摘 要

如今，汽车是当今社会上的一个重要交通工具，而其中的变速器扮演了至关重要的角色，汽车速度的改变，反方向行驶，空挡滑行等都需要它的完成。手动变速器因为性能可靠，制作成本低等原因在各类汽车上使用得很广泛。因此，各国汽车行业对变速器的生产要求颇高。而且，现在SUV特别流行，它比传统轿车有更高的驾驶视野，更强的通过能力等优点，得到了消费者的众多喜欢，所以现在对SUV的研究项目逐渐增长。本文设计的就是某SUV四挡手动变速器，通过所给的参数对手动变速器进行设计。本文介绍了设计步骤，传动机构的布置方案，相关尺寸的计算及校核，运用CATIA进行三维建模和运用AUTOCAD进行二维设计。对相关图纸进行精确修改，对设计论文进行反复修正，以求能够设计出优秀作品。

关键词：手动变速器；SUV；CATIA；AUTOCAD

Abstract

Now, the car is an important traffic tools in today's society, of which the transmission played a vital role. The change of vehicle speed, driving in the opposite direction, neutral taxiing and so on all need it to complete. Because of reliable performance and low costs of production Manual Transmission is widely used in all kinds of cars. Therefore, the national automobile industry for the transmission has a high requirements on production, and SUV is especially popular now, it has higher driving vision than traditional cars, the advantages of stronger through capacity, for which many customers like it. So now, the study of SUV project is increased gradually. Four block is designed in this paper about SUV manual transmission. Using the parameters given by teacher I have designed it. This paper introduces the design steps, the layout of the transmission mechanism t, the correlation dimension calculation and checking. I use CATIA to model 3D and use AUTOCAD to design 2D.I accurately modify the related drawings and design papers in order to design the outstanding works.

Key Words：Manual Transmission; SUV；CATIA；AUTOCAD

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1变速器的概述 1

1.2变速器的分类 1

1.3设计内容 2

第二章 变速器传动机构布置方案 3

2.1传动机构布置方案分析 3

2.1.1固定轴式变速器 3

2.1.2倒挡布置方案 3

2.1.3其他问题 4

2.2零、部件结构方案分析 4

2.2.1齿轮形式 4

2.2.2换挡机构形式 5

2.2.3自动脱挡 5

2.2.4变速器轴承 6

第三章 变速器主要参数的选择 7

3.1各档传动比的确定 7

3.1.1最低挡传动比的计算 7

3.2中心距的确定 8

3.3齿轮参数 8

3.3.1模数 8

3.3.2压力角α 8

3.3.3螺旋角β 9

3.3.4齿宽b 9

3.3.5齿轮变位系数的选取原则 9

3.3.6齿顶高系数 9

3.4各挡齿轮齿数的分配 10

3.4.1一档齿轮齿数的确定 10

3.4.2二档齿轮齿数确定 10

3.4.3三档齿轮齿数的确定 11

3.4.4四档齿轮齿数的确定 12

3.4.5倒档齿轮齿数的确定 12

第四章 变速器的设计与计算 14

4.1轮齿强度计算 14

4.1.1轮齿弯曲强强度计算 14

4.1.2齿轮接触应力 16

4.2轴的强度计算 16

4.2.1初选轴的直径 17

4.2.2轴的强度验算 17

第五章 同步器设计 22

5.1锁环式同步器 22

5.1.1主要参数的确定 22

5.1.2锁环式同步器工作原理 23

第六章 变速器操纵机构 24

6.1直接操作手动换挡变速器 24

6.2远距离操纵手动换挡变速器 24

6.3电控自动换挡变速器 24

第七章 三维建模 25

7.1建模构想 25

7.2部分零件的建模 25

7.2.1齿轮建模 25

7.2.2轴的建模 25

7.2.3同步器的建模 26

7.2.4拨叉与拨叉轴的建模 28

7.2.5总装配图 29

总结 30

参考文献 31

致谢 32

附录A 33

绪论

1.1变速器的概述

汽车是当今社会的一种重要交通工具,汽车行业支持着整个国民经济，汽车的研发、生产、买卖等环节都在经济、社会科学等领域起着重要作用。随着科学的发展，汽车出现在大众的视野越来越频繁，并且极大的改变人们的生活方式及水准。刚开始，汽车是没有变速器的，直到后来因为科学的进步才生产出的汽车才带有变速器^[8]。

变速器设有空挡、倒挡、前进挡是为了满足汽车在不同工况下对扭矩及转矩的需求。变速器的设计，就是为了让发动机的转速和扭矩范围扩大，并让它得到很好的控制^[14][18]。因此对变速器的要求如下所诉：

1. 汽车要有动力性和经济性。
2. 需要设置空挡，来切断动力的传输。
3. 为了能够让汽车在狭小的空间倒退，因此必须设置倒挡。
4. 必须要设置动力输出装置，为了让动力在需要的时候输出。
5. 换挡要可靠，不要出现脱挡，换错挡等状况。
6. 工作平稳。
7. 应有较高的工作效率。
8. 工作噪声低。

除了以上要求外，还有尺寸小、质量小和成本低等其他要求。

1.2变速器的分类

按照现在的汽车产业来看，变速器主要分为以下几类：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手/自一体变速器(AMT)、无极变速器（CVT）^[3]。

1. 手动变速器（MT）

手动变速器（Manual Transmission）是现在采用最广泛的一种变速器，主要是通过齿轮结构和换挡拨叉、同步器等操纵机构组成。通过外力拨动拨叉轴来进行换挡功能，使主动齿轮和从动齿轮啮合实现不同的传动比和转矩的输出。

二、自动变速器（AT）