实用微型客车变速器、传动轴及操纵机构设计摘要本次设计中密切联系总体整体布置、离合器、传动轴、驱动桥设计人员，以实现变速器与发动机及其他传动机构的最佳匹配，力求整车结构更加合理。变速器的结构对汽车的动力性，经济性，操纵的可靠性与轻便性，工作噪声等都有直接影响。变速器主要用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况下范围工作，设有空档和倒档。本次设计按照传统设计方法，本着半经验半理论的设计原则通过类比法确定方案，参照已有车型变速器结构，最后以机械零件的强度和刚度理论对确定的形状和尺寸进行必要的计算和校核，以满足约束条件，进而缩短设计周期，降低设计成本。通过对传动轴的传动类型、结构的分析；对万向节的十字轴 、滚针轴承 、万向节差的设计；对传动轴的临界转速和计算载荷的确定，对传动方式、传动轴和十字轴滚针轴承，确定了所设计车辆使用的这些部件的具体尺寸，确定了传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核了其扭转强度和临界转速，确定了合适的安全系数。关键词：变速器，传动轴，操纵机构THE DESIGN OF PRARECTICAL MINIATURE CARTRANSMISSION、TRANSMISSION SHAFT AND MANIPULATING BODIES DESIGN ABSTRACTThe design connects with the overall layout、clutch、transmission shaft and drive bridge of designers to get the best match of transmission with engine and other drives,and to make the vehicle structure more reasonable. The structure of transmission have the direct influence on the power and fuel economy of automobiles,the reliability and portability of manipulation.Transmission is mainly used to change the driving wheels torque and speed which are from the engine.The purpose is,under the starting、the climbing 、the turning、the acceleration and other traffic conditions,to make car get different traction and speed ,and make engine set up free gear and reverse gear. According to the traditional design methodology, and consulting the transmission structures which existed cars have,the design establishes program by analogy with the semi-empirical theory of design priciples,calculats and check the shape and size with strength and stiffness of mechanical parts theory to meet the restrictive conditions,then shorts the design cycle and reduces design costs. Based on the analysis of the type and the structure of the drive shaft,the design of the cross shaft、the needle roller bearings and the universal joint of the gimbal;the confirm of the critical speed and load calculation of the drive shaft, the specific sizes of drive manner、drive shaft and cross needle roller bearings are confirmed.Their strength and reverse are checked.At last the approriate safety factor is determined.KEY WORDS：transmission，power transmission shaft，manipulate bodies 目 录第一章 前言.1第二章 传动轴的设计.22.1 传动轴的设计标准.22.2 万向传动的计算载荷.22.3 十字轴设计计算.32.4 十字轴滚针轴承计算.42.5 万向节叉的设计计算.52.6 传动轴临界转速计算.72.7 轴管强度计算.92.8 传动轴花键轴的计算.10第三章 变速器的结构分析.123.1 概述.123.2 变速器的总体结构.133.3 变速器操纵机构.14第四章 变速器主要参数的确定.154.1 挡数选择.154.2 主减速器传动比.154.3 分配各挡传动比.154.4 初定中心距.154.5 齿轮模数的选取.164.6 压力角.164.7 螺旋角的选择.164.8 齿宽的选择.16第五章 齿轮参数的选择计算.185.1变速器各挡齿数的确定.185.2 齿轮的设计计算.19第六章 变速器齿轮的强度计算及材料的选择.236.1 齿轮的材料选择.236.2 齿轮的破坏形式.236.3 强度的校核.24第七章 变速器轴的设计计算.267.1 估算轴的直径.267.2 变速器轴的强度校核计算.26第八章 轴承的设计计算.30第九章 结论.32参考文献.33致谢.34附录.3522第一章前言万向传动轴在汽车上应用比较广泛。在发动机前置后轮或全轮驱动的汽车上，由于弹性悬架的变形，变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴的轴线相对位置经常变化，所以普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，内、外半轴之间的夹角随行驶需要而变，这时多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立悬架时，也必须采用万向传动轴。变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车获得在不同使用工况下不同的牵引力和速度，使发动机在最有利的工况范围下工作。变速器的设计需要在整车设计的总体原则下结合变速器要满足的具体功能展开。因此本着好用、好造、好修的总原则，力求产品通用化、标准化、系列化。满足汽车必要的动力性和经济性指标，这与变速器的挡数、传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂、比功率越小，变速器的传动比范围越大。变速器操纵机构分为直接操纵式和远距离操纵式。直接操纵结构简单，在各种类型的汽车上得到广泛的应用。但只有在当变速器布置在驾驶座位附近时直接操纵的方案才能实现。但要把变速器布置在驾驶室附近会给总体布置带来极大限制。远距离操纵机构用于当变速器布置得离驾驶座椅较远时，在客车、货车、轿车上都有广泛的应用。因仅需杆系、绳索等换档传动机构操纵变速器，使总体布置有很大的灵活性，也易于实现整车结构的优化设计。考虑到变速器操纵机构与总体布置密切相关，为了协调驾驶室、总体布置等问题，本次设计采用双拉变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车获得在不同使用工况下不同的牵引力和速度，使发动机在最有利的工况范围下工作。第二章 传动轴设计计算万向传动轴由万向节和传动轴组成，有时还加装中间支承。它主要用来在工作过程中相对位置不断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。万向传动轴在汽车上应用比较广泛。在发动机前置后轮或全轮驱动的汽车上，由于弹性悬架的变形，变速器或分动器输出轴与驱动桥输入轴的轴线相对位置经常变化，所以普遍采用十字轴万向传动轴。在转向驱动桥中，内、外半轴之间的夹角随行驶需要而变，这时多采用等速万向传动轴。当后驱动桥为独立悬架时，也必须采用万向传动轴。2.1传动轴的设计标准传动轴外观及零件加工表面不得有毛刺、碰伤、锈蚀、折痕、扭曲变形及裂纹等缺陷。传动轴装配前零部件应符合以下要求： 1)保证所连接的两轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。 2)保证所连接两轴尽可能等速运转。由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。 3)传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等。2.2 万向传动的计算载荷 万向节传动轴因布置位置不