摘 要

汽车是一种结构复杂、制造精密的产品，要使这件产品能够在不同行驶环境、不同行驶工况下得到不同的速度和牵引力，就要在汽车中加入变速器这一重要部件。变速器的存在，不仅使汽车拥有以上功能，还关系到汽车的动力性与经济性，使汽车拥有可靠轻便的操纵性能。

本文主要对东风日产阳光（2016款）5档变速器进行了设计，在深入了解和学习变速器开发流程和相关设计理论知识的前提下,首先确定该型汽车手动变速器的设计方案,包括齿轮和轴的总布置形式、换档操纵机构及档位布置形式等，比较了两轴式变速器与三轴式变速器各自的优缺点。其次根据所配发动机的基本参数以及考虑到整车动力性和经济性要求下的传动比,设计计算出变速器主要零件的相关参数,对变速器主要齿轮进行了可靠性计算。运用CATIA绘制了主要零部件的三维图形，用CAXA绘制了变速器装配图。

关键词：变速器；齿轮；可靠性；同步器

Abstract

The car is a product of complex structure and manufacture of sophisticated , to make this product in different driving environments and different driving conditions to get different speed and traction, it is necessary to join the car in the transmission of this important component. The existence of the transmission, not only the car has the above functions, but also related to the car's power and economy, so that the car has a reliable and lightweight handling performance.

This paper mainly designs the Dongfeng Nissan Sunny (2016) 5-speed transmission. Under the premise of deep understanding and learning of the development process of the transmission and related design theory, the design scheme of this type of automobile manual transmission is determined, including gear and shaft The layout of the two-axis transmission and the three-axis transmission of the pros and cons of the advantages and disadvantages of the two-axis transmission and three-axis transmission. Secondly, according to the basic parameters of the engine and taking into account the vehicle power and economic requirements of the transmission ratio, designed to calculate the main parameters of the transmission parameters, the main gear transmission reliability calculation. Using CATIA to draw the three-dimensional graphics of the main parts, with CAXA drawn the transmission assembly diagram.

Key words: transmission； gear；reliability；synchronizer

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第1章 绪论 1

1.1 汽车变速器的概述 1

1.2 汽车变速器的研究现状 1

1.3 本课题设计的目的和意义 2

第 2 章 机械式变速器的结构型式与方案选择 3

2.1 汽车变速器的功用 3

2.2 机械式变速器的结构型式 3

2.3 机械式变速器结构方案选择 3

2.3.1 比较分析两轴式变速器与三轴式变速器 3

2.3.2 倒档布置方案 6

2.4 变速器主要零件结构方案 6

2.4.1 齿轮型式 6

2.4.2 换挡结构型式 7

2.5 变速器传动方案的确定 7

第 3 章 机械式变速器主要零件参数的设计计算 8

3.1 各档传动比计算 8

3.1.1 主减速比的确定 8

3.1.2 一档传动比 8

3.1.3 其余各档传动比确定 9

3.2 齿轮相关参数的选取和计算 10

3.2.1 齿轮中心距的计算 10

3.2.2 齿轮主要参数的确定 10

3.3 各档齿轮齿数 11

3.3.1 一档齿轮齿数 11

3.3.2 二档齿轮齿数 12

3.3.3 三档齿轮齿数 12

3.3.4 四档齿轮齿数 12

3.3.5 五档齿轮齿数 13

3.3.6 倒档齿轮齿数 13

3.3.7 齿轮变位系数 13

3.4 齿轮强度校核 14

3.4.1 齿轮损坏形式 14

3.4.2 各轴转矩的计算 14

3.4.3 齿轮弯曲强度计算 15

3.4.4 齿轮接触应力的校核 17

第4章 主要齿轮强度的可靠性计算 21

4.1 齿面接触疲劳强度的可靠性计算 21

4.1.1 齿面接触应力分布参数的确定 21

4.1.2 齿面接触疲劳强度的分布参数确定 23

4.1.3 可靠度计算 24

4.2 齿根弯曲疲劳强度的可靠性计算 25

4.2.1 齿根弯曲应力分布参数的确定 25

4.2.2 齿根弯曲疲劳强度分布参数的确定 26

4.2.3 可靠度计算 26

第5章 轴的设计与校核 27

5.1 初选轴的尺寸 27

5.2 轴的刚度校核 27

5.2.1 一档工作时的挠度和转角 28

5.2.2 二档工作时的挠度和转角 29

5.3 轴的强度校核 29

5.3.1 输入轴应力计算 29

5.3.2 输出轴应力计算 30

第6章 轴承的选择和校核 31

6.1 轴承的选择 31

6.2 轴承的寿命计算 31

6.2.1 输入轴轴承的寿命 31

6.2.2 输出轴轴承的寿命 32

第7章 同步器设计 33

7.1 同步器的选择 33

7.2 同步器的主要结构参数 33

7.2.1 摩擦锥面摩擦系数f和半锥角α 33

7.2.2 摩擦锥面的平均半径R 34

7.2.3 同步环径向厚度 34

7.2.4 摩擦锥面的工作面宽度b 34

结 论 35

参考文献 36

致 谢 37

附录A 38

附录B 40

第1章 绪论

1.1 汽车变速器的概述

自汽车问世以来，由于其对人类生活、世界经济发展的重要影响，汽车行业得到了迅速发展，促进了人类社会的进步。而随着时代进步，人们对于汽车的要求也逐步提高，希望在不同行驶条件下发动机传递到车轮的转矩、速度能够发生改变，变速器应运而生。

变速器作为汽车众多部件中的重要一环，其结构的好坏直接影响到汽车动力性的优劣、操纵是否轻便与可靠、传动是否平稳、传动效率的高低等。现代生活质量的不断提高，越来越多的家庭拥有了汽车，汽车保有量的增加，也使得人们更加注重汽车的舒适性和经济性，而对汽车整体性能有较为直接影响的变速器，也成为人们日益关注的重点。怎样的设计要求才能保证变速器具有良好的工作性能是变速器设计过程中需熟知的前提，大体要求如下：