湖南大學畢業(yè)設計論文 第 I頁中型貨車變速器設計（三軸式）摘 要三軸式變速器由于具有體積小、原理簡單、工作可靠、操縱方便等優(yōu)點，故在大多數(shù)汽車中廣泛應用本次設計的目的主要是基于對機械原理、機械設計、AutoCAD等知識的熟練運用和掌握，同時運用汽車構造、汽車設計、材料力學、互換性測量等學科知識，對三軸式變速器的各部件進行設計首先，本文將概述汽車變速器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，介紹變速器領域的最新發(fā)展狀況其次，本文將對不同的變速器傳動方案進行比較，選擇合理的結構方案進行設計再次，本文重點對變速器的兩種重要部件—軸和齒輪進行受力分析,強度、剛度的校核計算，以及為這些元件選擇合適的工程材料及熱處理方法最后，本文將對變速器換檔過程中的重要部件—同步器以及操縱機構進行闡述，講述同步器的類型、工作原理、設計方法以及重要參數(shù)在附錄中，本文還將給出進行計算的必要公式、表格及圖形，供參考之用關鍵詞：變速器，同步器，軸，齒輪Design Three-shaft Transmission for Medium-duty Truck Author: Li BijunTutor: Lei ZhengbaoAbstractThree-shaft transmission is widely used most vehicle for its particular advantages ,such as small dimension ,simply theory ,good stability, conveniently operation .The purpose of my paper is based on the skillful of using mechanic theory ,mechanic design, AutoCAD. Meanwhile, my paper is incorporated structure of vehicle, design of vehicle, mechanic of materials, and survey of interchangeability. I will design the parts of three-shaft transmission.At first, I will give a summary of the current situation and the tendency of development of the vehicle transmission, and introduce the latest development state in the field of the transmission.The second, I will compare the transmitting scheme of different transmission, and choose a better structure scheme.Next, I will do some mechanic analyses, strength, stiffness check of the shafts and gears, which are the important parts of the transmission, and choose appropriate materials and heat treatment.At last, I will introduce the operation mechanism and the synchronizer, which plays an important role in changing gear. I will give an account of the type, operation, design procedure and major parameter of the synchronizer.At the supplement, I will write some thing like formula, tableau graph and so on. It may be helpful for the future design.Key words: Transmission, Synchronizer, Shaft, Gear目 錄1 緒論…………………………………………………………11.1變速器的設計意義及背景…………………………………………………11.2變速器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢…………………………………………………2 1.3變速器的設計方法和研究內容……………………………………………52 變速器結構方案的設計……………………………………62.1兩軸式和三軸式變速器……………………………………………………62.2齒輪安排……………………………………………………………………72.3換檔結構方式………………………………………………………………82.4倒檔的結構方案及倒檔軸的位置………………………………………...83 變速器軸的設計………………………………………….103.1軸的設計…………………………………………………………………..103.2軸的受力分析與校核計算……………………………………………….134 變速器齒輪的設計……………………………………….214.1齒輪傳動的失效形式…………………………………………………….214.2 變速器齒輪設計步驟……………………………………………………224.3各檔齒輪齒數(shù)的分配……………………………………………………..264.4 齒輪的材料及其選擇原則………………………………………………314.5圓柱齒輪強度的簡化計算方法………………………………………….335 同步器設計……………………………………………….395.1慣性式同步器…………………………………………………………….395.2同步器工作原理………………………………………………………….425.3同步器的主要參數(shù)的確定……………………………………………….426 變速器操縱機構………………………………………….466.1操縱機構的功用………………………………………………………….466.2 換檔位置圖………………………………………………………………466.3變速桿的布置…………………………………………………………….466.4鎖止裝置………………………………………………………………….47結論………………………………………………………….51致謝………………………………………………………….52參考文獻…………………………………………………….53附錄………………………………………………………….541 緒論1.1變速器的設計背景及目的現(xiàn)代汽車的動力設置，幾乎都采用往復活塞式內燃機。

它具有體積小，質量輕，工作可靠，使用方便等優(yōu)點但其性能與汽車的動力性和經濟性之間存在著較大的矛盾 大家知道，汽車需要克服作用在它上面的阻力，才能起步和正常的行駛即使在平坦的柏油路上，汽車以低速等速直線行駛，也需要克服約占汽車總質量1.5%的滾動阻力 例如，NJ130汽車，滿載時總質量為5360kg，其滾動阻力為800N左右若需要滿載汽車在坡度為9%的道路上等速上坡行駛，僅上坡阻力就達4824N如果用發(fā)動機直接帶動汽車驅動輪，則發(fā)動機需要發(fā)出2050N·m.的扭矩而NJ130汽車發(fā)動機的最大扭矩只有205N·m，此時，所產生的最大牽引力為482N，和上坡阻力相差10倍之多顯然，如此小的牽引力，不僅不能上坡行駛，即使在平坦的道路上也不能行駛 另一方面，NJ130汽車發(fā)動機，最大功率為51.5kW，此時曲軸的轉速為2800r/min如發(fā)動機和車輪直接相連，則對應于該轉速所換算的汽車速度，竟達到458km/h.顯然，這樣高的車速是不能實現(xiàn)的 上述發(fā)動機的扭矩、轉速與汽車的牽引力、車速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車的內燃機本身是無法解決的為此，在汽車傳動系中設置了變速器和主減速器既可使驅動車輪的扭矩增大為發(fā)動機扭矩的若干倍，同時又可使其轉速減小到發(fā)動機轉速的若干分之一。

此外，汽車的使用條件頗為復雜，變化很大如汽車的載貨量、道路坡度、路面好壞以及交通情況等這就要求汽車的牽引力和車速具有較大的變化范圍，以及適應使用的需要當汽車在平坦的道路上，以高速行駛時，可掛入變速器的高速檔；而在不平的路上或爬較大的坡道時，則應掛入變速器的低速檔根據(jù)汽車的使用條件，選擇合適的變速器檔位，不僅是汽車動力性的要求，而且也是汽車燃料經濟性的要求例如，汽車在同樣的載貨量、道路、車速等條件下行時，往往可掛入較高的變速器檔位，也可掛入較低的檔位工作此時只是發(fā)動機的節(jié)氣門開度和轉速或大或小而已，可是發(fā)動機在不同的工況下，燃料的消耗量是不一樣的一般變速器具有四個或更多的檔位，駕駛員可根據(jù)情況選擇合適的檔位，使發(fā)動機燃料消耗量減小 汽車在某些情況下，如進出停車場或車庫，或在較窄的路上掉頭等需要倒向行駛然而，汽車發(fā)動機不能倒轉工作，因此在變速器設立倒檔此外，變速器還設有空檔，可中斷動力傳遞，以滿足汽車暫時停止行駛和對發(fā)動機檢查調整的需要 對變速器的要求除一般便于制造、使用、維修以及質量輕、尺寸緊湊外，主要還有以下幾點：1）保證汽車有必要的動力性和經濟性 2）設置空擋，用來切斷發(fā)動機動力向驅動輪的傳輸。

3）設置倒檔，使汽車能倒退行駛 4）設置動力輸出裝置，需要時能進行功率輸出5）換擋迅速，省力，方便 6）工作可靠汽車行駛過程中，變速器不得有跳擋，亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生 7）變速器應當有高的工作效率 8）變速器的工作噪聲低1.2國內外研究狀況及成果現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對汽車的要求不斷的變化，機械式變速器不能滿足人們的需要從40年代初，美國成功研制出兩擋的液力-機械變速器以來，自動變速器技術得到了迅速發(fā)展80年代，美國已將液力自動變速器作為轎車的標準裝備1983年時，美國通用汽車公司的自動變速器裝車率已經達到了94%近些年來，由于電子技術和電子計算機技術的發(fā)展，自動變速器技術已經達到了相當高的水平自動變速器與機械式變速器相比，具有許多不可比擬的優(yōu)勢：提高發(fā)動機和傳動系的使用壽命；提高汽車的通過性；具有良好的自適應性；操縱更加方便目前，國內變速器廠商都朝無級變速器和自動變速器方向發(fā)展，國內現(xiàn)已有好幾款轎車已經應用上無級變速器，而重型汽車則采用多中間軸的形式，將低速檔和高速檔區(qū)分開汽車行駛的速度是不斷變化的，這就要求汽車的變速器的變速比要盡量多，這就是無級變速(Continuously Variable Transmission簡稱"CVT") 。

盡管傳統(tǒng)的齒輪變速箱并不理想，但其以結構簡單、效率高、功率大三大顯著優(yōu)點依然占領著汽車變速箱的主流地位 在跨越了三個世紀的一百多年后的今天，汽車還沒有使用上滿意的無級變速箱這是汽車的無奈和缺憾但是,人們始終沒有放棄尋找實現(xiàn)理想汽車變速器的努力,各大汽車廠商對無級變速器(CVT)表現(xiàn)了極大的熱情，極度重視CVT在汽車領域的實用化進程這是世界范圍尚未根本解決的難題，也是汽車變速器的研究的終極目標 圍繞汽車變速箱四個研究方向，各國汽車變速器專家展開了激烈的角逐。