摘 要

在当今世纪，汽车行业发展迅速，正朝着轻量化、智能化方向发展。变速器作为汽车最重要的部件之一，它的性能直接影响到汽车的动力性和经济性，它的作用是匹配发动机传递给驱动轮的动力，使汽车在各种工况下以最佳状态工作。一个好的变速器，能提高汽车的舒适性、减小行驶噪音，这对对轿车来，有着很大的意义。本设计针对乘用车手动变速器进行设计研究。

本设计以大众Polo变速器为参考，使用现代的机械设计方法，对变速器的传动比的计算、档位数的选择、齿轮和轴的设计计算以及轴承的选择等进行设计和研究，最终设计一款工艺简单化，更加轻量化的变速器。

关键词：机械式变速器、传动比、齿轮、轴

Abstract

With the development of modern science and technology, the automobile industry is also developing rapidly, and the automobile is developing towards lightweight and intelligent direction. As one of the most important parts of the automobile, the performance of the transmission directly affects the power and economy of the automobile. Its function matches the power transmitted by the engine to the driving wheel, making the automobile work in the best condition under various working conditions. A good transmission can improve the comfort of the car and reduce the driving noise, which is of great significance to the car. This design aims at the design and research of manual transmission of passenger car.

This design takes the Volkswagen Polo transmission as a reference, uses the modern mechanical design method, carries on the design and the research to the transmission ratio calculation, the gear number selection, the gear and the shaft design calculation as well as the bearing selection and so on, finally designs a transmission with the technology simplification, the lighter weight.

Keywords: Mechanical transmission,Transmission ratio, Gear, Shaft

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的与意义、发展现状 1

1.2.1目的及意义 1

1.2.2国内外发展现状 1

1.3 本章小结 2

第2章 机械式变速器的概述及其方案的确定 3

2.1 变速器的功用和要求 3

2.2 变速器结构方案的确定 3

2.2.1设计初始参数 3

2.2.2变速器传动机构的结构分析与型式选择 3

2.2.2倒档传动方案 5

2.2.3齿轮型式 6

2.2.4换档结构型式 6

2.3 本章小结 6

第3章 变速器主要参数的选择与主要零件的设计 7

3.1 变速器主要参数的选择 7

3.1.1档数和传动比 7

3.1.2传动比范围 7

3.1.3变速各档传动比的确定 7

3.1.4中心距的选择 9

3.2齿轮参数的选择与设计 9

3.2.1齿轮参数的选择 9

3.2.2确定各档齿轮齿数 10

3.3本章小结 17

第4章 变速器强度的计算及材料的选择 18

4.1齿轮损坏的原因及形式 18

4.2齿轮的强度计算与校核 18

4.2.1计算各轴的转矩 18

4.2.2齿轮强度计算 19

4.2.3齿轮接触应力σj 22

4.3本章小结 24

第5章 轴的设计与计算和轴承的选择与校核 25

5.1轴的设计计算 25

5.1.1轴的工艺要求 25

5.1.2初选轴径 25

5.1.3轴的强度计算 26

5.2轴承的选择及校核 29

5.2.1输入轴、输出轴的轴承选择与校核 29

5.3本章小结 31

第6章 变速器同步器与操纵机构的设计 32

6.1同步器的机构及工作原理 32

6.2同步环主要参数的确定 33

6.3变速器的操纵机构设计 34

6.4本章小结 34

第7章 变速器三维建模 35

7.1输入轴建模 35

7.2输出轴建模 35

7.3各档齿轮建模 36

7.4同步器装配图 37

7.5装配图 38

7.6本章小结 38

第8章 结论 39

参考文献 40

致谢 41

第1章 绪论

1.1 研究背景

随着时代的进步和人们消费水平的提高，汽车这一便利的交通工具，在人们的出行中占据着越来越大的使用率，人们对汽车的要求和期待值也越来越高，为汽车配备一款质量好，性能优良的变速器对汽车整体性能会有一个很大的提升。手动变速器面临的其他种类变速器的挑战还是非常巨大的，设计一款更加轻便、性能优良的手动变速器是非常有必要的。

1.2 研究目的与意义、发展现状

1.2.1目的及意义

变速器作为汽车的调配员，在汽车工作过程中发挥着不可代替的作用，他可以匹配发动机和动力系之间的动力传输，从而满足汽车行驶在各种工况下发动机都在最优的工作状态，也能达到提高汽车动力性和经济性的目的。

现在活跃在市场上的变速器主要有：手动变速器、自动变速器、手动/自动变速器、无级变速器。

其中，手动变速器是历史最悠久的一个。有人预言,手动变速器麻烦的换档操作是汽车发展道路上的绊脚石，从事物进化的角度看，这样的预言不无道理，但是，从目前现实市场上活跃的变速器来说，这种预言还是比较片面的，首先，机械式变速器的动力性要更好，商用车广泛采用手动变速器，其次，手动变速器具有更好的操作体验，男司机和老司机更青睐于手动变速器在超车时带来的快感，而且，手动变速器更能有效提升驾校学生的驾驶技巧，另外，它还有较高的传动效率和较好的燃油经济系。但是，其舒适性不是很突出且在出现特殊工况时，安全性也有待提高。

机械式变速器在科技快速发展的过程中受到很多挑战，但仍得到很多汽车爱好者的青睐，只有不断优化设计，才能将这种古老的变速方式延续下去。