1.1研究背景

驱动桥主减速器是传动系统中重要的部件，可以改变转速与转矩，使车辆能够适应复杂的使用工况。中国汽车工程学会（SAE-China）主办的全国大学生巴哈大赛已经成功举办了4届，该项赛事每年都会吸引近百支高校车队参赛。赛车发动机由赛事组织方统一提供，其他部件均由学生自主设计与制造。赛车的动力由发动机输出轴传递到CVT后，经主减速器减速增矩后传递到半轴，再传递到两侧轮胎。但传动系统中的重要部件主减速器因参数复杂，制造困难，因此大部分车队选择直接购买具有固定减速比的成品使用，无法与其他车队赛车形成差异化设计。因此，越来越多的车队开始选择自主设计主减速器，甚至将单速主减速器升级成为两档变速器，使赛车获得更宽泛的传动比范围，提高赛车的性能。

1.2研究意义

目前在大学生巴哈赛车领域中，主减速器设计的主流是固定减速比的二级圆柱齿轮减速器，减速比范围处于11-13之间，可以较好地适应比赛中的障碍赛道与弯道需要频繁加速的复杂工况，但在高速直线赛道时，较大的减速比限制了赛车的最大速度（一般在60kph）,使成绩受到影响。若设计一款速比可以进行改变的减速器，即设计两个速比，将主减速器升级为两档变速器，作为副变速器配合CVT工作，可以适当传动比范围。在弯道及障碍赛道选用较大的减速比，可以提供更大的扭矩以获得更好的加速能力；而在高速赛道时，选用较小减速比，可以提高车辆的最大速度。

在2018年的中国汽车工程学会巴哈大赛中，已有一支高校车队的赛车装配了两档变速器，在比赛中取得了较好的成绩，但也同时了解到因初次设计，整个变速器质量较大，换挡机构不够灵敏便捷，仍有很大的改良空间，本文将着重对巴哈赛车专用的两档变速器设计这一课题进行讨论研究，对其进行结构设计与优化，并建立三维模型，以使其能更快地投入到该项赛事当中。

1.3国内外的研究现状

目前对于两档变速器的研究与设计主要是针对乘用车、尤其是电动汽车，而对于巴哈赛车专用两档变速器这一小众领域的研究比较缺乏，目前主流的形式仍为固定传动比的二级圆柱齿轮减速器，而其他形式鲜有见到。而在乘用车领域，两档变速器也已经得到了广泛的应用，其优点在于可以扩大汽车传动系统的传动比范围，可以使汽车适应更加复杂的道路情况，有效降低油耗和提高驾驶舒适性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

本文在阅读大量相关文献的基础上，首先对目前国内外巴哈赛车领域的两档变速器设计研究的现状进行综述，随后对两档变速器工作原理及结构进行分析研究，对其结构与设计计算方法进行掌握，进行相应的计算与设计工作，建立相应的三位模型并完成运行模拟，绘制图纸并校核，最后完成设计说明书。

研究内容总体安排如下：