【正文】 車多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的布置，因?yàn)檫@種布置使汽車的動(dòng)力 傳動(dòng)系統(tǒng)緊湊、操縱性好且可使汽車質(zhì)量降低 6%~10%。在齒輪中心距（影響變速器尺寸的重要參數(shù)）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)。此時(shí)，齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。 有級(jí)變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力的齒輪副數(shù)目、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤(rùn)滑系統(tǒng)的有效性、齒輪及軸以及殼體等零件重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 的制造精度、剛度等。多于 5 個(gè)前進(jìn)擋將使操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜化，或者需要加裝具有獨(dú)立操縱機(jī)構(gòu)的副變速器，后者僅用于一定行駛工況。 通常，有級(jí)變速器具有 6 個(gè)前進(jìn)擋。 設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)根據(jù)汽車的使用條件及要求確定變速器的傳動(dòng)比范圍、擋位數(shù)及各擋的傳動(dòng)比，因?yàn)樗鼈儗?duì)汽車的動(dòng)力性與燃料經(jīng)濟(jì)性都有重要的直接影響。首先確定汽車手動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)方案，包括齒輪和軸的總布置形式、換檔操縱機(jī)構(gòu)及檔位布置形式等；其次根據(jù)所配發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)以及考慮到整車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性要求的傳動(dòng)比，設(shè)計(jì)計(jì)算出變速器主要零件的相關(guān)參數(shù)。在這種布置中，發(fā)動(dòng)機(jī)的位置通常較前置前驅(qū)車型靠后，甚至直接位于前軸之上，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)采用縱置布置，這就使得變速器要采用三軸形式，變速器距離駕駛員位置較近，從而簡(jiǎn)化了操縱機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度。而在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中，要做到這樣是很困難的，因?yàn)楦淖冊(cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)和過(guò)程將是一個(gè)復(fù)雜的工作。重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 大量使用的經(jīng)驗(yàn)公式已不具備長(zhǎng)期生存實(shí)用的必要性和可能性。 當(dāng)前對(duì)轎車設(shè)計(jì)中動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性要求日漸提高的情況下，對(duì)零部件的限制條件也越來(lái)越多，越來(lái)越復(fù)雜。如何達(dá)到此要求，如何合理地分配傳動(dòng)比，合理選擇各檔的模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角、齒輪變位系數(shù)等，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)類比、估算或試湊的方式初步確定這些參數(shù)，然后再進(jìn)行剛度與強(qiáng)度等校核，若不合適，就對(duì)其中某參數(shù)進(jìn)行修改，再進(jìn)行重復(fù)計(jì)算，直到滿意為止。 從變速器的發(fā)展現(xiàn)狀中我們可以看出，無(wú)論是自動(dòng)變速器還是手動(dòng)變速器，都存在著優(yōu)點(diǎn)和某些不足，所以對(duì)于一款新設(shè)計(jì)出的變速器進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化是必不可少的。為替代前一代變速器的鑄鐵撥叉，這種精致而堅(jiān)固的設(shè)計(jì)方案可以導(dǎo)致更少的對(duì)內(nèi)部的損害。裝配該技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動(dòng)獲得最合適的傳動(dòng)比。它能克服普通自動(dòng)變速器“突然換擋”、油門(mén)反應(yīng)慢、油耗高等缺點(diǎn)。汽車變速器的發(fā)展也并不僅限于此，無(wú)級(jí)變速器便是人們追求的“最高境界”。這種變速器在德國(guó)保時(shí)捷 911 車型上首先推出，它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動(dòng)擋束縛，讓駕駛者也能享受手動(dòng)換擋的樂(lè)趣。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。 從現(xiàn)在市場(chǎng)上不同車型所配置的變速器來(lái)看，主要分為：手動(dòng)變速器、自動(dòng)變速器、手動(dòng) /自動(dòng)變速器、無(wú)級(jí)變速器。 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 49 附錄 2 46 參考文獻(xiàn) 44 (一 ) 搖結(jié)構(gòu)的 NVH 優(yōu)化設(shè)計(jì) 33 (五 ) 變速器同步器的設(shè)計(jì) 18 14 5 5 (一 ) 變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 1 (一 ) 選題的背景及意義 II 一、緒論 關(guān)鍵詞 ： 手動(dòng)變速器 傳動(dòng)效率 NVH性能 輕量化 II Abstract As an important part of automobile transmission, gearbox not only has a direct impact on the vehicle’s power and economy, also affects the operation reliability andease, transmission stability and efficiency． Although the traditional mechanical manual transmission has many disadvantages， such as large shift shock, huge volumeand plicated control， it is still widely used in modem cars for its advantages ofhigh transmission efficiency, mature production technique and more importantly lowcost． This thesis firmly confirms the design plan of manual gearbox of micro car, basing on the prehension and study on gearbox development process as well asrelevant theories． The design plan includes the layout of gear and shaft, layout of gearshifting operation mechanism， etc． Secondly based on the essential parameter offurnished engine and the required transmission ratio of the vehicle’s powerperformance， the related parameters on main ponents of gearbox are worked out． Via analysis to design parameters， finds out the factors which take effects on theperformance of manual gearbox． This thesis pletes gear, shaft and bearing main parts and synchronizer synchronous process analysis. Considering all the factors bined with the structure of the performance target and transmission is optimized .In improve the transmission efficiency, the shifting fort ability, the overall performance of NVH, lightweight, etc, Key word: manual transmission transmission efficiency NVH performance lightweight III 目 錄 摘 要 雖然傳統(tǒng)機(jī)械式的手動(dòng)變速器具有換檔沖擊大，體積大，操縱麻煩等諸多缺點(diǎn)，但仍以其傳動(dòng)效率高、生產(chǎn)制造工藝成熟以及成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車上。 本文在深入了解和學(xué)習(xí)變速器開(kāi)發(fā)流程和相關(guān)設(shè)計(jì)理論知識(shí)的前提下，首先確定該微型汽車手動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)方案，包括齒輪和軸的總布置形式、換檔操縱機(jī)構(gòu)及檔位布置形式等；其次根據(jù)所配發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)以及考慮到整車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性要求下的傳動(dòng)比，設(shè)計(jì)計(jì)算出變速器主要零件的相關(guān)參數(shù)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的分 析，找到影響手動(dòng)變速器性能的因素，完成齒輪、軸和軸承等主要零件以及同步器同步過(guò)程的分析。 10 (二 ) 變速器主要零件結(jié)構(gòu)方案的分析 12 三、變速器主要參數(shù)的選擇 15 16 16 四、主 要零件的選擇 18 (一 ) 各檔傳動(dòng)比機(jī)器齒輪齒數(shù)的確定 20 (二 ) 變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料的選擇 21 22 (三 ) 變速器軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核 26 40 42 五、提高整機(jī)的 NVH 性能設(shè)計(jì) 46 致 謝 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 一、 緒論 (一 )選題的背景及意義 汽車在不同使用場(chǎng)合有不同的要求，采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車，其在實(shí)際工況下所要求的性能與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾。 （ 1） 手動(dòng)變速器 手動(dòng)機(jī)械式變速器采用齒輪組，每擋的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各擋的變速比是定值，即所謂有級(jí)變速器。雖說(shuō)自動(dòng)變速汽車沒(méi)有離合器，但自動(dòng)變速器中有很多離合器，這些離合器能隨車速變化而自動(dòng)分離或合閉，從而達(dá)到自動(dòng)變速的目的。此型車在其擋位上設(shè)有“ +”、“ ”選擇擋位。無(wú)級(jí)變速器最早由荷蘭人范通常有些人將自動(dòng)變速器稱為無(wú)級(jí)變速器，這是錯(cuò)誤的。 (二 )國(guó)內(nèi)外研究狀況 手動(dòng)變速器的許多最近的發(fā)展集中在為降低成本和體積的新制造方 法上。齒輪盤(pán)片的激光和摩擦焊接同時(shí)保證了所需機(jī)器設(shè)計(jì)空間的降低，這是一種由雷諾公司在 5檔副軸圓型變速器設(shè)計(jì)中發(fā)明的技術(shù)，命名為 EMI，曾在 2022年展出并因?yàn)橹貞c航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 它的簡(jiǎn)單和輕便僅 22公斤卻能提供 140N傳統(tǒng)的汽車變速器設(shè)計(jì)是采用許多經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算和測(cè)繪同類型變速器來(lái)初步確定其參數(shù)，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的變速器盲目性比較大，常過(guò)于保守。這種設(shè)計(jì)方法在一定程度上伴隨著主觀性，而通過(guò)變速器專業(yè)軟件的優(yōu)化功能，可適當(dāng)?shù)南@種盲目性和主觀性 [8]。傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)公式已經(jīng)無(wú)法滿足新型變速器設(shè)計(jì)的要求。 綜上所述，不僅從變速 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)是及其必要的。 采用前置后驅(qū)形式的轎車一直被認(rèn)為是極具駕駛樂(lè)趣的車型。而前置后驅(qū)的布置，使得寶馬汽車的前后軸荷可以達(dá)到完美的 50:50。完成齒輪、軸和軸承等主要零件以及同步器同步過(guò)程的分析。 傳動(dòng)比范圍是變速器低擋傳動(dòng)比與高擋傳動(dòng)比的比值。 變速器擋位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 利用效率、汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性及平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。 某些轎車的變速器，采用僅在好路和空載行駛時(shí)才使用的超速擋。 三軸式和兩軸式變速器得到的最廣泛的應(yīng)用。因此，直接擋的傳遞效率高，磨損及噪音 也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：除直接擋外其他各擋的傳動(dòng)效率有所下降。兩軸式變速器則方便于這種布置且傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。另外，低擋傳動(dòng)比取值的上限（ igⅠ =~）也受到較大限制，但這一缺點(diǎn)可通過(guò)減小各擋傳動(dòng)比同時(shí)增大主減速比來(lái)取消。但是在本設(shè)計(jì)中，由于倒擋齒輪采用的是常嚙式，因此也采用斜齒輪。使用直接擋，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可 達(dá) 90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少因?yàn)橹苯訐醯睦寐矢哂谄渌鼡跷唬蚨岣吡俗兯倨鞯氖褂脡勖?；在其它前進(jìn)擋位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一擋仍然有較大的傳動(dòng)比；擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，擋位低的齒輪（一擋）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一擋以外的其他擋位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采用同步器或嚙合套換擋，還有各擋同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第 二軸上。 圖 24a 所示方案，除一，倒擋用直齒滑動(dòng)齒輪換擋外，其余各擋為常嚙合齒輪傳動(dòng) 。同一變速器中，有的擋位用同步器換擋，有的擋位用嚙合套換擋，那么一定是擋位高的用同步器換擋，擋位低的用嚙合套換擋。 變速器用圖 24c 所示 的多支承結(jié)構(gòu)方案，能提高軸的剛度。圖 26b 所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長(zhǎng)度。圖 26e 所示方案是將中間軸上的一，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)。 本設(shè)計(jì)采用圖 26f 所示的傳動(dòng)方案 圖 26 變速器倒擋傳動(dòng)方案