摘 要

随着社会经济的发展，汽车不再是高档的奢侈品，而成为改善生活条件的消费品，越来越多人选择汽车作为代步工具。变速器作为传统“汽车三大件”之一，在汽车工业的发展中占有举足轻重的地位。本次设计以陆风X8 2015款探索版2.0T汽油4×4豪华型汽车为模板，根据其部分基本参数，设计出一款能够运用于该车的手动变速器。本次设计的要求包括掌握汽车变速器的基本结构和工作原理，绘制出结构原理简图；设计变速器主要零部件的参数，并进行相应强度校核；确定零部件结构尺寸；使用制图软件绘制出工程图纸；编写设计说明书等。

关键词：变速器；四轮驱动；齿轮；轴

ABSTRACT

With the development of social economy，the automobile plays an role as consumer goods to improve life quality rather than as luxury. There is no doubt that more and more people regard automoble as the best choice to going out. As one of the main component of power train, transmission plays an significantly role in the automobile industry. The manual transmission is designed based on the parameters of Landwind X8 2.0 T 4*4 automobile in this essay. The design requirements include five parts, such as mastering the basic structure and operating principle and drafting the schematic diagram, designing and optimization the parameters of main components and parts, counting the size of the components, drafting engineering drawing, and detailing the design.

Key words: Transmission；Four-wheel drive； Gear； Axle

目录

摘 要 III

ABSTRACT IV

第1章 绪 论 1

1.1 汽车变速器概述 1

1.2 课题研究的目的及意义 2

1.3 设计的基本要求及内容 2

1.4 车型基本参数 3

第2章 变速器传动机构总布置 4

2.1 变速器传动机构布置方案的选择 4

2.1.1 变速器类型及传动方案的选择 4

2.1.2 倒档的形式和布置方案 5

2.2 变速器零、部件布置方案选择 6

2.2.1 换档形式的选择 6

2.2.2 选定齿轮形式 6

2.2.3 选定支撑轴承 6

2.3 选定变速器的主要参数 7

2.3.1 确定档位数和传动比 7

2.3.2 中心矩的选择 9

第3章 变速器齿轮与轴的设计 10

3.1 齿轮各项参数的计算 10

3.1.1 压力角的选定 10

3.1.2 螺旋角的取值范围 10

3.1.3 齿轮模数的计算 10

3.1.4 齿宽的选定 11

3.1.5 计算各挡齿轮的齿数 12

3.1.6 齿轮变位系数的计算 16

3.2 变速器轴的相关尺寸计算 20

3.2.1 变速器轴的最大直径计算 20

第4章 变速器齿轮和轴的校核 22

4.1 变速器齿轮的校核 22

4.1.1 变速器齿轮弯曲强度校核 22

4.1.2 变速器齿轮接触应力校核 26

4.1.3 变速器齿轮材料的选择 30

4.2 变速器轴的校核 30

4.2.1 变速器轴的刚度校核 31

4.2.2 变速器轴的强度校核 39

第5章 同步器和操纵机构的选择 44

5.1 同步器的选择 44

5.2 变速器操纵机构的选择 45

5.3 变速器箱体的设计 45

第6章 总结 46

参考文献 47

致谢 48

绪 论

汽车变速器概述

1902年世界上造出第一台装有变速器的汽车，从此汽车传动系统的布局发生了历史性的改变。从那以后，变速器随着汽车工业的发展，逐渐进步，越来越先进，也越来越多样化。当时汽车变速器的工作原理及作用与如今的手动变速器大同小异。经过一百多年的积累和沉淀，变速器技术来越成熟，如今已经有了许多的分支。

目前市场上广泛使用变速器主要分为以下几种类型：

①手动变速器（MT）：手动变速器是变速器中最基本的一种类型，发展时间最长，技术运用最为成熟。MT变速器通过司机手动拨动换挡杆来改变变速器内的传动齿轮啮合方式，改变发动机传递的扭矩和转速，从而达到变速的目的。手动变速器只有在配合离合器，才可进行换挡操作。理论上可比普通自动变速器换挡更快更省油，但如操作不当，将有较大的顿挫感^[2][3]。

②液力式自动变速器（AT）：液力式自动变速器是目前汽车自动变速器的主流类型，广泛应用于各种高中低档乘用车。它改变传动比主要是根据即时车速和司机踩下油门踏板的深度来自动变化。因此司机只要控制油门踏板即可控制车速，操作十分方便。但AT变速器主要缺点是换挡时有顿挫感，油耗稍高等^[2]。

③机械式自动变速器（AMT）：在普通手动变速器的基础上进行改造，可得到一种机械式自动变速器。此种变速器主要零部件皆与普通手动变速器相同，只是把换挡操纵部分进行改造，便可实现自动换挡，因此生产工艺过程十分简便，为各大厂商所欢迎。但此种变速器换挡过程中顿挫感较明显，舒适性有所欠缺^[3][4]。

④无级变速器（CVT）：无级变速器采用传动带方式传动，其采用的齿轮工作直径可以改变，因此能够达到传动比连续改变的目的，是汽车加速更加线性，没有普通变速器的顿挫感。但是由于CVT技术含量较高，并能承受的扭矩较小，较少运用于大排量汽车中。同时，CVT变速器的制造、维护成本比较高^[4]。

⑤双离合变速器（DCT）：双离合变速器内有两个离合器分别控制“奇”、“偶”两个换挡组，一个换挡组工作时另一个换挡组齿轮已经啮合，随时准备工作。双离合变速器有着换挡平顺舒适、传动效率高等优点，同时其有着良好的动力性和燃油经济性表现，发展迅速，在市场上表现十分活跃，但因其技术难度较高，目前只有少数厂商掌握其关键技术^[4]。

课题研究的目的及意义

目的：变速器作为俗话中“汽车三大件”之一，对其进行改进研究对汽车技术水平有着极其深远的影响。本次设计通过计算及校核，利用CAD制图软件绘制图纸，设计出一款用于四轮驱动汽车的变速器。

意义：通过本次毕业设计同时加深了对汽车变速器的工作原理及构造的认知，提高了AutoCAD和CATIA等制图软件的操作熟练度，因此强化了本人理论与实践相结合的工作能力。本人本次毕业设计从前沿生产实际出发，为以后进入工作当中积累了许多宝贵的经验，实在是一次不可多得的机会。

设计的基本要求及内容

本次设计在已知发动机最大功率、最大转矩及转速和传动系机械效率、最大爬坡度、最高车速等条件下，设计出一款基于四轮驱动汽车的变速器，完成主要零件参数设计并绘制出装配图和部分零件图。