摘 要

随着我国经济的发展，汽车的使用得以大范围的普及。众所周知，变速器作为汽车动力系统的重要组成部分，对汽车的动力性和燃油经济性有着至关重要的影响。为了改善汽车的行驶平顺性、动力性，燃油经济性，对变速器的研究至关重要。

本文以大众POLO1.4L轿车为例，设计变速器。首先自己查阅轿车的整车参数，根据汽车设计，汽车理论，逐步依次计算齿轮齿数，轴的长度和直径，还有选择设计轴承的型号，参数等，最后设计变速器的操纵机构和箱体。对以上数据进行设计后，再对齿轮、轴、轴承等进行强度、刚度和寿命校核。最后利用AutoCAD和CATIA软件进行建模分析，并且绘制主要零件图纸。

设计完毕后，最后得出完整的二轴式五档变速器的设计。整个过程中大量的参考书籍和资料，同时也会咨询相关的专业老师。

关键词：变速器；轴；齿轮；设计；壳体

Abstract

With the development of China economy, people's living standards can be gradually improved, so the use of vehicles is very popular with people. As we all know, the transmission which is an important part of automotive power systems, has a big influence of automotive power and fuel economy. In order to improve the car's ride comfort, performance, fuel economy, the research of transmission is essential and very important.

The passage is based on POLO1.4L vehicle to design transmission. First, we need to look for information about POLO1.4L vehicle from the internet. According to the book automotive design, automotive theory, we can gradually calculate the information of cars gear, shaft length and diameter. Next, we need to choose the size of bearing, and other parameters. Last, the final design is the steering mechanism and the transmission housing. After the above data designing, and then we need to check out the strength, stiffness and longevity of gears, shafts, bearings, etc. Finally, we need to use AutoCAD and CATIA software for modeling and analysis, and drawing the main parts.

 After the design is completed, we can get a two-axis five-speed transmission design. Throughout the process, I need to look for a large number of reference books and materials, and consult relevant professional teachers.

Key words: Transmission；Shell；Gear；Design

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究目的和意义 1

1.2国内外的研究现状 1

1.3研究的基本内容 2

1.4拟采用的技术方案。 2

第二章 变速器传动机构和同步器的设计选取 3

2.1变速器传动机构布置方案分析 3

2.1.1两轴式变速器 3

2.2.2三轴式变速器 3

2.2变速器换挡机构形式的选择 4

2.3同步器的设计选取 4

2.3.1锁环式同步器结构 6

2.3.2锁环式同步器工作原理 6

第三章 变速器主要参数的设计计算 7

3.1变速器的档数 7

3.2变速器的传动比 7

3.2.1变速器传动比范围 7

3.2.2各档传动比的计算 7

3.3齿轮相关参数的计算 9

3.3.1齿轮的基本参数 9

3.3.2各档齿轮齿数 10

3.3.3齿轮的基本尺寸参数 13

3.4齿轮的损坏形式 16

3.5齿轮的材料选择及热处理工艺选择 16

3.6齿轮的强度校核 16

3.6.1计算转矩 16

3.6.2轮齿弯曲强度计算 17

3.6.3轮齿接触应力计算 18

第四章 轴和轴承的设计计算 21

4.1初选轴的直径 21

4.2轴的强度计算 22

4.2.1轴的刚度校核 22

4.2.2轴的强度计算 26

4.3变速器轴承的选择 31

4.4变速器轴承寿命的计算与校核 31

第五章 变速器操纵机构 34

5.1变速器操纵机构分类 34

5.1.1直接操纵机构 34

5.1.2远距离操纵机构 34

5.1.3电控自动换挡操纵机构 34

5.2变速器档位布置图 35

5.3变速器选换挡机构 35

5.4操纵机构的安全装置 35

5.4.1自锁装置 35

5.4.2互锁装置 36

结论 37

参考文献 38

附录 39

致谢 45

第一章 绪论

1.1研究目的和意义

对于汽车而言，人们最关心的依旧是发动机的性能，往往大家觉得发动机的性能就可以代表汽车的性能，但是作为汽车几大部件之一的变速器是其中很重要的一个，对整辆汽车的性能是否能够充分发挥具有重大的影响，现代汽车当中发动机绝大多数为内燃机，它的转矩和转速能够变动的范围很小，但是多变的路面情况使发动机必须能够在足够大的区间内变化其转矩和转速，变速器不仅要有基本的功能，并且要确保它与动力来源—发动机之间的匹配性能优异，从而可以提高发动机的动力性和燃油经济性，对整车性能的提升具有很大的作用，一个好的发动机也需要一个性能足够优异的变速器来发挥出它最大的功力。

因此，变速器的设计与优化对汽车的发展有深远的影响，本文主要针对传统的机械式手动变速器进行设计研究，与近年来发展迅猛的自动变速器相比，目前国内市场占有率较高的仍然是手动变速器，但是手动变速器又存在着操作繁琐、对驾驶员技术要求高、容易出现顿挫感、发动机磨损较大、换挡冲击大、噪声振动大的诸多缺点，因此对于这类变速器有必要进行设计研究，同时，手动变速器的市场占有率高也有着它自身不可替代的优点：手动变速器结构简单，制造成本低，维修保养费用低。