摘要汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求。变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。变速器的设计水平对汽车的动力性、燃料经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。随着汽车工业的发展,轿车变速器的设计趋势为增大变速器传递功率与重量之比,并要求变速器具有较小的尺寸和良好性能。本文阐述了发动机的选择、变速器方案的确定、变速器设计、变速器同步器设计、变速器箱体设计。在给定捷达GIF发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下,着重对变速器齿轮的结构参数、轴的结构尺寸等进行设计计算。关键词：变速器；齿轮；同步器；设计；结构ABSTRACTDrivetrain is the core components of automobile. Its task is transforming and regulateing the performance of engine. Transmission can effectively and economically conveyed the power to the wheel which can meet the requirement of vehicles. Transmission is the important part of drivetrain components to complete the tasks. as well as one of the main factor to decide the whole performance of vehicle. The standards of Transmission designing can directly impact the vehicle dynamics, fuel economy, the reliability and portability of shifting, the smoothness and efficiency of Transmiting. Along with the development of the automobile industry, the trend of car transmission designing is to increase its transmission power and decrese its weight ,and hope have smaller size and excellent performance. This thesis are expounded the engine choice, transmission solution, transmission design , design for transmission the synchronizer, design for transmission the first axis ,design for transmission box.In conditions that knowing the JATTA engine out put torque, speed of engine and maximum speed of vehicles, maximum degree, focus on the designing of transmission gear structural parameters, axis geometry design computation; as well as the transmission and drive program structure design.Key words: Transmission；Gear；Synchronizer ；Design；StructureII目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 概述11.1.1 汽车变速器的设计要求11.1.2 国内外汽车变速器的发展现状21.2 设计的内容及方法2第2章 变速器传动机构与操纵机构的布置32.1 变速器传动机构布置方案32.1.1 变速器传动方案分析与选择32.1.2 倒档布置方案32.1.3 零部件结构方案分析42.2 变速器操纵机构布置方案62.2.1 概述62.2.2 典型的操纵机构及其锁定装置72.3 本章小结9第3章 变速器的设计与计算103.1 变速器主要参数的选择103.1.1 档数103.1.2 传动比范围103.1.3 变速器各档传动比的确定103.1.4 中心距的选择133.1.5 变速器的外形尺寸133.1.6 齿轮参数的选择133.1.7 各档齿轮齿数的分配及传动比的计算153.1.8 变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整183.2 变速器齿轮强度校核193.2.1 齿轮材料的选择原则193.2.2 变速器齿轮弯曲强度校核203.2.3 轮齿接触应力校核233.2.4 倒档齿轮的校核273.3 轴的结构和尺寸设计303.3.1 初选轴的直径303.4 轴的强度验算323.4.1 轴的刚度计算323.4.2 轴的强度计算393.5 轴承选择与寿命计算443.5.1 输入轴轴承的选择与寿命计算453.5.2 输出轴轴承的选择与寿命计算473.6 本章小结49第4章 变速器同步器及结构元件设计504.1 同步器设计504.1.1 同步器的功用及分类504.1.2 惯性式同步器504.1.3 锁环式同步器主要尺寸的确定514.1.4 主要参数的确定524.2 变速器壳体544.3 本章小结54结论55参考文献56致谢57附录58第1章 绪 论1.1 概述随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一。它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，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范围内工作。因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标，对轿车而言，其设计意义更为明显。在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而变速器的设计不合理，将会使汽车的舒适性下降，使汽车的运行噪声增大，影响汽车的整体性。1.1.1 汽车变速器的设计要求汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节、变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求1。变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。随着汽车工业的发展，轿车变速器的设计趋势是增大其传递功率与重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。在汽车变速器的设计工作开始之前，首先要根据变速器运用的实际场合来对一些主要参数做出选择。主要参数包括中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各档齿轮的齿数等。变速器的基本设计要求2：保证汽车有必要的动力性和经济性；设置空档，用来切断发动机动力向驱动轮的传输；设置倒档，使汽车能倒退行驶；换档迅速、省力、方便；工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不得有跳档、乱档，以及换档冲击等现象出现；工作效率高，噪声小；结构简单、方案合理；在满载及冲击载荷条件下，使用寿命长；除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。 变速器传动机构有两种分类方法。根据前进档数分为：三档变速器，四档变速器，五档变速器，多档变速器。根据轴的形式分为：固定轴式，旋转轴式。其中固定轴式又分为：两轴式变速器，中间轴式变速器，双中间轴式变速器，多中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。1.1.2 国内外汽车变速器的发展现状 汽车自动变速器目前在国际上已成为发展趋势。与传统的手动变速器相比，汽车自动变速器在节能、可操控和驾驶舒适性等方面有显著优势。因此，自动变速器在汽车工业发达国家和地区的市场占有率越来越高。当前，自动变速器在美国汽车市场上的占有率接近90%，在日本汽车市场上占有率在80%以上，在欧洲乘用车市场上占有率在50%以上，而在我国目前6000多万辆的汽车保有量中，自动挡车约占10%以上。 在美国，AT（液力自动变速器）占有绝对优势。这主要是因为其自动变速器发展较早，消费者要求汽车必须操控简单，驾乘舒适，且对油耗并不敏感。这种消费习惯造就了美国以AT为主的自动变速器市场。 欧洲消费者注重驾驶体验和驾驶乐趣，喜欢手动操控对机械带来的控制感，并且对油耗比较看重，所以自动变速器发展空间T（双离合器式自动变速器）出现后，立刻成为欧洲市场的宠儿。 日本是世界上CVT（无级变速器）装车率最高的市场。日本消费者对CVT这种可以使发动机一直工作在同一转速区间保持低噪声并连续加速的变速器青睐有加。在我国，自动变速器市场近些年每年都在以20%的速度增长，但毕竟起步晚，基础薄弱，大量自动变速器仍然依赖进口。自主品牌企业开发了一些新产品，但多数没有形成产业化，产品技术路线也不是十分清晰。本刊将从第10期开始连续在“产业透视”栏目介绍我国自动变速器发展现状及未来趋势，以飨读者。变速器是汽车能量的“转换器”,其性能好坏对现代汽车行驶的平顺性、舒适性、连贯性等至关重要。随着国内外汽车市场的发展，采用自动变速器的自动挡车需求量加大，近两年我国轿车市场中自动挡车型的销量约占总销量的35%左右。但由于自动变速器结构复杂，研发成本高，零件加工难度大，研制技术及生产被国外企业所垄断，国内市场这类产品生产能力很小，主要由外资及外资控股企业生产，其余基本依靠进口。 我国从60年代起,就在“红旗”770轿车上使用了具有2个前进档的液力自动变速器,1975年又研制出具有3个前进档的CA774液力自动变速器。80年代初,老“红旗”轿车因油耗高而停止生产。油耗高的原因除液力自动变速器效率问题外,更主要的要归因于其高达5.6L排量的发动机。 此外,除在部分军用车辆上使用了液力自动变速器外,国内汽车行业几乎与自动变速器无缘。甚至有人认为,中国在2000年以前不需要自动变速器。 随着中国的改革开放,大量国外轿车进入我国市场,其中许多中高档轿车是带有自动变速器的,而其类别几乎全部是液力自动变速器。这也使一大批汽车修理企业对液力自动变速器的维修变得十分熟悉。 由于对自动变速器良好性能的逐渐认识,用户的需求量越来越大,使国内汽车企业加快了自动变速器的发展步伐。1998年,一汽大众公司生产的“捷达王”已将自动变速器列为选装件。神龙汽车公司也在其“富康”1.6L的车型上推出了电控式液力自动变速器。上海通用汽车公司在所生产的别克“世纪”轿车上装备了目前最为先进的一种液力自动变速器4T65E型四档电控自动变速驱动桥。而广州本田“雅阁”轿车,自动变速器几乎是标准配置。因此,在国产车上选装液力自动变速器已成为必然之势。 从研究与生产环节来看,CA770液力自动变速器生产过近2 000台,加之工程机械、军用车辆采用动力换档的行星齿轮变速器已有10多年的历史,近几年,国内也为大功率车辆研制成功电控自动变