摘 要

变速器的作用是改变和传递发动机发出的转速和转矩，使汽车可以在不同的使用条件下提供所需的驱动力和车速，以满足工作需求。变速器的设计是汽车设计中重要的一环。

本文针对东风AX7车型进行手动变速器设计，确定了变速器的结构形式、传动方案，通过传动方案设计了变速器齿轮并进行了校核；对变速器的输入轴和输出轴进行了有别于传统设计的可靠性设计，并进行了校核。最终设计出一款适用于东风AX7的手动变速器。

本文轴的可靠性设计有别于传统设计中通过经验公式确定轴径的方法，该方法求出的轴径相比于通过经验公式确定轴径的方法更加精确，此外，结果也表明，通过可靠性设计的轴径在传统设计经验公式提供的轴径范围中是属于中等偏小的，因此可靠性设计也可以很好地避免材料的浪费，减轻变速器的整体质量。

关键词：变速器；传动比；齿轮；轴

Abstract

The function of the transmission is changing and transmitting the revolving speed and the torque from the engine, which allows the automobile can provide different driving force and speed according to different working condition to meet work demands. The design of the transmission is an important part of automobile design.

This paper designs a manual transmission of EQ AX7 by choosing the structure, transmission scheme and gear; It also design the axle by reliability design, which is different from traditional design. The check of the gears and the axles are accomplished, and finally, a transmission applied to EQ AX7 is worked out.

In this paper, the reliability design of the axle can provide a more accurate result than what designed by traditional way. In addition, the result shows that the diameter of the axles are in the low range of the diameter which is designed by traditional way, which can avoid the stuff wasting and reduce the quality of the transmission.

Key words: transmission; transmission ratio; gear; axle

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 设计的基本内容 2

第2章 变速器总体方案设计 3

2.1 变速器的设计要求 3

2.2 变速器总体结构方案确定 3

2.3 倒挡型式及布置方案 4

2.4 齿轮形式 5

2.5 换挡的结构型式 5

2.6 轴承型式 5

第3章 变速器主要尺寸及参数的确定 6

3.1 确定各挡传动比 6

3.2 初选中心距 7

3.3 齿轮参数选取 7

3.3.1 齿轮模数选取 7

3.3.1 压力角的选取 8

3.3.2 齿轮螺旋角 8

3.3.3 齿宽b 9

3.3.4 各挡齿轮的齿数计算 9

3.3.5齿轮变位 12

3.4 齿轮的强度校核 14

3.4.1 齿轮材料选择 14

3.4.2 齿轮弯曲强度校核 14

3.4.3 齿轮接触应力校核 15

3.5 轴的可靠性设计 16

3.5.1 可靠性设计与传统设计的不同 16

3.5.2 轴的可靠性设计计算 17

3.5.2.1 可靠性设计思路 17

3.5.2.2 输入轴的可靠性设计 17

3.5.2.3输出轴的可靠性设计 21

3.6轴的校核 25

3.6.1轴的刚度校核 25

3.6.2轴的强度校核 26

第4章 同步器及壳体设计 27

4.1同步器设计 27

4.1.1同步器的作用及分类 27

4.1.2锁环式同步器工作原理 27

4.1.3锁环式同步器主要参数确定 27

4.2变速器壳体设计 28

第5章 结 论 29

参考文献 30

附录A 31

附录B 34

致 谢 36

第1章 绪 论

1.1研究的目的及意义

汽车在现代人的生活、工作中扮演着极其重要的角色，同时，汽车工业的发展也在某正程度上带动、激励着世界经济、技术的发展。变速器是汽车传动系统的重要组成部分，变速器的设计对汽车的各项性能也会造成不同程度的影响。其主要肩负着以下作用：

1.改变汽车传动系统的传动比，使汽车可以适应不同的行驶条件，有利于发动机在低油耗高功率的状态下运作；

2.使汽车可以实现倒车行驶；

3.使驾驶员可以切换至空挡，从而使发动机的动力传输暂时中断，使发动机能够进行起动、怠速的运行。

除了这些功能，变速器还直接影响汽车的各项性能，如动力性、燃油经济性、操纵性、驾驶员以及乘员的舒适性等^[1]。

现今汽车上使用的变速器主要有手动变速器（manual transmission，MT）、液力自动变速器（automatic transmission，AT）、机械式自动变速器（automatic mechanical transmission，AMT）、无级变速器（continuously variable transmission ,CVT）以及双离合自动变速器（double-clutch gearbox，DCT）等，从大类上可分为手动操纵变速器（以下简称手动变速器）、半自动操纵变速器和自动操纵变速器^[2]。其中，机械自动变速器的能源使用效率要高于手动变速器^[3]手动变速器主要倚靠驾驶员手动操作操纵杆实现换挡操作，是一种较为原始的变速器形式。手动变速器虽然有着操纵不便、换挡冲击较大、变速比不连贯等缺点，但其生产制造工艺较为成熟、生产成本较低，在中低档轿车中依然拥有较大的运用率；同时，由于手都变速器能为驾驶员带来相应的驾驶乐趣，因此在高档汽车中依然拥有一定拥趸；此外，对于大部分驾驶学习者来说，学习手动挡汽车依然是唯一的选择。综上所述，虽然自动变速器有着诸多优点，是变速器行业未来的主要发展方向，手动变速器依然占据着很大的市场份额，不会被自动变速器完全取代。

因此，可以知道，手动变速器的设计和优化，在当今的汽车领域依然有着很大的需求。

1.2国内外研究现状

2016年，中国汽车产销量突破了2800万辆，已经连续八年夺得了世界第一的位置。变速器作为汽车的重要组成部分，其发展对汽车行业有着举足轻重的影响。纵观国际市场，自动变速器已成为主要的发展趋势，在欧洲、日本、美国，自动变速器所占据的市场份额均超过50%^[4]。而我国的变速器市场，手动变速器依然占据着大部分的市场份额。这主要是由于我国自动变速器行业起步较晚，技术较手动变速器不成熟，且自动变速器的结构相对复杂，研发和制造的成本偏高，造成自动变速器汽车售价偏高，与我国国情不甚切合；此外，自动变速器的技术长期被外国所垄断，造成国内汽车企业严重依赖进口，压缩利润空间，这些都是我国手动变速器依然占据主要市场的原因。但近年来，我国创新意识的加剧使得自动变速器的研发取得了较大的进步，自动变速器在以每年20%的增速增长，因此，手动变速器能否保持其优势地位，还需要在技术上进行提高。