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（全套CAD）汽車用三軸五速變速箱的設計（終稿）

義，它是通過駕駛員用手操縱變速桿來選定擋位，并直接操縱變速箱的換擋機構進行擋位變化。齒輪式有級變速箱大多采用這種換擋方式。手動變速箱的工作原理就是更換不同大小的被動齒輪來與動力輸出軸接合，當將擋時，實際上是將被動齒輪換成了更大的齒輪，根據杠杠原理，此時變速箱輸出的轉速就會相對降低，但轉矩增大反之，如果是升擋，則實際上是被動齒輪轉換為小齒輪，此時變速箱輸出轉速就會提高，但轉矩會減小。轎車手動變速箱通常帶同步器，這樣可使換擋方便動力傳遞直接動力響應迅速比較省油噪聲也小。如圖最常見的手動變速箱多為擋位個前進擋個倒擋，運動型轎車上也有擋位變速箱。手動變速箱的缺點是換擋比較麻煩，手腳并用，容易產生駕駛疲勞。圖手動變速箱工作原理示意圖自動變速箱自動變速箱。這種變速箱的自動控制系統根據發動機的負荷和車速的變化情況自動地選定擋位，并進行擋位變換，即自動地改變傳動比。駕駛員只需要操縱加速踏板即可控制車速?，F在的自動變速箱般都是液力變矩器式自動變速箱，它主要由兩大部分組成。是和發動機飛輪連接的夜里變矩器，它和手動變速箱車上的離合器位置差不多，其作用也和離合器差不多，它負責將發動機輸出的動力傳遞給后面的變速機構。二是緊跟在液力變矩器后面的變速機構，它主要由多片離合器控制機構和變速齒輪組成?？刂茩C構按照設計師們的設定，可以根據行駛情況對多片式離合器發出指令，驅動各個擋位上多片離合器進行接合或分離。由于第二部分的不同，自動變速箱可分出好多類，如控制機構有液壓閥和電磁閥，則分別稱為液壓自動變速箱和電動控制變速箱如果最后的變速機構不是采用齒輪，二是采用鋼帶和滑輪，那就是無極變速箱了。手動自動變速箱手動自動變速箱。這種變速箱可以自動換擋，也可以手動換擋。實際上它是由普通手動變速箱派生出的種形式。將它稱之為非離和手動變速箱更為確切。沒有行星齒輪和變矩器，和普通手動變速箱結構樣，它有中間軸輸出軸離合器和變速撥叉等。這種變速箱通常有三種換擋方式，其中兩種采用撥片式換擋，第三種則采用傳統換擋桿的形式。比較典型的如奧迪的，上海帕薩特.也裝有手動自動變速箱。無級變速箱無級變速箱。其傳動比在定數值范圍內可連續無限多級變化，常見的有流體式和機械式兩種。圖無級變速箱工作原理示意圖不是通過齒輪組合變速，而是利用對可以改變直徑的工作輪組合來實現變速的，如圖所示。工作輪組合中的主動輪相當于手動變速箱中的主動齒輪另個是從動輪，相當于手動變速箱中的從動齒輪。手動變速箱要想改變傳動比，只能更換不同擋位的齒輪組合，而無極變速箱中的工作輪直徑是可以變化的，無需更換其它工作輪組。汽車,用三軸五速,變速箱,設計,畢業設計,全套,圖紙轎車變速箱的設計目錄摘要符號表第章緒論.變速箱的工作原理.變速箱的功用和要求.變速箱的分類手動變速箱自動變速箱手動自動變速箱無級變速箱其它分類方法.汽車變速箱的發展現狀及其技術趨勢.了解認知手動變速箱的必要性第二章變速箱傳動機構布置方案的確定.傳動機構布置方案分析固定軸式變速箱倒擋方案布置方案.部件結構方案分析齒輪型式換擋機構型式自動脫擋變速箱軸承第三章變速箱主要參數的選擇.擋數.傳動比范圍.中心距.外形尺寸.齒輪參數模數齒形壓力角螺旋角和齒寬齒輪變位系數的選擇齒頂高系數.各擋齒輪齒數的分配確定擋齒輪的齒數確定常嚙合齒輪副的齒數確定其他擋位的齒數確定倒擋齒輪的齒數第四章變速箱齒輪的強度計算和材料選擇.齒輪的損壞形式.輪齒強度計算輪齒彎曲強度計算齒輪接觸應力第五章變速箱軸的強度計算與校核.變速箱軸的結構和尺寸軸的結構確定軸的尺寸初選軸的直徑.軸的強度驗算第軸的強度與剛度校核第二軸的校核計算第六章變速箱同步器的設計.同步器的結構.同步環主要參數的確定同步環錐面上的螺紋槽錐面半錐角摩擦錐面平均半徑錐面工作長度同步環徑向厚度鎖止角同步時間第七章變速箱的操縱機構.操縱式直接操縱式遠距離操縱式.換擋鎖裝置互鎖裝置倒擋鎖裝置參考文獻結論致謝摘要據中國汽車工業協會統計分析，年，汽車產銷雙超萬輛，增速大幅提升，高于年初預計，并且再次刷新全球紀錄，目前為止，已連續五年蟬聯全球第。汽車變速箱作為汽車傳動系統重要組成部分，隨著計算機科學技術的發展，它歷經了手動變速自動變速自動手動變速時代。本設計的任務是關于前置后驅,簡稱式小轎車用手動變速箱的設計。在軸荷分配上，可以達到的最佳比例，因此它具有較好的操控性穩定性動力性和制動性等優點。這也是高性能汽車設計至今依然喜歡采用的主要原因。三軸式變速箱具有體積小原理簡單工作可靠和操縱方便等優點，故在大多數汽車中得到應用。本文是在認真了解和學習了汽車相關理論和設計知識的基礎上，首先確定轎車手動變速箱的設計方案，包括變速箱傳動機構布置主要參數的選擇設計與計算同步器設計操縱機構結構元件等其次，根據所給定參數和條件，完成齒輪軸和軸承等主要零件的理論分析，結合中的和中的軟件，對所建立的三維模型進行動力學與有限元分析，繼而優化，將優化后的模型再進行模擬仿真得到優化后結果。三軸式五速變速箱包括五個前進擋和個倒擋，并通過鎖環式同步器來實現換擋。它有根主要的傳動軸第軸輸入軸第二軸輸出軸中間軸主動軸，所以稱三軸式變速箱，另外還有倒擋軸。它的功用是.改變傳動比，在較大范圍內改變汽車的行駛速度和汽車驅動輪上轉矩的數值，以適應經常變化的行駛條件，同時使發動機在有利的功率較高而油耗率較低工況下工作.在發動機旋轉方向不變的前提下，利用倒擋實現汽車倒向行駛.在發動機不熄火的情況下，利用空擋中斷動力傳遞，可以使駕駛員松開離合器踏板離開駕駛位置，且便于汽車啟動怠速換擋和動力輸出。關鍵詞變速箱，傳動比，中間軸，第二軸，齒輪，鎖環式同步器符號表量的名稱量的符號單位符號汽車總質量重力加速度驅動輪的滾動半徑發動機最大扭矩?汽車傳動系的傳動效率擋傳動比第軸與中間軸的中心距中間軸與倒擋軸的中心距第二軸與中間軸的中心距中心距系數直齒輪模數斜齒輪法向模數齒輪壓力角斜齒輪螺旋角齒輪寬度齒輪齒數齒輪變位系數齒輪彎曲應力齒輪接觸應力齒輪所受圓周力軸向力徑向力計算載荷?應力集中系數摩擦力影響系數齒輪材料的彈性模量重合度影響系數主動齒輪節圓半徑從動齒輪節圓半徑主動齒輪節圓處的曲率半徑從動齒輪節圓處的曲率半徑扭轉切應力軸的抗扭截面系數軸的材料的剪切彈性模量軸截面的極慣性矩垂直面內的撓度水平面內的撓度第章緒論相信看過速度與激情系列影片的人都會被賽車手們那種高超的嫻熟的駕駛技術所折服與此同時，在現實生活中，我們的視野中也無不時刻閃現出汽車的影子。定程度上來說，它似乎已經成了我們往后生活的必需品了。.倒擋所給相鄰擋位間的傳動比比值在.以下，利于換擋。.中心距對中間軸式變速箱，變速箱中心距是指中間軸與第二軸軸線之間的距離。它是個基本參數，其大小不僅對變速箱的外形尺寸體積和質量大小有影響，而且對齒輪的接觸有輕度有影響。中心距越小，齒輪的接觸應力越大，齒輪壽命越短變速箱的中心距取的越小，會使變速箱長度增加，并因此而使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態破壞。中間軸式變速箱中心距的確定，可根據對已有變速箱的統計而得出的經驗公式初定式中中心距系數。對轎車，對貨車，對多擋主變速箱，.變速箱處于擋時的輸出扭矩此處意為最大轉矩。故可得出初始中心距.，圓整取為。.外形尺寸變速箱的橫向外形尺寸，可根據齒輪直徑以及倒擋中間齒輪和換擋機構的布置初步確定。乘用車四擋變速箱殼體的軸向尺寸。商用車變速箱殼體的軸向尺寸與擋數有關四擋五擋六擋當變速箱選用的擋數和同步器多時，中心距系數應取給出系數的上限。為檢測方便，取整。本設計為五速手動變速箱，其殼體的軸向尺寸是。.齒輪參數模數齒輪模數是個重要參數，影響它選取的因素很多，如齒輪的強度質量噪聲工藝等。選取齒輪模數般遵守的原則有在變速箱中心距相同的情況下，選取較小的模數，就可以增加齒輪的齒數，同時增加齒寬可使齒輪嚙合的重合度增加，并減少齒輪噪聲為使質量小些，應該增加模數，同時減小齒寬從工藝方面考慮，各擋齒輪應該選用種模數，而從強度方面考慮，各擋齒輪應有不同的模數減少乘用車齒輪工作噪聲有較為重要的意義，因此齒輪的模數應選的小些對貨車，減小質量比減小噪聲更重要，此時齒輪應該選用大些的模數變速箱低擋齒輪應選用較大些的模數，其他擋位選用另種模數。所選模數應符合規定的通用機械和重型機械用直齒和斜齒漸開線圓柱齒輪的法向模數。第軸常嚙合斜齒輪的法向模數式中為變速箱傳動效率，取為發動機最大轉矩。由式得，進而求得.，取.。擋直齒輪的模數通過計算.，取。同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。由于制造工藝上的原因，同變速箱中的結合套模數都取相同，轎車和輕型貨車取.。本設計取.齒形壓力角螺旋角和齒寬齒輪壓力角較小時，重合度較大并降低了輪齒剛度，傳動平穩，能減少進入嚙合和退出嚙合時的動載荷，使傳動平穩，有利于降低噪聲壓力角較大時，可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。汽車變速箱齒輪的齒形壓力角螺旋角按表選取。表汽車變速箱齒輪的齒形壓力角與螺旋角項目車型齒形壓力角螺旋角轎車高齒并修形的齒形般貨車規定的標準齒形重型車同上低擋倒擋齒輪.，小螺旋角因國家規定的標準壓力角為，所以變速箱齒輪普遍采用壓力為。嚙合套或同步器取斜齒輪螺旋角取。應該注意的是選擇斜齒輪的螺旋角時應力求使中間軸上是軸向力相互抵消。圖兩軸式變速箱傳動方案中間軸式變速箱中間軸式變速箱多用于和發動機后置后輪驅動簡稱為的汽車和客車上。變速箱第軸的前端經軸承支承在發動機飛輪上，第軸的花鍵用來裝設離合器的從動盤，而第二軸的末端經花鍵與萬向節連接。圖中的中間軸式四擋變速箱傳動方案示例的區別為圖所示方案有四對常嚙合齒輪，倒擋用直齒滑動齒輪變擋。第二軸為三點支承，前端支承在第軸的末端孔內，軸的中部和后端分別支承在變速箱殼體和附加殼體上。圖所示傳動方案又能達到提高中間軸和第二軸剛度的目的圖所示傳動方案的二三四擋用常嚙合齒輪傳動，而倒擋用直齒滑動齒輪換擋，第二軸為兩點支承。圖所示為中間軸式五擋變速箱傳動方案示例。圖所示方案中，除倒擋用直齒滑動齒輪換擋外，其余各擋為常嚙合齒輪傳動。圖所示方案的各前進擋，均用常嚙合齒輪傳動。圖所示方案中的倒擋和超速擋安裝在位于變速箱后部的副箱體內，這樣布置可以提高軸的剛度減少齒輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速擋的條件下，很容易形成個只有四個前進擋的變速箱。圖所示方案中的擋倒擋和圖所示方案中的倒擋用直齒滑動齒輪換擋，其余各擋均為常嚙合齒輪。圖圖圖分別示出了幾種中間軸式四五六擋變速箱傳動方案。各傳動方案的共同特點是變速箱的第軸后端與常嚙合齒輪做成體。絕大多數方案的第二軸前端經軸承支撐在第軸后端的孔內，且保持兩軸軸線在同直線上，經嚙合套將它們連接后可得到直接擋。使用直接擋，變速箱的齒輪和軸承及中間軸均不圖中間軸式四擋變速箱傳動方案承載，發動機轉矩經變速箱第軸和第二軸直接輸出，此時變速箱的傳動效率高，可達以上，噪聲低齒輪和軸承的磨損減少。因為直接擋的利用率要高于其他擋位，因而提高了變速箱的使用壽命在其他前進擋位工作時，變速箱傳遞的動力需要經過第軸中間軸