论文总字数：25435字

摘 要

汽车变速器作用主要是通过改变引擎驱动力传递到的驱动轮上的转速和转矩，它可以说是现代汽车的传动系统中最重要的传动零部件之一。汽车变速器的结构和性能对于汽车的动力性和使用燃油的经济性都具有重要的影响，而且在汽车的操作中对其换挡的操作可靠性、轻便性、平稳性与操作的高效性等都有很高的技术要求。

本次变速器毕设的主要工作任务和设计要求之一就是设计一台目前广泛应用于石油天然气双层公交客车的机械式齿轮变速器，设计的内容主要是变速器包括第一轴、第二轴和中间轴以及其上的齿轮的设计。所以在设计中首先我们确定了变速器总体方案和倒挡布置方案，之后计算各挡的传动比，初选中心距等，然后对变速器各挡齿轮进行了齿数分配、计算其分度圆，齿顶圆和齿根圆等参数，并对其齿轮刚度进行校核。最后对变速器的四根轴进行了计算，同时也对它们进行了强度和刚度校核。我们在完成上述毕设计算的任务后，使用了Catia软件，并根据上述计算的参数对各个变速器零件进行了设计。最终我们利用Catia软件的工程图纸功能，将所设计的三维模型转化为二维图纸，并导入AutoCAD软件中绘制标准工程图纸。

关键词：客车；变速器；Catia；AutoCAD；设计计算

Abstract

The role of the automobile transmission is mainly to change the speed and torque of the drive wheels transmitted by the engine driving force. It can be said to be one of the most important transmission components in the transmission system of modern automobiles. The structure and performance of the automobile transmission have an important influence on the power of the automobile and the economy of using fuel, and the operation reliability, portability, smoothness and efficiency of the operation of the gear shift in the operation of the automobile are all There are very high technical requirements.

One of the main work tasks and design requirements of this transmission is to design a mechanical gear transmission that is currently widely used in oil and gas double-decker buses. The main content of the design is that the transmission includes the first shaft, the second shaft and the middle The design of the shaft and the gears on it. Therefore, in the design, we first determined the overall transmission plan and reverse gear layout plan, then calculated the transmission ratio of each gear, the primary center distance, etc., and then assigned the number of teeth to the gears of the transmission, calculated its index circle, tooth tip Parameters such as circle and root circle, and check the stiffness of the gear. Finally, the four shafts of the transmission are calculated, and their strength and stiffness are also checked. After completing the above design task, we used Catia software and designed each transmission part according to the above calculated parameters. Finally, we use the engineering drawing function of Catia software to convert the designed 3D model into a 2D drawing, and import it into AutoCAD software to draw standard engineering drawings.

Keywords：Bus; Transmission; Catia; AutoCAD; Design and Calculation

目 录

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 本文的主要设计工作 3

第2章 总体方案设计 4

2.1 变速器设计的基本要求 4

2.2 变速器的传动方案分析与选择 4

2.3 零部件结构分析 6

2.4 本章小结 7

第3章 齿轮的计算和校核 8

3.1 各挡传动比的确定 8

3.2 中心距的确定 9

3.3 齿轮基本参数的确定 10

3.4 各挡齿轮参数的确定 11

3.5 螺旋方向的确定 19

3.6 齿轮材料的确定 20

3.7 齿轮强度的校核 21

3.8 本章小结 27

第4章 轴的计算和校核 28

4.1 轴径的确定 28

4.2 轴的修正 29

4.3 材料选择与工艺要求 29

4.4 轴的校核 30

4.5 本章小结 37

第5章 齿轮和轴的设计 38

5.1 直齿轮 38

5.2 斜齿轮 38

5.3 中间轴 39

5.4 第二轴 40

5.5 第一轴 40

5.6 倒挡轴 40

5.7 本章小结 40

第6章 其他零部件的设计 41

6.1 同步器 41

6.2 齿轮垫片 41

6.3 轴承 41

6.4 中间轴键 41

6.5 本章小结 41

第7章 变速器的装配 42

7.1 一、二轴的装配 42

7.2 变速部分的装配 42

7.3 变速器的总转配 42

7.4 本章小结 42

第8章 结论 43

参考文献 44

致 谢 46

附录 常用符号表 47

第1章 绪论

1.1概述

汽车动力传递系统的重要一个组成部分之一就是对发动机整车的综合动力性、使用燃油的经济性和其乘坐舒适性等各项性能都设置了具有相当大性能影响的变速器。为了使得发动机输出最优的动力性能， 汽车中一般都设置了用于同时调整发动机引擎转速与发动机驱动的车轮实际转速的变速器。在保证汽车正常行驶的过程中汽车变速器的转动可以在引擎和发动机驱动的车轮之间形成不一样的实际转速，为了更好地使发动机在其最优的综合动力性能状态下正常运转，可以通过更换变速器的挡位来实现性能的提高。结构更加繁复、自动化程度也更智能是汽车变速器的发展趋势，自动变速器也将会在以后汽车变速器中占主体地位。

中华人民共和国成立早期，工业落后于世界几十年，汽车工业在国内完全没有发展，生产汽车零部件的企业更是少之又少，汽车变速器的制造就更不用说了。50年代初，中国某变速器企业成功模仿了原苏联生产的嘎斯51型齿轮变速器，在当时我国成功生产并制造出了第一台汽车齿轮变速器，因为生产变速器设备的贫乏，工人用机械工具手动地敲击才制造出来变速器的齿廓。随着新中国汽车工业发展的开始，大量汽车零部件变速器生产企业也迅速发展，如雨后春笋，大批企业涌现^[1]。

1978年，一条轿车组装生产线在上海应国家要求而建立。随着我国的经济在进行改革和开放之后高速的发展，“以市场换技术”的市场经济发展思路和策略在我国重型汽车行业开始实行，我国重型汽车的生产和制造的能力由于引进国外先进的技术而迅速地得到提升，变速器制造行业当然也不例外^[2]。20世纪80年代，技术引进、合资合作的发展浪潮在我国重型汽车行业的基础上开始了出现。1983年，奥地利斯太尔公司重型卡车的制造和组装技术（主要包含配套发动机、变速器和车桥）被中国重型汽车工业联营公司的引入，陕齿和綦齿分别受任了配套发动机和变速器的制造,我国的重型汽车变速器的生产和发展被这一改革措施迅速的推进。随着20世纪八九十年代我国微型车变速器制造行业的快速繁荣发展,重庆青山、哈尔滨东安发动机公司等主要的微型车自动变速器的生产和制造企业随之迅速成长了起来。但是一直到2011年,我国的汽车变速器市场保持高速增长的态势平稳，每月已经有汽车超过一百二十万辆的产销量，平均每月汽车销量超过一百五十万辆，全年的汽车变速器销售总量已经超过一千八百五十万辆，全球的历史纪录再次被国产汽车刷新^[3]。2009年我国重型汽车的变速器制造市场的规模总共已经达到五百二十亿元，并且年均增长速度已经是每年20%。可以说到当今时代中国的汽车主要是变速器，手动式的变速器已完全的可以国内销售和生产，自动式的变速器也从最初的依赖于进口发展到逐步的实现国产。也可以准确地说当今时代中国的汽车变速器制造行业的发展和壮大主要是由于我国社会主义经济的进步和发展，也就是说，变速器制造行业也再次映射和显示出了我国社会经济的建设在新中国成立以来的新进步和巨大成就。

1.2国内外研究现状

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