摘 要

这篇文章简略地介绍了变速器有什么作用、种类及其在国内外的发展现状和发展趋势，根据任务书要求，参考五菱微型车相关参数设计了一款三轴式的手动五挡机械变速器。设计中首先明确了设计要求，然后对变速器传动机构布置型式、相关零件形式等进行分析和选择，确定了各挡位传动比并确定了各齿轮模数齿数及其他尺寸参数，对轴进行了结构和尺寸设计以及选择了轴承型式型号，对齿轮和轴进行了必要的强度校核，设计了一种单轨式操纵机构，最后根据设计结果绘制了变速器了装配图和主要零件图。

关键词：五菱微型车；变速器；五挡；三轴式

Abstract

This article introduces the function, variety, development status and tendency of automotive transmission, according to the acquirements of assignment, a tri-axial 5-gear manual transmission is designed referred to some related parameters of Wuling vans. Firstly the design demands are confirmed, and the layout arrangements of transmission mechanism and component types are analyzed, while the applicable solutions are selected, the gear ratio is calculated so as the geometrical dimensions of every gear including module and number of teeth, the structure and size of shafts are designed, after that the specific type of bearings for shafts and gears is also confirmed, a single rail gear shift system is designed for a this 5-speed manual transmission, importantly, strength checking calculation is conducted on main components to ensure their security, after all the assembly drawing of the transmission and part drawing of some parts on it are made based on calculation and design consequences.

Key words: Wuling van；transmission；5-gear；tri-axial

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 0

第1章 绪论 1

1.1变速器功用 1

1.2变速器种类及发展现状 1

1.3设计要求 1

第2章 变速器设计 3

2.1传动机构类型的选择 3

2.1.1轴的布置 3

2.1.2倒挡布置方案的选用 4

2.2零部件结构形式初选 4

2.2.1齿轮形式的选择 4

2.2.2换挡机构型式 5

2.2.3轴承形式选择 6

2.3变速器主要参数的选择 6

2.3.1挡位数及传动比的选择 6

2.3.2齿轮参数选择 9

2.3.3中心距的初步计算 10

2.3.4变速器壳体尺寸初选 11

2.4齿轮几何尺寸计算及强度校核 11

2.4.1确定各挡齿轮齿数 11

2.4.2齿轮强度校核 12

2.5同步器设计 14

2.5.1同步器类型 14

2.5.2同步器主要尺寸、参数设计 14

2.6轴的设计与校核 16

2.6.1轴的结构与尺寸设计 16

2.6.2轴的校核 16

2.7操纵机构的结构设计 19

2.7.1操纵机构概述 19

2.7.2结构设计 20

2.7.3工作原理 20

2.8壳体结构设计 22

第3章 总结 24

参考文献 25

附录A 齿轮尺寸参数 26

附录B 拨叉轴三维图 27

附录C 输出轴三维图 28

附录D 计算程序 29

致 谢 38

第1章 绪论

1.1变速器功用

汽车变速器的最重要的作用是利用某种形式的传动机构让传动中的被动部分与从动部分的转动力矩或转动速度的比值可以发生变化，这样一来，汽车就能获得更大范围内变动的驱动力或车速，在不同的行驶条件下，汽车都能获得相适应的牵引力和速度，最大程度改善驾乘人员的舒适度同时，也能让发动机在更好地工况运行，也能降低油耗。此外，汽车是有向后行驶的需求的，变速器中增加一个惰轮（即设置倒挡）能够改变输出轴的旋转方向，车轮也就实现了反向转动，汽车就能倒退行驶。变速器还设计了空档临时切断动力便于变速器不同挡位的切换，对于部分车辆还设计有动力输出功能。

变速器的结构性能直接作用于汽车动力性、燃油经济性，对手动变速器车辆还直接影响换挡操纵的可靠性和轻便性。通过优化变速器传动机构使之与发动机、主减速器良好搭配，可以改善车辆动力和油耗，优化变速器换挡操纵机构结构，可以使换挡可靠平顺、减小甚至消除换挡冲击和噪声，同时可一定程度增加变速器零件使用时间。

1.2变速器种类及发展现状

既然变速器的传动比是变化的，那么依据传动比是否连续变化，变速器可分为有级式、无级式和综合式，有级式变速器采用轴线固定的齿轮机构或轴线旋转的行星齿轮机构传动，具有几个定值传动比，故称“有级”，也就是“挡位”，无级式变速器则通过一定方式（如半径可变的带轮带动传动钢带）使传动比在一定范围内可做连续变化，故称“无级”，综合式则结合了液力变矩器和齿轮式有级变速器，它的传动比可以分为几个区间，传动比在各个区间内可以连续变化，而这几个区间之间有间隔；不管变速器的传动比是否连续，在工作时都要选择某特定传动比及在不同传动比之间切换，以传动比的选择和切换的方式来分类，变速器也可以分为以下几种：手动变速器，由司机手动选择挡位，故多用于有级式变速器；自动变速器，由车辆的控制系统综合发动机运行状况、车速等信息来控制执行机构自动选择挡位，司机只需要控制加速踏板即可，使驾驶更轻松；半自动变速器，则是常用的几个挡位由车辆自动控制，其余挡位则在必要时由驾驶员操纵。

手动变速器的发展历史较长，其设计成熟，结构简单，性能可靠，制造维护成本低，如今仍有广泛应用，在最近几十年间，由于汽车性能的提升和人们对汽车操控简便性、舒适性等有更高要求，各种形式的自动变速器不断由研发走向实际应用，包括在美国占有率非常高的液力自动变速器，在日本比较受欢迎的无级自动变速器，以及还不是很普及但发展势头良好的电控机械式自动变速器等。

1.3设计要求