湖 南 农 业 大 学全日制普通本科生毕业设计手动式轿车变速器设计MANUAL CAR TRANSMISSION DESIGN 学生姓名：于 洋 学 号：201240670107 年级专业及班级：2012级车辆工程（1）班 指导老师及职称：彭才望 讲师 学 院：工学院 湖南长沙 提交日期：2016年5月湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对设计的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录 摘要1 关键词1 1绪论2 1.1概述2 1.1.1变速器设计的基本要求2 1.1.2国内外汽车变速器的发展现状2 1.2设计的内容及方法3 2变速器传动机构与操纵机构方案选择3 2.1变速器传动机构布置方案3 2.1.1变速器传动方案分析与选择3 2.1.2倒挡布置方案3 2.1.3零部件结构方案分析3 2.1.4典型的操作机构和锁定装置4 3变速器传动机构的设计与计算5 3.1确定变速器主要参数5 3.1.1变速器各档传动比的确定5 3.1.2中心距及外形尺寸的确定7 3.1.3齿轮参数的选择7 3.1.4各档齿轮齿数分配并计算传动比8 3.2校核变速器齿轮强度10 3.2.1齿轮材料的选择原则10 3.2.2变速器齿轮弯曲强度校核10 3.2.3齿轮接触应力校核11 3.2.4倒档齿轮校核14 3.3分析轴的结构并计算尺寸15 3.3.1轴的工艺要求15 3.3.2初选轴的直径15 3.3.3确定轴的最小直径17 3.4验算轴的强度17 3.4.1轴的刚度计算17 3.4.1轴的强度计算21 3.5选择轴承并计算其寿命26 3.5.1选择输入轴轴承并计算其寿命26 3.5.2选择输出轴轴承并计算其寿命28 4同步器及操纵机构设计29 4.1同步器29 4.1.1同步器的工作原理29 4.1.2惯性式同步器29 4.1.3确定锁环式同步器尺寸参数30 4.1.4确定主要参数30 4.2操纵机构31 4.2.1概述31 4.2.2直接操纵手动换挡变速器31 4.3变速器壳体31 5总结32 参考文献32 致谢33 手动式轿车变速器设计学 生：于 洋指导老师：彭才望(湖南农业大学工学院,长沙 410128)摘 要：随着国内经济的指数式发展，车辆早已开进到各家各户中，同时对车辆的安全性、舒适度上的要求已经向全球水平看齐。在汽车行进过程中，变速器起着尤为重要的作用。汽车传动系统的关键的一环就是变速器，其工作的范围主要是把发动机的转矩通过转变后传递给主减速器，结果是将有效率的动力驱动车轮，可以再任何情况下改变变速器设置来满足要求。且还可以设置空挡来阻断动力，倒挡等。在本文中所参照的变速器参数为比亚迪思锐车型，知道了发动机的输出扭矩、转速及最高车速，总质量、车轮直径等方面后，重点计算变速器齿轮、轴的结构参数；分析变速器传动方案及结构形式；进而改进操纵机构和同步器结构，使车辆的动力传递性能提高。下文对变速器的主要参数进行验证，包括齿轮强度的校核、变速器轴强度和刚度的校核、轴承寿命的验算等，计算结果表明整体性能满足要求。关键词：两轴式；变速器；齿轮；同步器；设计；校核Manual Car Transmission DesignStudent:YU yangTutor:PENG caiwang(College of Engineering,Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract:With the index of the domestic economy development, vehicles have already entered into families, and the vehicle safety and comfort degree of requirements have to global level par. Transmission plays a very important role in the process of automobile. Automobile transmission system of key ring is transmission, the scope of the work is mainly to the torque of the engine by changing after transfer to the main reducer, the result is there will be the efficiency of driving wheel can be again under any circumstances change transmission gear is arranged to meet the requirements. And you can also set off to block the reverse power, etc.In this paper refers to the transmission parameters for BYD models, know the engine output torque, speed and maximum speed, total quality, wheel diameter, focuses on the calculation of transmission gear, shaft structure parameters; gear transmission scheme and structure analysis; and to improve the operation mechanism and a synchronizer structure, vehicle power transmission performance is improved.The main parameters of the transmission are verified, including the strength of the gear, the strength and stiffness of the transmission shaft.The checking of bearing life and the calculation results show that the whole performance meets the requirements.Key words:Two axle; Transmission; Gear; Synchronizer; Design; Check1 绪论1.1 概述汽车设计中，主要的一节莫过于变速器的设计。变速器的作用主要是转变发动机与车轮间的扭矩与转速，为的是能够让车辆在最佳范围内工作。应对不一样的情况时，获得一样的牵引力和速度。所以现如今，变速器也是评价一辆车好坏的重要指标。设计不合理的变速器不仅使发动机的效率降低，还会引发噪声污染，使乘车体验下降。1.1.1 变速器设计的基本要求作为汽车动力系统的组成角色，设计高效实用的变速器最为重要。车辆的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率都直接或间接受到变速器影响。从目前的趋势来看，变速器要有着较小的尺寸和出色的性能。进行设计以前，能够对现实问题把主要数据进行确定：中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各齿轮齿数。其设计的基本要求有：确保车辆有高效的效率；设计空挡来确保阻断动力传递；设计倒挡；换档过程快速省劲；结构简单，设计合理；延长使用寿命；尽量缩小体积数据减轻重量，使用原料便宜维护便利。1.1.2 国内外汽车变速器的发展现状国际范围上，变速器的选择与学习主要是电控自动变速器，其有着非常好的机动性能，安全性能，解放双手，但是却得不到操纵车辆所来的驾驶乐趣，这并不像传统的手动式变速器，能够感受到车辆在自己的手中得到控制，优秀的传动效率和可靠性也能加分不少。但中国范围看，手动变式速器依然占据重要比例。各个汽车企业早已精通手动变速器的设计，越做越精，而且性价比高。 1.2 设计的内容及方法本文是在给定发动机输出扭矩、转速及最高车速、最大爬坡度的参数下，完成变速器设计，并绘制出装配图和主要零件图纸，具体步骤如下：1、 分析变速器传动机构并选择；2、 变速器主要参数的选择；3、 校验变速器齿轮强度；4、 计算轴的基本尺寸数据并校核强度；5、 选择轴承并计算寿命。2 变速器传动机构与操纵机构方案选择2.1 变速器传动机构布置方案2.1.1 变速器传动方案分析与选择变速器的机构传送方案一般有两种：两轴式和中间轴式。两轴式变速器普遍用来在发动机前置前轮驱动的汽车内，但从中间轴构造来讲，其优点有：轴数较少，结构简单、体积小。不过这种变速器不能设置直接档，因此在运转时齿轮和轴承一直在承受载荷，产生的噪音大而且很容易发生损耗，因为其特有的结构，一档的传动比不能设计的很大。这种变速器的特点有：变速器的输出轴与减速器齿轮整合在一起，在发动机纵置时能够直接输出动力。中间轴式的一般使用在汽车发动机前置后驱和后置后驱，这种变速器特点为：内部一轴末与常啮合齿轮整合在一起，而二轴与一轴在一条直线上，所以啮合套能够将其连接获得直接档，所以在运转时齿轮，轴，轴承没有承受载荷，噪音小且使用寿命长。档数关系到动力性，档数的提高有利于发动机的机械功率，从而降低能量消耗，但是档数越多，变速器内部就越复杂。在本文的设计上，由于给定车型，选择的是前置前驱的二轴式变速器，并设置档数为5档。2.1.2 倒挡布置方案图中表现了现今的布置倒档的方案，权衡利弊之后，运用图1中f方案来进行倒档设计2.1.3 零部件结构方案分析变速器内部可采用两种齿轮：直齿式和斜齿式。直齿式齿轮输出稳定，啮合精准，但是斜齿轮的优点不容忽视：运转稳定、磨损低、噪音小，因此本设计中齿轮均为斜齿轮。图1 倒挡布置方案Fig l Reverse