摘 要

汽车变速器是通过改变转矩和转速来协调发动机转速和车轮实际速度的一个变速装置，它可以使发动机工作在最佳的工作状态下，发动机功率得到最合理的利用，提高汽车的经济性和动力性。

本设计任务是设计一台微型轿车的手动三轴五挡变速器。变速器包括五个前进挡和一个倒挡，并通过锁环式同步器进行换挡接合。

通过查阅中外大量资料，本文首先对变速器的历史发展、作用及未来发展趋势进行简要的阐述。之后，对变速器的基本机构与原理进行研究，重点分析了各挡传动路线及传动机构（齿轮和轴）。最后根据给出车型的最高车速、最大转矩、主减速比等参数计算确定所设计变速器各部件的结构尺寸，之后再进行校核讨论其合理性。

关键词：变速器、三轴五挡、锁环式同步器

Abstract

Automobile transmission is a transmission device by changing the torque and speed to coordinate the engine speed and the actual speed of the wheel. It can make the engine work in the best working condition, the engine power get the most reasonable utilization and improve the dynamic and economy of car.

The design task is to design a mini car manual transmission which has three axis five gears. The transmission includes five forward gears and one reverse gear, and change gear by synchronizer.

Check out the lot of information at home and abroad, the desire firstly introduces the historical development, the role and future development trends of the transmissions. After that, the basic mechanism and principle of the transmission is studied, and lay special stress on analyzing the transmission route and transmission mechanism (gear and shaft). Finally, according to the model provided of the maximum speed, the maximum torque, the main reduction ratio and other parameters calculated to determine the structure of the various parts of the design size, and then check to discuss its rationality.

Keywords: Transmission, Three axis five gear, Synchronizer

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 本设计的目的与意义 1

1.2 变速器的设计要求 1

1.3 设计内容与思路 1

1.3.1 设计内容 1

1.3.2 设计思路 2

1.4 本章小结 2

第2章 变速器整体结构方案的选择 3

2.1 变速器的发展 3

2.2 变速器传动机构的型式选择与结构分析 4

2.2.1 变速器传动方案的比较 4

2.2.2 倒挡的布置方案 4

2.2.3 齿轮型式 5

2.2.4 换挡的结构型式 5

2.2.5 轴承型式 6

2.3 本章小结 6

第3章 变速器主要参数的设计与校核 7

3.1 主要参数的选择 7

3.1.1 传动比与挡位数的选择 7

3.1.2 中心距 8

3.1.3 变速器的轴向尺寸 8

3.1.4 齿轮参数 8

3.1.5 齿轮压力角α、螺旋角β和齿宽b的选取 9

3.2 各档齿轮齿数的确定 10

3.2.1 确定一挡齿轮的齿数 10

3.2.2 中心距A的修正 10

3.2.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数 10

3.2.4 确定其他各挡齿轮的齿数 11

3.2.5 确定倒挡齿轮齿数 11

3.2.6 确定齿轮轮齿尺寸 11

3.3 齿轮传动的主要失效形式 11

3.4 齿轮的强度计算与校核 12

3.4.1 齿轮弯曲强度计算 12

3.4.2 齿轮材料接触应力 13

3.5 本章小结 14

第4章 变速器轴的设计与校核 16

4.1 轴的设计 16

4.1.1 轴的结构 16

4.1.2 轴的尺寸确定 16

4.2 轴的校核 16

4.2.1 输入轴的强度校核与刚度校核 16

4.2.2 输出轴的强度校核与刚度校核 17

4.3 本章小结 18

第5章 变速器同步器与操纵机构的设计 20

5.1 变速器同步器 20

5.1.1 同步器的工作原理 20

5.1.2 主要参数的确定 21

5.2 变速器操纵结构 22

5.2.1 操纵机构的功用 22

5.2.2 变速器的换挡位置 22

5.3 本章小结 22

第7章 总结 24

参考文献 25

附录A 26

致谢 28

第1章 绪论

1.1 本设计的目的与意义

近几年汽车工业发展迅速，其中发动机、变速器的设计发展也是其中的重头戏。现代道路情况较为复杂，而道路的路面情况、坡度大小的变化，这些都对汽车的性能有很高要求。当在道路情况较好的路面上行驶时，传动比不需要很大；当汽车爬坡时则需要很高的转矩，传动比要求比较大；还有汽车必须要有倒挡，使汽车能够倒退行驶，这些都必须依靠变速器来实现^[1]。因此为了充分发挥发动机性能，协调发动机与车轮的转矩转速，必须在传动系中设置一套合理的变速机构。

1.2 变速器的设计要求

（1）为了保证汽车具有良好的动力、经济性要求，应合理的选择变速器挡位数和传动比。

（2）要有空挡，使发动机无法传递力矩给驱动轮，如在驻车时让发动机和传动机构能保持分离状态。

（3）要有倒挡，因为发动机旋转方向不能改变，要在这种情况下实行倒退。