摘 要

变速器作为汽车的传动装置，可以快速地内改变汽车的行驶速度与牵引力，从而顺利行驶在平坦或坡面等路况。变速器还能在发动机正常工作条件下，使汽车倒退行驶，而且利用变速器的挡位还可实现动力的中断，使汽车停止运动。于是，变送器的结构设计对车辆来说尤为关键，要能保证车辆行驶的安全性、可靠性等基本要求，还要能优化车辆的整体性能。本次设计的是DF6840型客车变速器。采用中间轴式，档位设计为5 1档，包括五个前进档位和一个倒挡，同步器采用的是锁环式同步器。通过合理的结构设计，大大减小了变速器的结构尺寸，在保证档位数目不变的情况下，使得变速器的结构更加紧凑合理。

本文首先对变送器进行了调研，概况了变送器的分类及其有缺点，并选用机械式变速器作为DF6840的变送器结构，拟定了变送器结构的设计流程。参考国内外同类车型，对DF6840变送器的结构方案进行了论证。然后，根据汽车初选参数，确定变速器传动比、中心矩，传动轴以及齿轮的结构参数。进而，对齿轮和传动轴进行校核计算，验证其可靠性。在此基础上，对变送器的同步器、操纵机构、轴承，以及润滑与密封等进行的分析说明。最后绘制装配图及零件图。本文所设计的变速器结构紧凑，各传动轴以及各档位啮合齿轮结构合理，材料选择与尺寸参数均满足校核准则，变速器润滑与密封符合规范准则。

关键词：客车；变速器；齿轮；同步器

Abstract

The derailleur is the transmission device of the motor vehicle, and it can change the speed and traction rapidly then the vehicle can run on the flat road or on the slope. The derailleur can also make the vehicle reverse direction travel, cut off the power transfer from the engine to stop the vehicle while the engine proper functioning. Therefore, the reasonability of the structure design of a transmission gearbox is very important for the vehicle. The basic requirements are the safety and reliability, and moreover is to optimize the vehicle's dynamic performance. This design work is for DF6840 derailleur used in passenger car. A scheme of structure with middle shafts, six (5 1) shifts and synchronizer was adopted. The reasonable structure design reduces the size of the transmission gearbox greatly and the structure is more compact and reasonable, under the condition of same number of gears.

Based on the survey of the transmission gearbox existing in the market, the classification with characteristics is analyzed at the first of this paper. Then the mechanical transmission gearbox is used as the derailleur style of the DF6840, meanwhile the design process is protocol. Considering the reference models in domestic and overseas, the demonstration of structure scheme for DF6840 is made. Moreover, the transmission ratio of each shift, the shaft center distances, the gear modulus, the gear pressing angles and widths, etc. are determined by the given basic parameters. And then the general dimension of the gearbox, including its length, width and height is worked out. Besides the structure design, the verification work is made to check the gears and shaft. The synchronizer, operating mechanism, bearings, lubrication and sealing of the transmission gearbox are explained. At the last, the assembly and part drawings are drawn out according the structure design. The calculated results show that the structure designed in this paper is compact, the designed gears and shafts satisfied the design requirements, and the lubrication and sealing of the transmission gearbox are reasonable.

Key words: Passenger car; Transmission gearbox; Gears; Synchronizer

目 录

第1章 绪 论 1

1.1 变速器的简介 1

1.2变速器的组成与分类 2

1.3 课题的研究内容及技术路线 2

第2章 变速器设计方案及论证 4

2.1变速器的要求： 4

2.2变速器设计方案论证 4

第3章 各主要参数的设计计算 7

3.1传动比的确定 7

3.2中心距的初步确定 7

3.3变速器的外形尺寸 8

3.4轴的直径的初步确定 8

3.5齿轮参数设计 9

3.6各挡齿数的分配 10

3.7齿轮变位系数的确定 13

第4章 变速器各挡齿轮的校核 15

4.1齿轮弯曲应力计算 15

4.2齿轮接触应力计算 17

第5章 变速器中间轴的校核 21

5.1对中间轴四挡齿轮处进行强度校核 22

5.2对中间轴五挡齿轮处进行强度校核 23

5.3对中间轴三挡齿轮处进行强度校核 24

5.4对中间轴二挡齿轮处进行强度校核 24

5.5对中间轴一倒挡齿轮处进行强度校核 25

第6章 同步器的设计 27

6.1 同步器的工作原理 27

6.2同步器的参数的确定 28

第7章 变速器操纵机构 30

7.1 对变速器操纵机构的要求 30

7.2 直接操纵手动换挡变速器 30

7.3 变速器自锁、互锁、倒挡锁装置 31

第8章 变速器轴承、润滑与密封 32

8.1 轴承 32

8.2 润滑与密封 32

第9章 结 论 33

参考文献: 34

致 谢 37

绪 论

1.1 变速器的简介

变速器是一种齿轮传动装置，又可称之为变速箱，它能够改变输入与输出间的传动比，这种传动比的改变可以是恒定不变的，也可以是分档改变。变速器由传动部分和变速部分构成，一般情况下，变速机构与传动部分布置在同一个壳体内。变速器的传动，一般采用齿轮传动。普通齿轮变速机构，一般采用的是滑移齿轮和离合器等构成。离合器有啮合式和摩擦式之分。啮合式离合器是将需要啮合的齿轮调整到同样的转速才能进行变速；而摩擦式离合器是利用摩擦力制动，无需调整转速差就可以进行变速，但摩擦有限，而且不能保证两个传动轴能够同步运行。为了克服这两种离合器的固有缺陷，可以将这两种离合器结合起来，在啮合式离合器上装上摩擦片，需要变速时，先利用摩擦片将从动轮和主动轮的转速之差调整零，然后再进行啮合。变速器被广泛用于机床、车辆，以及其它机械设备上，并且，随着人们对机械设备的要求越来越高，同时也对变速器提出了更高的要求。

现今社会发生了巨大的变化，变速器也经历了其特有的发展历程。手动式变速器，亦即机械式变速器，通过手动改变相应的齿轮啮合对来实现速度的改变。随着自动化技术的发展，在机械式分级变速的基础上又开发了有级自动变速器。而无级自动变速器是变速器的最新发展。变速器的作用有三：①改变传动比,从而改变汽车牵引力和行驶速度;②实现汽车的倒退行驶而不改变发动机的转动方向;③利用空挡中断车轮的驱动力,实现发动机的启动、怠速。

手动式机械变送器主要是基于齿轮传动原理，在变送器箱体内有多组传动比不同的齿轮副，通过变速器的操纵机构，可以使得不同的齿轮副啮合传动，从而达到改变行驶速度的目的。一般情况下，在高速行驶时候，传动比小，行驶速度大；而在低速时，则相反，以便能够获得较大的汽车牵引力。机械式变速器的每一对啮合齿轮的齿数是固定的，其传动比也就是固定的，因此机械式变速器每个档位的传动比的常数。机械式变速器一般是将齿轮、同步器、轴、轴承、换档机构等安装在变送器箱体内，其箱体一般经过铸造成型后采用机械加工获得。

1.2变速器的组成与分类

变速器主要有变速传动机构和操纵机构，变速机构实现输出轴转矩与转向的改变，而操纵机构就是控制这种改变的控制机构，即实现换档、倒挡等操作。