摘 要

这篇文章主要是设计了重型载货汽车九档双中间轴变速器。双中间轴变速器在现在市场上是一种典型的重型变速器。这种变速器器从结构上来看，双中间轴变速器是采用两根完全一样的中间轴，相隔180°布置在输出轴的两侧，这种类型的变速器最大的特点是可以使动力分流从输入轴传递到输出轴，在相同的工况下，理论上可使中间轴上的功率减小一半。并且由于径向力相互抵消，从而减小了输出轴齿轮的径向跳动，提高了变速器运行的平稳性，延长了变速器的使用寿命。因此双中间轴双中间轴变速器的结构也越来越多的运用在各种重型载货汽车上。

在本次设计中，采取了主副变速器的结构，先确定了变速器动力传递路线，换挡操纵机构，倒档机构等^[1]。并对发动机，传动系等参数进行了选取，随后计算齿轮齿数，确定各档的传动比，设计轴的长度，选取轴承等，为满足使用要求和寿命，对齿轮，轴和轴承等分别进行了校核。

关键词：双中间轴变速器；主副变速器；重型载货汽车

Abstract

This paper is mainly about the design of the nine speed transmission with two countershaft for heavy truck. Twin countershaft transmission is a kind of heavy-duty transmission.It adopts two identical countershafts ,in 180 degrees on both sides of the output shaft.The greatest feature of this type of transmission is that the power separate at the input shaft and converge at the the output shaft.In the same conditions,the power can be reduce by half theoretically.The radial pulsation of the output shaft gear is reduced due to the radial forces are offset by each other.Improve the smooth running of the transmission.Prolong the service life of the transmission.So the structure of double shaft twin countershaft transmission is more and more used in a variety of heavy truck.

This design adopts the structure of the main and auxiliary transmission.First we set the transmission route of power,Shift control mechanism,reverse gear mechanism etc.Then picking the parameters of engine and transmission system.Then calculate the number of gear teeth to determine the transmission ratio of each gear, design the length of the shaft, the selection of bearings, etc.In order to meet the use requirements and service life, the gear, shaft and bearing were checked respectively.

Keyword:Twin countershaft transmission,Main-auxiliary transmission,Heavy duty truck

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

第2章 变速器主要方案的确定 2

2.1变速器传动机构的方案的确定 2

2.2变速器零部件的结构方案确定 2

第3章 变速器的主要参数的选取和计算 4

3.1重型载货汽车的基本参数 4

3.1.1 车型的基本参数 4

3.1.2发动机的基本参数 4

3.2变速器主要参数的设计计算 5

3.2.1传动比的计算 5

3.2.2 中心矩A 6

3.2.3 变速器内部档位结构布置 7

3.2 齿轮参数选择 7

3.2.1模数的选择 7

3.2.2压力角α的选择 8

3.2.3 螺旋角β 8

3.2.4螺旋方向 8

3.2.5齿宽b 8

3.2.6齿顶高系数和顶隙系数的选取 8

3.2.7材料选择 9

3.3 齿轮齿数和传动比的设计计算 9

3.3.1 各档齿数Z 9

第4章 变速器的设计与校核 14

4.1变速器各个档位齿轮的强度校核 14

4.1.1计算转矩 14

4.1.2 强度校核 14

4.2载货汽车变速器轴的设计和计算 25

4.2.1轴径的初选 25

4.2.2轴的尺寸的设计 26

4.3变速器轴的强度和刚度的校核 28

图4.1 输入轴 28

4.3.1 第二轴的强度和刚度的校核 28

4.3.2中间轴的强度和刚度的校核 31

4.3.3副变速器中间轴强度和刚度校核 41

4.3.4副变速器输出轴的强度和刚度的校核 43

第5章 轴承类型的选取与轴承寿命的校核 45

5.1 选择轴承的类型 45

5.2 轴承工作过程中的失效 45

5.3 轴承的寿命计算 45

第6章 同步器的设计 47

6.1同步器主要参数的确定 47

第7章 变速器的换挡操纵机构的设计 48

7.1操纵机构的作用 48

7.2操纵机构的选择 48

7.3操纵机构的设计要求 48

总结 49

参考文献 50

附录A 51

附录B 52

致谢 53

第1章 绪论

随着建筑，桥梁，水利等方面的快速发展，重型载货汽车在各个领域的应用越来越广泛，所以其中变速箱等的改进和创新就显得尤为重要。

重型载货汽车的装载质量比较大，并且使用条件也比较复杂，用途多样化，同时为了保证重型载货汽车有良好的燃油经济性和动力性，这就要求扩大转动比的范围，即增加档数来满足汽车的需求^[2]。如果单纯地增加档数会使变速器的轴向尺寸过长，占用的空间较大，同时也会增加轴的加工难度，增加轴上载荷，减小了变速器的使用寿命。所以一般市面上，对于七档及七档以上的变速器，普遍都采用组合式变速器的设计结构，即采用四档或者是五档的变速器作为主变速器，在它的前面或者后面再配备一个两档或三档的变速器作为副变速器的形式来增加变速器的总的传动比^[3]。这种设计在满足尺寸和寿命要求的同时，也符合汽车零部件系列化生产的要求。另外对于一些配备了较高转矩的柴油发动机的载货汽车的时候，通常使用多中间轴的变速器，一般具有2～3根中间轴。由发动机传递过来的动力，经过两根中间轴后，由输出轴将动力输出。由于动力被分流，在相同的工况下，变速器的承载能力更大，因此齿轮宽度和质量可以做的更小，所以变速器的整体质量和轴向尺寸也会相应的变小。双中间轴变速箱输出轴上面齿轮的径向力能够相互抵消，所以输出轴在运转时只承受扭矩不承受弯矩，很好的改善了输出轴的受力情况，增加了轴的使用寿命和运行时的可靠性^[4]。这种多中间轴的变速器，已经越来越广泛的运用在各种类型的载货汽车当中。

不过，由于档数的增加，会造成操纵不便，长时间的操作更会容易造成驾驶疲劳，未来重型卡车的变速器会趋向于多档自动变速的方式，这样也会既会满足汽车动力性、驾驶平顺性又会使驾驶者实现轻松驾驶^[5]。