變速器的初步設計（傳動比計算）

1、機械式變速器的初步設計姓名：學號：班級：目 錄第1章 設計要求與設計數(shù)據(jù)2 1.1 設計數(shù)據(jù)2 1.2 設計要求2第2章 變速器的設計選型2 2.1 變速器的選型與換擋方式選擇2 2.2 變速器各檔傳遞路徑3第3章 變速器的齒數(shù)分配4 3.1 1檔的齒數(shù)計算4 3.2 常嚙合齒輪對的齒數(shù)計算5 3.3 2檔的齒數(shù)計算5 3.4 3檔的齒數(shù)計算5 3.5 4檔（直接檔）的齒數(shù)計算6 3.6 5檔（超速擋）的齒數(shù)計算6 3.7 倒檔的齒數(shù)計算和分度圓計算7第4章 變速器各齒輪對的齒輪結構參數(shù)8 4.1 各齒輪的分度圓直徑與總變位系數(shù)的統(tǒng)計8 4.2 變速器各檔速比的相對誤差8 4.3 變速器齒輪的

2、材質選擇8第5章 軸的結構與材質9 5.1 變速器第1軸的設計9 5.2 變速器第2軸的設計9 5.3 變速器中間軸的設計10 5.4 軸的材質10第6章 軸承的布置11 6.1 第1軸軸上的軸承布置11 6.2 第2軸軸上的軸承布置11 6.3 中間軸軸上的軸承布置12第7章 變速器的換擋機構（選用鎖環(huán)式同步器）布置12第8章 變速器操縱機構及換擋位置圖13 8.1 變速器的操縱機構13 8.2 變速器的換擋位置圖14參考資料附錄第1章 設計要求與設計數(shù)據(jù)1.1 設計數(shù)據(jù).選擇第三組設計參數(shù)：三軸式變速器發(fā)動機最大功率72kw，最大轉矩167Nm表1-1：檔位12345R速比3.5922.0

3、881.3681.0000.8233.6241.2設計要求.1，傳動示意圖各檔傳遞路徑、齒數(shù)分配、換擋方式、軸向定位等；2，齒輪型式、結構參數(shù)、配湊中心距、材質；3，軸的結構、材質；4，換擋機構布置；5，軸承布置；6，變速器操縱機構及換擋位置圖。第2章 變速器的設計選型2.1 變速器的選型與換擋方式選擇 根據(jù)上述要求可以考慮以下三種方案：方案1：該方案采用雙聯(lián)倒檔齒輪，換倒檔時轉矩傳遞路徑長，機械效率損失較多。各檔齒輪均為常嚙合齒輪，用同步器換擋。方案2：該方案的一檔和倒檔的換擋方式為普通滑動齒輪方式，換擋時較為吃力，換擋時間長，對1檔和倒檔的齒輪沖擊較大，導致齒輪的壽命縮短，并且伴隨噪聲，不

4、僅使齒輪端部磨損加劇并過早損壞，同時使駕駛員精神緊張，而換擋產生的噪聲又使乘坐舒適性降低。方案3（最終方案）：該方案全齒均采用常嚙合齒輪，換擋方式包括倒檔均采用同步器。第2軸為三點式支承， 倒檔和超速擋安裝在位于變速器后部的副箱體內，這樣布置除了可以提高軸的剛度，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，很容易形成一個只有四個前進檔的變速器。2.2變速器各檔的傳遞路徑第2章 變速器的齒數(shù)分配首先將變速器的各齒輪編號，如下圖所示：3.1 確定1檔的齒數(shù)分配1檔的傳動 為了求出齒輪9和齒輪10的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和 初選中心距時，根據(jù)經驗公式 初取 又已知 計算出 初取齒輪的模數(shù)為

5、： 螺旋角為： 則初步確定的齒數(shù)和為： 又因為中間軸上的1檔齒輪的齒數(shù)在15到17內選取，可初步取，那么，則此時的齒數(shù)和為 故此時修正的齒輪的中心距A為 此時的中心距為 3.2 常嚙合齒輪對的齒數(shù)計算1檔的傳動比為： 而常嚙合齒輪的中心距與1檔的齒輪中心距相等，所以: 聯(lián)立上述兩個方程，即解得齒輪1和2的齒數(shù)分別為 初步取 3.3 2檔的齒數(shù)計算二檔齒輪選用斜齒輪，可以令其螺旋角和常嚙合齒輪的不同。此時二檔的傳動比為： 由中心距相等的條件得： 另外，從減少或抵消中間軸上的軸向力出發(fā)，須滿足：若選定 根據(jù) 式和式求出的 但是帶入式中不滿足所以改令 根據(jù) 式和式求出的 此時將齒數(shù)重新帶入式和式，求

6、出的螺旋角的修正值為 此時接近符合式要求，即可以抵消部分軸向力。 3.4 3檔的齒數(shù)計算三檔的齒輪為斜齒輪，可以令其螺旋角和常嚙合齒輪的不同。此時三檔的傳動比為： 由中心距相等的條件得： 另外，從減少或抵消中間軸上的軸向力出發(fā)，須滿足：首先令 根據(jù) 式和式求出的 將上述齒數(shù)分別代入式等號的左右兩式，得： 接近符合式要求，即可以抵消部分軸向力3.5 4檔（直接檔）的齒數(shù)計算 直接檔通過第二軸的前端經軸承支承在第一軸后端的孔內，而且保持兩軸軸線在同一個直線上，同步器將他們連接后可得到直接檔。3.6 5檔（超速擋）的齒數(shù)計算超速擋的齒輪安排在副箱體內，也采用斜齒輪，可以使其螺旋角和常嚙合齒輪的不同。

7、此時五檔的傳動比為： 由中心距相等的條件得： 另外，從減少或抵消中間軸上的軸向力出發(fā)，需要接近滿足下式：首先令 根據(jù) 式和式求出的 螺旋角經過齒數(shù)重新代入式和式后，修正為。上述齒數(shù)分別代入式等號的左右兩式，得： 接近符合式要求，即可以抵消部分軸向力3.7 倒檔的齒數(shù)計算和分度圓計算倒檔機構的示意圖如下圖所示：此時R檔的傳動比為：為了初步求出和，可以假設齒輪12和齒輪11已經嚙合，則由中心距相等的條件得： 令時，根據(jù)式和式求得的 此時經過將齒數(shù)重新代入式和式后得到修正后的螺旋角為： 將上述齒數(shù)分別代入式等號的左右兩式，得： 兩者相差較大，所以軸向力難以抵消，故此組數(shù)據(jù)予以舍去。重新令時， 根據(jù)式

8、和式求得的 此時將齒數(shù)重新代入式和式后得到修正后的螺旋角為： 將上述齒數(shù)分別代入式等號的左右兩式，得： 雖然軸向力依然難以抵消，但是相對第一組的差距明顯縮小，故采用這一組數(shù)據(jù)。初步選取倒檔軸的倒檔齒輪齒數(shù)為： 則中間軸與倒檔軸的中心距為: 為了保證倒檔齒輪的嚙合和不產生運動干涉，齒輪11和12的齒頂圓之間應有0.5mm以上的間隙，則齒輪11的齒頂圓直徑為： 第4章 變速器各齒輪對的齒輪結構參數(shù)4.1 各齒輪的分度圓直徑與總變位系數(shù)的統(tǒng)計軸向定位：齒輪1、2、4、6、8、12、10為齒輪軸。齒輪3、5、7、11、9、13為滾針軸承定位。表4-1：各個齒輪的結構參數(shù)（齒輪的總變?yōu)橄禂?shù)是利用geardesignpro軟件計算所得）4.2 變速器各檔速比的相對誤差表4-3 各檔速比以及與真實值的誤差：檔位1檔2檔3檔4檔5檔R檔精確值3.5922.0881.3681.0000.8233.624計算值3.56252.08651.3931.0000.8143.657相對誤差0.82%0.072%1.82%01.1%0.91%由上表可知，1檔、2檔、4檔和R檔的設計誤差較小，3檔和5檔的設計誤差大于1%但小于2%。在一定的條件下允許此類誤差存在。對汽車的動力性和經濟性將不會造成太大的影響。但是根據(jù)上述的計算得知，R檔將產生較大的軸向力，可以在選用軸承時采用深溝