汽车问世百余年来,特别是从汽车的大批量生产及汽车工业的大发展以来,汽车己为世界经济的发展、为人类进入现代生活,产生了无法估量的巨大影响,为人类社会的进步做出了不可磨灭的巨大贡献,掀起了一场划时代的革命^[1]。捷达（Jetta）是德国大众汽车集团在中国的合资企业——一汽-大众汽车有限公司生产汽车品牌，第一辆国产捷达A2于1991年12月5日在一汽-大众轿车厂组装下线^[2]，其截止到2016年累计销售超过3500000台，有“公路精品”、“神车”、“中国家轿第一品牌”的美誉。2013年3月9日，新捷达问世，其一改以往棱角分明、方正保守的外型，以大众汽车家族式设计语言为蓝本，通过精准有力的线条，勾勒出一个时尚、运动的动感身姿。新捷达延续着捷达品牌“皮实耐用、稳定可靠、经济性好”的口碑，于2016年销出348437 辆，同比增速26.7%，在年度轿车销量排行榜排名第4。

作为汽车传动系统的重要组成部分，变速器对整车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着较为直接的影响^[3]。常见的变速器种类有手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）、双离合器变速箱（DGS）等^[4]。手动变速器作为变速器的一大类，它的功用与变速器一样，主要有：①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；②在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；③利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。

近几年，随着汽车技术的发展，城市愈发拥堵的交通环境，越来越多的消费者对简单操作的偏向，自动变速器所占的市场份额比重不断增加^[5]。然而，手动变速器以其传动效率高、生产制造工艺成熟以及成本低等特点，依然会广泛应用于现代汽车上^[6]，尤其是客车、货车等商用车上。手动变速器结构简单，制造和维护便宜就注定了它在低端市场不会被淘汰。其特有的操作乐趣也注定了在高端市场占有一定市场份额。

在手动变速器方面，由于经过长时间的发展，其设计原理和生产工艺、技术等较为成熟和稳定^[7][8]，技术难度相对于自动变速器较低，而中国国内厂家本身就有手动变速器的生产经验，因此在引进国外先进技术后，消化吸收相对容易，在此基础上自主创新，做到立足于本土生产，基本满足了整车厂商的配套需要，并已实现产品出口^[9]；技术方面，近几年来，国内部分厂家已能够根据中国国情实现自主创新；市场方面，国内部分厂家已经占领了大部分国内市场份额。

由于产业政策的引导，消费群体的变化，手动变速器将依托先进技术的开发与引用，向高性能、高品质方向发展。从技术方面来看，手动变速器的发展方向大致是：1、多挡化趋势；2、高传动效率；3、舒适的换挡性能；4、静肃的NVH性能^[10]；5、手动变速器与电控系统集成^[11]。

目前研究的最新技术包括，如在最新的Ford/Getrag6档变速器中可以看到激光焊接冲压钢滑动齿轮选择器轴套。为替代前一代变速器的铸铁拨叉，这种精致而坚固的设计方案可以减少许多对内部的损害^[12]。

齿轮盘片的激光和摩擦焊接同时保证了所需机器设计空间的降低^[13]。这是一种由雷诺公司在5档副轴圆形变速器设计中发明的技术，命名为EMI，曾在2000年展出并因为它的简单和轻便——仅22公斤却能提供140N·m的转矩而出名。另一方面，设计人员也在其齿轮提供转矩输出的设计上进行了认真的研究，提高了耐久性和低噪声水平。

本课题将针对新捷达这款轿车设计出与其发动机及性能要求匹配的变速器，并做到可靠、轻量化、易实现等目标。

设计的基本内容主要包括对国内外变速器发展现状及研究意义的阐述，手动变速器的结构原理与型式的分析，变速器的结构选择，变速器主要参数的确定和计算和校核，同步器的设计计算，变速器壳体与操纵机构设计，变速器主轴机械制造工艺分析，装配工艺分析等。

本设计将根据汽车的外形、轮距、轴距、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合该汽车的发动机型号（EA211）可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要参数，再结合新捷达轿车的基本参数选择适当的主减速比。根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数，并论证设计的合理性，进行齿轮寿命校核和动态仿真^[14][15]。

本设计给出了机械式变速器设计方案，经过严谨设计过程完成了一款手动变速器设计，并经过校验，证明设计的变速器能够符合现实功用要求，设计方案具有比较强的可借鉴性。

拟采用的技术方案及措施：

首先要熟悉变速器各个总成、零部件，熟练掌握变速器的工作原理、传动路线，并且熟悉现有的变速器零件图、装配图，并结合变速器零件图实物，在大脑中形成初步的印象，经常翻看《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》、《机械设计手册》、《汽车现代设计方法》、《汽车工程师手册》等参考书，对设计内容做到心里有数。

在对变速器有了较深刻的理解后，开始对变速器的各个部分进行分布设计。

第一步，确定变速器型式及挡数。

第二步，变速器主要参数的确定。其中包括轴数，传动比范围，中心距A，外形尺寸，齿轮参数的确定（模数，压力角，螺旋角，齿轮宽度，齿轮变位系数，齿顶高系数），各档齿轮齿数的分配。

第三步，齿轮强度的计算。

第四步，轴的强度计算。

第五步，组装配合。参数确定完毕后利用CATIA或Pro/E进行三维建模，用AutoCAD画装配图及零件图。

第六步，进行动态仿真及齿轮寿命分析，并进一步学习变速器NVH方面的分析研究^[16]。最后提交论文及设计图纸。