSI。DSG采用双离合器技术，将手动和自动变速箱合二为一，综合了各自的优点， 车辆在换档过程中不会产生动力中断，加速过程更加强劲、平顺，此外，DSG双离合器变速箱在换档过程中微小的液压功耗损失和极短的换档时间，能使整个换档过程达到最高效率，从而降低了能量的损耗，自然就提高了加速性和车辆燃油经济性。与采用液力变矩器的传统自动变速箱相比，在某些车型上，DSG双离合器变速箱可降低燃油消耗高达10%-20%。图1.3: 大众7速DSG双离合器2 变速器总体方案2.1国内变速器市场调查 为了了解变速器产品的市场情况以及确定设计方向,市场调查是明确设计任务确定产品定位的重要环节。对现有的部分畅销车型情况进行了调查，调查数据见表2.1。 表2.1 变速器市场情况调查表生产厂家车型售价(万元)变速器类型 上海汽车荣威350 2010款 350S 1.5AT 10.074档自动荣威350 2010款 350C 1.5MT 10.275档手动 上海通用别克凯越 2011款 1.6LE-AT11.794档自动凯越 2011款 1.6LE-MT10.795挡手动 广汽本田锋范 2008款 1.8 自动舒适型12.985档手自一体锋范 2008款 1.5 手动舒适型9.685档手动锋范 2008款 1.5 自动精英型11.685档自动北京现代悦动 2010款 1.6 MT 舒适型9.985档手动悦动 2010款 1.6 AT 舒适型10.884档自动悦动 2010款 1.8 MT 豪华型12.185档手动悦动 2010款 1.8 AT 豪华型12.984档自动伊兰特 2011款 1.6AT 舒适型9.884档自动伊兰特 2011款 1.6MT 舒适型8.985档手动一汽丰田花冠 2010款 EX 1.6 AT 经典版10.584档自动花冠 2010款 EX 1.6 MT经典版9.785档手动广汽本田飞度 2008款 1.5 手动 豪华版10.425档手动飞度 2008款 1.5 自动 豪华版11.425档自动飞度 2008款 1.3 手动 舒适版8.985档手动飞度 2008款 1.3 自动 舒适版9.985档自动上海通用雪佛兰乐风 2010款 1.4 AT 风尚版8.994档自动乐风 2010款 1.4 MT 风度版8.195档手动科鲁兹 2009款 1.6 SE MT11.995档手动科鲁兹 2009款 1.6 SE AT13.296档手自一体景程 2010款 1.8 MT SE 舒适版12.995档手动景程 2010款 1.8 AT SE 舒适版13.996档自动一汽大众宝来 2011款 1.6L 手动舒适型11.885档手动宝来 2011款 1.6L 自动舒适型13.086档手自一体高尔夫 2011款 1.6L 自动 时尚型13.287档双离合高尔夫 2011款 1.6L 手动 舒适型12.585档手动 表2.1(续) 变速器市场情况调查表生产厂家 车型售价（万元）变速器类型东南三菱蓝瑟 2010款 运动版 1.6L AT SEI 9.984档手自一体翼神 2010款 1.8L 时尚版 MT11.685档手动翼神 2010款 1.8L 时尚版 CVT 12.98无级变速东风雪铁龙世嘉 2011款 三厢 2.0 MT 锐尚型11.885档手动世嘉 2011款 三厢 2.0 AT锐尚型12.884档手自一体世嘉 2011款 三厢 1.6 MT 舒适型12.085档手动世嘉 2011款 三厢 1.6 AT 舒适型13.084档手自一体长安福特福克斯 2011款 三厢 1.8 MT 舒适型11.485档手动福克斯 2011款 三厢 1.8 AT 时尚型12.784档手自一体东风本田思域 2009款 1.8 LXi MT经典版12.985档手动思域 2009款 1.8 LXi AT经典版13.785档自动长安马自达马自达3 2010款 1.6 MT 时尚型 经典款11.285档手动马自达3 2010款 1.6 AT 时尚型 经典款12.284档手自一体上海大众朗逸 2011款 1.6L 手动 品雅版12.285档手动朗逸 2011款 1.6L 自动 品雅版13.486档手自一体朗逸 2011款 2.0L 手动 品悠版11.685档手动朗逸 2011款 2.0L 自动 品悠版12.886档手自一体Polo 2009款 劲取 1.6 手动 雅致版9.765档手动Polo 2009款 劲取 1.6 自动 雅致版10.966档自动Polo 2009款 劲情 1.4 手动 舒尚版9.085档手动Polo 2009款 劲情 1.4 自动 舒尚版10.286档手自一体本次调查一共选择了售价在8万到14万区间的共计51款不同配置车型,其中手动变速器有25款,占49%;自动变速器有13款,占25.4%;手自一体变速器有11款,占21.6%;无级变速1款,占1.96%;7档双离合器变速器1款,占1.96%。13款自动变速器中，4挡自动变速器有7款，占53.8%；5挡自动变速器4款，占30.8%；6挡自动变速器2款，占15.4%,；11款手自一体变速器中4档手自一体变速器5款，占45.5%；5档手自一体变速器1款，占9.1%；6档手自一体变速器5款，占45.5%。通过调查可以看出，在国内市场手动变速器占有率约50%，仍然是车用变速器的主流，因为手动变速器在价格方面有比较明显的优势，同一款车型，配备手动变速器的车型比配备自动变速器的车型普遍售价低了7000元到15000元 这占了整车售价的10%左右，可是说是一个不小的优势。在购买8万到14万区间乘用车的消费者往往会倾向于更实惠的配置了手动变速器的车型，因此，对手动变速器进行设计，更加能迎合市场的需求。2.2结构类型有级变速器与无级变速器相比，其结构简单、造价低廉，具有高的传动效率（=0.960.98）。无级变速器具有较高的运行效率，油耗较低，但由于其造价较高且多运用于小排量轿车，因此在国内应用不是特别广泛。对于本次设计，显然造价相对低廉，技术成熟的有级变速器更为适合。按齿轮的种类及排列方式来分类，齿轮式变速器可以分为平行轴式和行星齿轮式，行星齿轮式变速器出现于早期的车型中，如T型福特直齿轮行星齿轮变速器和威尔逊行星齿轮变速器。目前的手动变速器都是平行轴式的8，因此本次设计选择平行轴式方案。手动变速器应该说是最为节能的变速方式，同时在价格和质量方面有较大优势，其不足在于操控上的不便。而自动变速器虽然有着良好的行驶性能和驾驶性能，但是由于其结构复杂、成本相对高昂，同时传动效率也不如手动变速器，因此，本次设计选择手动变速器方案。通常，有级变速器具有3、4、5个前进档。变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用效率、汽车的燃料经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但采用手动的机械式操纵机构时，要实现迅速、无声换档，对于多于5个前进档的变速器来说是困难的。因此，直接操纵式变速器档位数的多为5档，本次设计也选择五档方案。目前手动变速器按照变速器传动齿轮轴的数目，主要可以分为两轴式变速器和三轴式变速器（也称中间轴式变速器）。两轴式变速器的动力传递主要依靠两根互相平行的轴（输入轴和输出轴）完成。此外，还有一根比较短的倒档轴以帮助汽车实现倒退行驶。它多用于发动机前置前轮驱动（FF方案）或发动机后置后轮驱动（RR方案）的普通级和中级轿车。与中间轴式变速器比较,两轴式变速器因轴和轴承数少,所以有结构简单、轮廓尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声也低。因两轴式变速器不能设置直接档，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏2。而三轴式变速器的各档多了一对齿轮传动，因而机械效率低，噪声变大；但它的直接档机械效率最高，而两轴式变速器是不可能有直接档的。三轴式变速器适用于传统的发动机前置后轮驱动的布置形式。从制造成本、变速器尺寸及布置上考虑,本此设计选择两轴式方案。纵置型齿轮变速器是将发动机纵置，在其后方纵向布置齿轮变速器，绝大多数采用两轴式齿轮排8。这种布置方式主减速器位于离合器与齿轮变速器中间的下部。横置型齿轮变速器是将发动机横置，在发动机相同的方向上布置变速器，多采用两轴式齿轮排。其特点是：变速器输入轴上多数齿轮与轴做成一体；离合器壳体、变速器壳体及附加变速器壳体和主减速器壳体连为一体；因主减速器齿轮用斜齿圆柱齿轮，故可与变速器齿轮用同一种润滑油来润滑。由于任务书中已经明确发动机为横置型，因此本次设计选择横置变速器型式。变速器的传动比范围有着比较明确的规定。最高档可以是直接档，传动比为1.0；有的变速器最高档是超速档，传动比为0.70.8。影响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在3.04.5之间。本次设计公比选择1.4，五档传动比为0.81；四档传动比为1；三档传动比为1.4；二档传动比为1.96；一档传动比为3.2；倒档传动比为3.3。综上所述，本次所设计的变速器结构类型为横置两轴式五档手动变速器。2.3换挡方式手动变速器换档形式分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种。滑动齿轮换档通常是采用滑动直齿轮进行换档，其优点是结构简单，紧凑，容易制造。缺点是换档时齿端面承受很大的冲击。用啮合套换档，这种结构既具有斜齿轮传动的优点，同时克服了滑动齿轮换档时，冲击力集中在12个轮齿上的缺陷。它的缺点是增大了变速器的轴向尺寸，未能彻底消除齿轮端面所受到的冲击。 现在大多数汽车的变速器都采用同步器。使用同步器可减轻接合齿在换档时引起的冲击及零件的损坏。并且具有操纵轻便，经济性和缩短换档时间等优点。其缺点是零件增多，结构复杂，轴向尺寸增加，制造要求高，同步环磨损大，寿命低。但是近年来，由于同步器广泛使用，寿命问题已解决，因此本设计采用锁环式同步器换档方式。目前，手动变速器使用的齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮特点是：使用寿命长，工作时噪声低，没有直齿轮的啮合冲击现象，运行比较平稳，容易保证传动比恒定，重合度大，降低了每对齿轮的载荷，提高了齿轮的承载能力；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。由于斜齿轮传动啮合性好，传动平稳、噪声小，因此本次设计均采用斜齿轮传动。2.4倒档布置方式图2.1为常见的倒档布置方案。图2.1b所示方案的优点是换倒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2.1c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2.1e所示方案是将中间轴上的一，倒档齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2.1f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换档更为轻便。图2.1 变速器倒档传动方案本设计采用图2.1f所示的倒档传动方案。2.5变速器轴承做旋转运动的变速器轴支承在壳体或其他部位的地方以及齿轮与轴不做固定连接处应安置轴承。变速器轴承常采用圆柱滚子轴承，球轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承，滑动轴套等。至于何处应当采用何种轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同。汽车变速器结构紧凑，尺寸小，采用尺寸大些的轴承结构受限制，常在布置上有困难。在本设计中变速器输入轴伸出端支撑在飞轮的内腔里，采用圆柱滚子轴承使输入轴前端得到支承。作用在输入轴常啮合齿轮上的轴向力，经输入轴后部轴承传给变速器壳体，输入轴后端轴承采用了球轴承。变速器的输出轴布置在内腔中，选用圆锥滚子轴承做输出轴伸出端支承，以承受轴向力；输出轴后端采用了圆柱滚子轴承，以承受轴向力。2.6变速器的润滑为了减少摩擦引起的零件磨损及功率损耗,需要对变速器各齿轮及轴承进行润滑。目前主要的润滑方式有：压力润滑，飞溅润滑，润滑脂润滑，油雾润滑。    压力供油润滑的主要优点是供油量充分，流动的润滑油可以带走摩擦热，还可以把摩擦表面的金属颗粒冲走并过滤掉，但是压力供油润滑装置比较复杂。油雾润滑的主要优点是润滑效果均匀，流动的压缩空气有良好的散热作用。飞溅润滑优点是不用机油泵，构造简单，缺点是从外部甩油很难将油供给轴承5。润滑脂润滑的优点是润滑脂供脂机构简单；可使用在宽温度范围，缺点是不适于在特高转速、精密微型轴承上使用；润滑脂在填充、更换、洗净等操作因难等4。综合上述润滑方式的优缺点以及实际情况，本次设计选用飞溅润滑方式。2.7变速器的操纵机构变速器操纵机构的功用是使驾驶员能够根据道路情况准确可靠地挂上或者摘下变速器某个档位，以保证汽车安全行驶。变速器操纵机构按距离驾驶员座位的远近，可以分为直接操纵机构和远距离操纵机构1。直接操纵手动换档式结构型式简单，可以布置在离驾驶员座附近，变速杆直接装在变速器上，依靠驾驶员手力直接完成换档功能。其优点是结构简单，成本低廉，操纵方便，维修简便7。远距离操纵手动换档式结构必须有足够的刚性，且各连接件之间的间隙不能过大。变速器离驾驶座较远，需要在变速器与拨叉之间布置若干传动件，换档手力需要经过这些转换机构才能完成换档工作。本设计选用直接操作手动换档变速器，换档位置如图2.2所示：图2.2 档位分布图设计变速器操纵机构时，应满足以下要求：1.换档时只允许挂一个档。这通常靠互锁装置来保证。2.在挂档的过程中，若操纵变速杆推动拨叉前后移动的距离不足时，齿轮将不能在完全齿宽上啮合而影响齿轮的寿命。即使达到完全齿宽啮合，也可能由于汽车震动等原因，齿轮产生轴向移动而减少了齿轮的啮合长度，甚至完全脱离啮合。为了防止这种情况的发生，应设置自锁装置。3.汽车行进中若误挂倒档，变速器齿轮间将发生极大冲击，导致零件损坏。汽车起步时如果误挂倒档，则容易出现安全事故。为此，应设置倒档锁。2.8传动方案 经过计算得,一档传动比为3.2；二档传动比为2.23；三档传动比为1.45；四档传动比为1；五档传动比为0.75；倒档传动比为3.2，中心距70mm，通过对齿轮、同步器、轴承等的计算得出尺寸布置图如图2.3所示。图2.3 变速器尺寸布置图3 变速器主要参数的选择与计算3.1设计初始数据 最高车速： 172Km/h 最大功率/转速：78KW/6000rpm 最大扭矩/转速： 146N·m/3600rpm 整备质量： 1300Kg车轮：185/60 R14轴距：2400mm轮距：1400mm 3.2变速器各档传动比的确定传动比按下式计算2：= 0.377 （3.1） 式中： 最高车速 发动机最大功率转速 车轮半径 变速器最小传动比 乘用车取0.75 主减速器传动比=9549×（3.2）式中：Pemax 发动机最大功率 转矩适应系数，1.11.3，本次设计取1.2代入数据，得=6121. 8r/min/ =1.7 符合要求=0.377×（3.3）代入数据得，i0 = 4.562圆柱齿轮主减速器，当6时，取=90% 最大传动比的选择： （1）满足最大爬坡度。 （3.4）式中：G作用在汽车上的重力，汽车质量，重力加速度，=13000N；发动机最大转矩，=146N.m；主减速器传动比，=4.562传动系效率，=90%；车轮半径，=0.289m；滚动阻力系数，取=0.0165×1+0.01(-50)=0.03795；爬坡度，取=16.7°将数据代入上式，得 （2）满足附着条件： · （3.5）式中：为附着系数，取值范围为0.50.6，取0.6为汽车满载静止于水平面，驱动桥给地面的载荷，这里取70%mg ；将数据代入上式，得3.283 ； 综合上述，得2.5513.283 ； 取=3.2 ；在3.04.5范围内，故符合。其他各档传动比的确定： 按等比级数原则，一般汽车各档传动比大致符合如下关系3：（3.6） =1.437所以其他各档传动比为： =3.2， =2.227，=1.55，=1.079（修正为1） ，=0.753.3中心距A的确定初选中心距：发动机前置前驱的乘用车变速器中心距A，可根据发动机排量与变速器中心距A的统计数据初选，A=70mm 3.4齿轮参数3.4.1 模数啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线。由于工艺上的原因，同一变速器中的接合齿模数相同。选取较小的模数值可使齿数增多，有利于换档。 表3.1汽车变速器齿轮法向模数车型乘用车的发动机排量V/L货车的最大总质量/t1.0V1.61.6V2.56.01414.0模数/mm2.252.752.753.003.504.504.506.00表3.2汽车变速器常用齿轮模数一系列1.001.251.502.002.503.004.005.006.00二系列1.752.252.753.253.503.754.505.50 发动机排量为1.6L，根据表3.1及3.2，齿轮的模数定为2.252.75mm。3.4.2 压力角理论上对于乘用车，为加大重合度降低噪声应取用14.5°、15°、16°、16.5°等小些的压力角；对商用车，为提高齿轮承载能力应选用22.5°或25°等大些的压力角。变速器齿轮普遍采用标准压力角为20°。3.4.3 螺旋角 实验证明：随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。在齿轮选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低。斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。乘用车两轴式变速器螺旋角： = 20°25°,取 = 20°。3.4.4 齿宽直齿，为齿宽系数，取为4.58.0，取7.0；斜齿，取为6.08.5。采用啮合套或同步器换档时，其接合齿的工作宽度初选时可取为24mm，取4mm。 （3.7）式中 -齿轮的接触应力（MPa）； F -齿面上的法向力（N），； -圆周力在（N）， ； -节点处的压力角（°）； -齿轮螺旋角（°）；E -齿轮材料的弹性模量（MPa），查资料可取；B -齿轮接触的实际宽度，20mm；-主、从动齿轮节点处的曲率半径（mm）；直齿轮： 斜齿轮： 其中，分别为主从动齿轮节圆半径（mm）。将作用在变速器第一轴上的载荷作为计算载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见下表：表3.3 变速器齿轮的许用接触应力齿轮/MPa渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮一档和倒档190020009501000常啮合齿轮和高档13001400650700取最大接触应力，将数据代入公式3.7中得各齿轮齿宽： 一档齿宽b1 = 24mm 二档齿宽b2 = 22mm三档齿宽b3 = 22mm 四档齿宽b4 = 20mm五档齿宽b5 = 20mm 倒档齿宽bR = 23mm3.4.5 齿顶高系数在齿轮加工精度提高以后，包括我国在内，规定齿顶高系数取为1.00.3.5 齿轮的设计与计算3.5.1计算各轴的转矩发动机最大扭矩为146N.m，齿轮传动效率99%，离合器传动效率98%，轴承传动效率96%。输入轴 = 146×0.98 = 143.08N.m输