【正文】 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要變速器是汽車的主要組成部分,其功能是改變傳動(dòng)比、改變驅(qū)動(dòng)輪的扭矩和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。變速器能在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車倒退行駛，而且利用擋位可以中斷動(dòng)力的傳遞。所以變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性直接影響到汽車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)要求達(dá)到換擋迅速、省力、方便、有較高的工作效率、工作噪聲低。因此變速器在汽車中得到廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)的是東風(fēng)EQ1090載貨型汽車變速器。它的布置方案采用三軸式5+1擋和鎖銷式同步器換擋，并對(duì)倒擋齒輪和撥叉進(jìn)行合理布置，其中一軸和第二軸的軸線在同一直線上。這種布置形式縮短了變速器軸向尺寸，在保證擋數(shù)不變的情況下，減少齒輪數(shù)目，從而使變速器結(jié)構(gòu)更加緊湊。首先利用已知參數(shù)確定各擋傳動(dòng)比，然后確定齒輪的模數(shù)、壓力角、齒寬等參數(shù)。由中心矩確定箱體的長(zhǎng)度、高度和中間軸及二軸的軸徑，然后對(duì)中間軸和各擋齒輪進(jìn)行校核，并利用MATLAB軟件對(duì)中間軸的校核進(jìn)行編程，驗(yàn)證各部件選取的可靠性。最后繪制裝配圖及零件圖。設(shè)計(jì)結(jié)論表明，變速器齒輪及各軸尺寸確定，各軸強(qiáng)度的校核滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理。關(guān)鍵詞：貨車； 變速器；設(shè)計(jì)；同步器Abstract.Gearbox is the key part of the automobile. It is used to change the transmission ratio, torque and running direction of the driving wheel. It can change the vehicle speed and tyre torque in a big scope, cut off the power transfer from the engine, and also provides a reverse traveling direction for the vehicle. Therefore, the reasonability of the structure design of a transmission gearbox directly affects the vehicle39。s dynamic performance. It is usually required shifting gears rapidly and conveniently, saving force, and having a higher working efficiency and low working noises.This thesis designed a manual transmission gearbox of theEQ1090ruck. A scheme of structure with three shafts, 5+1shifts and synchronizer adopted here, Combine to pour to block wheel gear and stir fork to carry on a reasonable decoration .where the first and second shafts were arranged in line. This kind of structure reduces the gearbox dimension in the axis direction, In assurance block to count under the constant circumstance, decrease wheel gear number. therefore makes the designed transmission gearbox more pact.Using the given basic parameters, it was firstly determined the transmission ratio of each shift, the shaft center distances, the gear modulus, the gear pressing angles and widths, and so on. And then the general dimension of the gearbox, including its length, width and height. The stresses of the intermediate shaft and the gears were validated by using both the calculator and a selfmade MATLAB program. Finally,some engineering drawings were carried out.The calculated results show: the determined dimensions and stresses of the designed gears and shafts satisfied the design requirements。 the adopted structure is reasonable.Key words: automobile；gearbox；design；synchronizer目 錄第1章 緒 論 1 1 1第2章 變速器設(shè)計(jì)方案及論證 3 3 3第3章 變速器設(shè)計(jì)方案論證 5 5 5 6第4章 變速器各檔齒輪的校核 14 14 14 15 15 16 二軸一擋直齒輪Z校核 16 二軸倒擋直齒輪Z校核 17 二軸二擋斜齒輪Z校核 17 二軸三擋斜齒輪Z校核 18第五章 變速器第二軸的校核 19 19 19 20 22第6章 同步器的設(shè)計(jì) 24 24 24 25 25 25第7章 變速器操縱機(jī)構(gòu) 27 27 27 2互鎖、倒擋鎖裝置 28 28 29 29結(jié) 論 .30參考文獻(xiàn) 31致 謝 32附錄一 程序編程 331齒輪校核程序 332軸的校核程序 34附錄二 專業(yè)外文及翻譯 37VII第1章 緒 論變速器是安裝在汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪之間的速力變化裝置. 它是用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系,以盡量滿足各種特定駕駛條件. 目前，汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為解決這一矛盾，在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了變速器。無(wú)論從變速箱本身的特點(diǎn)，還是設(shè)計(jì)手段與方法的整個(gè)趨勢(shì)來(lái)看，將先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法引入變速箱的設(shè)計(jì)使極其必要的。其優(yōu)點(diǎn)不僅僅在于得到一個(gè)能使性能達(dá)到較高水平的設(shè)計(jì)方案，而且由于知識(shí)工程和專家系統(tǒng)的引入，使得其更具有可擴(kuò)展性。變速器經(jīng)歷了用變速桿改變鏈條的傳動(dòng)比→手動(dòng)變速器→有級(jí)自動(dòng)變速器→無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器的發(fā)展歷程。變速器的作用:①改變汽車的傳動(dòng)比,擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的范圍,使發(fā)動(dòng)機(jī)在理想的工況下工作。②在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩方向不變的前提下,實(shí)現(xiàn)汽車的倒退行駛。③實(shí)現(xiàn)空擋,中斷發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給車輪的動(dòng)力,使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速。手動(dòng)變速器主要采用齒輪傳動(dòng)的降速原理,變速器內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副,汽車行駛時(shí)的換擋就是通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)使變速器內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時(shí),讓傳動(dòng)比大的齒輪副工作。而在高速時(shí),讓傳動(dòng)比小的齒輪副工作。由于每擋齒輪組的齒數(shù)是固定的,所以各擋的變速比是定值。常見的手動(dòng)變速器由鑄鐵或鋁制變速器殼體、軸、軸承、齒輪、同步器和換擋機(jī)構(gòu)組成。除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、維修方便等要求。滿足汽車必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器的擋數(shù)、傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比有關(guān)。汽車工作的道路條件越復(fù)雜、功率比越小，變速器的傳動(dòng)比范圍越大。在原變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，在附加一個(gè)副箱體，這就在結(jié)構(gòu)變化不大的基礎(chǔ)上，達(dá)到增加變速器擋數(shù)的目的。近年來(lái)，變速器操縱機(jī)構(gòu)有向自動(dòng)操縱方向發(fā)展的趨勢(shì)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由有級(jí)變速向無(wú)級(jí)變速方向發(fā)展。能變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作；發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速不變的條件下，變速器能汽車倒擋行駛；利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，能使汽車啟動(dòng)行駛，怠速，提高速度等。第2章 變速器設(shè)計(jì)方案及論證保證汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。（1） 設(shè)置空擋，用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的輸出。（2） 設(shè)置倒擋，使汽車能倒退行使。（3） 設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出。（4） 換擋迅速、省力、方便。（5） 工作可靠。汽車行使過(guò)程中，變速器不得有跳擋、亂擋及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。 （6） 變速器應(yīng)有高的工作效率。（7） 變速器工作噪聲低。除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、維修方便等要求。滿足汽車必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器的擋數(shù)、傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比有關(guān)。汽車工作的道路條件越復(fù)雜、功率比越小，變速器的傳動(dòng)比范圍越大。為滿足以上使用性能要求，本變速器采用有級(jí)式變速器。變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)構(gòu)成。變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括換擋齒輪、傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸。實(shí)現(xiàn)操作需要避免、避免沖擊布置的同步器，操縱機(jī)構(gòu)還要求有自鎖和互鎖裝置。轎車多采用兩軸式變速器，貨車多采用三軸式變速器。同步器設(shè)計(jì)采用鎖銷式同步器。變速器設(shè)計(jì)方案要求從使用性能、制造條件和重量、價(jià)格性價(jià)比等多方面考慮，要求滿足制造、使用、維修等條件。所以應(yīng)從齒輪的形式，軸的形式及布置的合理性等多方面分析，得到最佳方案。（1）固定軸式應(yīng)用廣泛，主要有兩軸式和三軸式變速器。 三軸式變速器的結(jié)構(gòu)：是由第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各擋齒輪分別與中間的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、二軸同心。將第一、二擋直接連接起來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩稱為直接擋。因此，直接擋的傳遞效率高，磨損及噪聲也最小，這是三軸式變速器的優(yōu)點(diǎn)。其他前進(jìn)擋需要依次經(jīng)過(guò)兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，在齒輪中心距較小的情況下仍然可以獲得大的一擋傳動(dòng)比，這是三軸式變速器的另一優(yōu)點(diǎn)。但也有缺點(diǎn)，除直接擋外其他各擋的傳動(dòng)效率有所降低。綜上所述貨車應(yīng)選用三軸式變速器。（2）齒輪形式：變速器用斜齒輪和直齒圓柱齒輪。斜齒圓柱齒輪雖然制造時(shí)復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力，但因使用壽命長(zhǎng)，噪聲小而仍得到廣泛使用。直齒圓柱齒輪用于一擋和倒擋。（3）換擋形式：有直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。使用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換擋，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過(guò)早損壞，并伴隨著噪聲。因此，除一擋、倒擋外已很少使用。使用嚙合套換擋，因承受換擋沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，嚙合套不會(huì)過(guò)早被損壞，但不能消除換擋沖擊。同步器分為常壓式、慣性式、和慣性增力式，多采用慣性式變速器，它也是一種鎖環(huán)式同步器，使用同步器能保證換擋迅速、無(wú)沖擊、無(wú)噪聲，得到廣泛應(yīng)用。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大，多用于轎車和輕型貨車。所以輕型貨車的二、三、四擋應(yīng)采用同步器換擋，而一擋、倒擋應(yīng)用直齒滑動(dòng)齒輪換擋。（4）變速器軸承常采用滾珠軸承、滾針軸承、滾柱軸承等。目前均采用圓錐滾柱軸承，優(yōu)點(diǎn)有：直徑較小，寬度大，因而容量大，可承受高負(fù)荷，能確?？煽啃?，使用壽命長(zhǎng)。滾錐軸承的接觸線長(zhǎng)，如果錐角和配合選擇合適，可提高軸和齒輪的剛度，減少自動(dòng)脫擋。由于上述特點(diǎn)，滾錐軸承在貨車變速器得到廣泛應(yīng)用。（5）變速器的操縱機(jī)構(gòu)裝在變速箱內(nèi)，由變速叉軸、變速叉、倒塊、自鎖彈簧、自鎖鋼球、互鎖鋼球、互鎖圓柱銷組成。為了防止汽車行駛時(shí)誤掛倒擋，在導(dǎo)快上裝有帶彈簧的安全止柱。 終上所述，本次設(shè)計(jì)采用中間軸式5+1擋變速器，并采用采用鎖銷式同步器換擋.第3章 變速器設(shè)計(jì)方案論證設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)傳動(dòng)比i1= i2= i3= i4= i5 =1——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=，取K=中心距的初步確定初選中心矩可用下式計(jì)算式中：——中心距系數(shù)， 取——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， ——變速器一擋傳動(dòng)比，——變速器傳動(dòng)效率，求得變速器的軸必須有足夠的剛度和強(qiáng)度。工作時(shí)它們除了傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受來(lái)自齒輪作用的徑向力，結(jié)果是斜齒輪也產(chǎn)生軸向力，在這些力的作用下，軸的剛度如果不足就會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，對(duì)齒輪的強(qiáng)度和耐磨性均有不利影響，還會(huì)增加噪聲。 軸的最大直徑d個(gè)支承間距離L的比值，對(duì)中間軸