变速箱毕业设计

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1.6 本设计的主要任务

现代汽车广泛采用往复活塞式类燃机作为动力装置，它具有体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等优点。但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。发动机的扭矩，转速与汽车的牵引力，车速要求之间的矛盾，靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。为此，在汽车传动系中设置了变速器和主减速器。既可以使驱动车轮的扭矩增大为发动机的若干倍，同时又可以使其转速减小到发动机转速的若干分之一。

此外，汽车的使用条件颇为复杂，如汽车的载货量，道路坡度，路面好坏以及交通情况等。这就要求汽车的牵引力和车速具有较大的变化范围，以适应使用的需要。当汽车在平坦的道路上，以高速行驶时，挂入变速器高档；而在不平的路上或爬较大的坡道时，则应挂入变速器的低速档。根据汽车的使用条件，选择合适的变速器档位，不仅是汽车动力性的要求，而且也是汽车燃油经济性的要求。

汽车在某些情况下，需要倒向行驶。然而，汽车发动机不能倒转工作，因此在变速器内设有倒档。此外，变速器还设有空挡，可中断动力传递，以满足汽车暂时停驶和对发动机检查调整的需要。对变速器的要求，除一般便于制造，使用和维护以及质量轻，尺寸紧凑外，主要还有一下几点:

1.应保证汽车具有高的动力性和经济性指标

在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。

2.工作可靠，操纵轻便

汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。

3.重量轻、体积小影响

这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。

4.传动效率高

为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。

5.噪声小

采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。

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第二章 变速器的概述及其方案的确定

2.1 变速器的功用和要求

变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒挡和空挡。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。

对变速器的基本设计要求：

1、保证汽车有必要的动力性和经济性。 2、设置空挡，用来切断发动机的动力传输。 3、设置倒挡，使汽车能倒退行驶。 4、设置动力输出装置。 5、换挡迅速、省力、方便。

6、工作可靠。变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。 7、变速器应有高的工作效率。 8、变速器的工作噪声低。

除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求[1]。

2.2 变速器零件结构方案的分析

变速箱的设计方案必须满足使用性能，制造条件，维修方便及三化等要求。在确定变速器结构方案时，应从齿轮型式，换挡结构型式，轴的型式及其布置，轴承型式，润滑和密封以及倒档布置等方面综合考虑，全面评价，一期得到合理的最佳方案。 2.2.1齿轮型式

由于一档跟倒档一般使用的时间都很少，速度又低，故采用直齿轮传动。而其他档由于相对来说速度较高，为了保证传动平稳降低噪声，采用斜齿圆柱齿轮传动。 2.2.2换挡结构型式

一档跟倒档采用直齿滑动齿轮，其他档位采用同步器。前者由于啮合性能较差，重合系数小，强度低，噪声大等原因，仅在变速器中不常用的低档和倒档以及行星齿轮变速器中使用。目前变速箱中基本上采用斜齿圆柱齿轮转动。本设计中除一档和倒档用直齿滑动

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齿轮换档外，其余各档都采用斜齿圆柱齿轮传动。

采用同步器可保证齿轮在换档时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换档时间，从而提高汽车的加速性，经济型和行驶安全，此外，该种型式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。目前，同步器广泛应用于各式变速器中。 2.2.3轴承型式

长期以来，在变速器轴的支承中广泛采用滚珠轴承，滚针轴承和滚柱轴承。随着汽车工业的发展，变速器的设计趋势是增大其传递功率与重量之比要求它有更大的容量和更好的性能。近来，人们发现上述轴承型式已不能满足现代设计趋势对变速器可靠性和寿命提出的要求，而使用圆锥滚柱轴承的日益增多。采用圆锥滚子轴承的变速器增多（本设计采用滚锥子轴承），这是因为圆锥滚子轴承有如下优点：

1直径较小，宽度较大，可承受较高负荷； 2 结构上保证滚子能正确对中，使用寿命长；

3 圆锥滚子轴承的接触线长，如果锥角和配合选择合适，可提高轴的刚度，使齿轮能正常啮合，降低噪声，减少自动脱挡的可能性；

4在采用圆锥滚子轴承的情况下，为方便拆装和调整轴承，一般将变速器壳体设计成沿纵向平面分开或沿中心线所在平面水平分开。 2.2.4润滑和密封

润滑分为压力式和飞溅式。压力式润滑由专用油泵通过油道将一定压力的润滑油输送到需要润滑的部位。本设计采用飞溅式润滑，这时，应在结构上采取措施保证润滑油合理的循环。当第二轴前轴承采用滚锥轴承时。在常啮小齿轮上钻有3~4个径向油孔，这样，润滑油被常啮大齿轮从油底壳中带上来，继而被吸进这些油孔，为保证润滑油循环，径向油孔应很短，常啮大齿轮轮齿的两侧应用挡板或相邻的零件遮挡起来，常啮小齿轮的的端面应贴近同步器毂的端面以形成吸力。

为保证密封，在轴承盖内装有油封或开设回油槽，壳体与盖的密封可用纸垫或密封胶，最近有的还采用橡胶密封条。为防止油温过高，气压过大，造成渗油现象，一般在顶盖上装有通气塞。

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2.3变速器结构方案的确定

2.3.1变速箱的传动路线图

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图2.1 变速箱的传动路线

其四，五档采用锁环式同步器。二，三挡采用锁销式同步器，锁销式同步器的承载能力较锁环式，倒档和一档传递转矩较大，使用移动齿轮换档。这种变速箱的输入轴，输出轴在一条直线上，其五档时的动力是从输入轴直接传到输出轴的；由于它的输入轴，中间轴，输出轴在同一平面上，所以被称为平面三轴式变速箱。

这个变速箱的换挡元件可以布置在变速箱上部的轴上，控制机构简单；三根轴在箱体上的安装孔只有两对，箱体制造简单；由于多数档位从输入到输出只有两对齿轮传动，直接挡是不经过齿轮传动的，所以传动效率高。其主要缺点是：输出轴支撑轴在输入轴的内齿轮内部，刚度较差。位于输入轴内部的轴承工作条件较差，而且这种结构难以获得多个倒档。

2.3.2倒挡传动方案

图2.2为常见的倒挡布置方案。本设计采用图2.2f所示的传动方案。因为图2.1f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便。

图2.2b所示方案的优点是换倒挡时利用了中间轴上的一挡齿轮，因而缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难。图2.21c所示方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图2.2d所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图2.2c所示方案。图2.2e所示方案是将中间轴上的一，倒挡齿轮做成一体，将

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