【正文】 ....................................... 12 齒頂高系數(shù) ................................................. 12 各個(gè)檔位齒輪齒數(shù)的分配比 ................................... 13 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 齒輪強(qiáng)度的校核 ............................................. 21 齒輪的基本要求 ....................................... 21 各個(gè)軸的轉(zhuǎn)矩 ......................................... 21 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 ......................................... 22 齒輪的接觸應(yīng)力的計(jì)算 ................................. 24 各檔齒輪受力情況 ..................................... 26 第 5 章 變速器軸的設(shè)計(jì) .............................................. 29 變速器軸的工藝要求 ......................................... 29 變速器第一軸的結(jié)構(gòu) ................................... 29 變速器軸的計(jì)算 ....................................... 29 軸強(qiáng)度的校核 ............................................... 30 變速器軸的強(qiáng)度校核 ......................................... 33 軸承壽命的計(jì)算 ............................................. 35 第 6 章 變速器同步器及殼體的設(shè)計(jì) .................................... 37 同步器的功用及分類 ......................................... 37 慣性式同步器 ......................................... 37 同步器主要尺寸的確定 ....................................... 39 摩擦因數(shù) f ........................................... 39 同步環(huán)主要尺寸的確定 ................................. 40 鎖止角 ............................................... 41 變速器殼體 ................................................. 41 本章小結(jié) ................................................... 42 第 7 章 結(jié)論 ........................................................ 43 參考文獻(xiàn) ........................................................... 44 致謝 ............................................................... 45 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 隨著時(shí)代的進(jìn)步，汽車已經(jīng)成為我們必不可缺少的運(yùn)輸工具，在我國(guó)汽車的增速在最近幾年可以明顯觀察到。同時(shí)計(jì)算過程中注意設(shè)計(jì)零件與標(biāo)準(zhǔn)件的配合（標(biāo)準(zhǔn)件包含各種軸承、螺釘、各種鍵等）。然后根據(jù)汽車的功率、轉(zhuǎn)矩、總質(zhì)量、車速、主減速比等一系列參數(shù)，接著根據(jù)已知參數(shù)與我們所學(xué)過的汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚?、汽車運(yùn)用工程等參考書詳細(xì)計(jì)算變速器的一系列的初級(jí)參數(shù)并驗(yàn)證數(shù)據(jù)的可行性。太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 太原科技大學(xué) 課程設(shè)計(jì)說明書 題 目 變速器設(shè)計(jì) 院 系 交通與物流學(xué)院 班 級(jí) 交通運(yùn)輸 13240 班 姓 名 谷 志 朋 學(xué) 號(hào) 1 3 2 4 0 1 0 1 0 9 指導(dǎo)教師 郭 晉 明 完成日期 2021 年 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 比亞迪 f3 變速器設(shè)計(jì) 摘要 此次設(shè)計(jì)依據(jù)比亞迪 f3 然后對(duì)變速器進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先我們應(yīng)確定我們的設(shè)計(jì)為轎車使用的三軸式變速器。計(jì)算與畫圖同步進(jìn)行，這樣可以做到相互檢驗(yàn)，相互促進(jìn)。最后對(duì)相應(yīng)的零件進(jìn)行校核需要校核的零件包括齒輪、軸，另外對(duì)軸承、鍵進(jìn)行強(qiáng)度、壽命計(jì)算。自從 2021 年以后我國(guó)已經(jīng)好幾年生產(chǎn)銷售突破 2021 萬量連續(xù)蟬聯(lián)全球第一，到 2021 年我國(guó)的機(jī)動(dòng)車保有量已經(jīng)突破 億輛。國(guó)外的汽車采用自動(dòng)擋變速器的越來越多，自動(dòng)擋相對(duì)而言省油、可以消除駕駛員的換擋疲勞等優(yōu)點(diǎn)，歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家早在 2021 年時(shí)自動(dòng)擋的比例就超過 50%。 隨著汽車的技術(shù)方面也在飛速提高。雖然自動(dòng)擋變速器與無級(jí)變速器速發(fā)展前景樂觀但是機(jī)械式手動(dòng)換擋依舊不可替代。機(jī)械式手動(dòng)換的技術(shù)相當(dāng)成熟，在各個(gè)便面依舊有其不可替代的優(yōu)勢(shì)。 選擇變速器的意義 所有的內(nèi)燃機(jī)機(jī)動(dòng)車都具有變速器，而變速器在所有的機(jī)動(dòng)性和中占據(jù)著相當(dāng)重要的位置。因此我們要明白變速器的功能就是改變前面裝置傳遞過來的軸的旋轉(zhuǎn)速度與軸上的扭矩，將旋轉(zhuǎn)速度變小而將扭矩變大。（ 2）設(shè)置空檔，用以中斷發(fā)動(dòng)機(jī)差 U你來的動(dòng)力。（ 4）換擋迅省力、方便。了解它的結(jié)構(gòu)，熟悉之后展開計(jì)算等一系列工作。此次變速器設(shè)計(jì)為了使具有合理的傳動(dòng)比，這樣就可以使汽車換擋時(shí)更加合理更加順利 此次變速器的設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年來的一個(gè)成果總結(jié)，將我們四年大學(xué)所學(xué)的知識(shí)貫穿起來，運(yùn)用起來進(jìn)行一個(gè)初步的實(shí)踐。太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 手繪與電腦 CAD畫圖相結(jié)合，手繪裝配圖而 CAD 繪制零件圖，手繪與 CAD 軟件同時(shí)得到鍛煉。 設(shè)計(jì) 內(nèi)容及方法 根據(jù)已知的參數(shù)，結(jié)合大學(xué)所學(xué)的汽車設(shè)計(jì)、汽車實(shí)驗(yàn)學(xué)、專用汽車設(shè)計(jì)等所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 2）變速器主要參數(shù)的選擇 齒輪變位系數(shù)確 定 參數(shù)選擇、零件設(shè) 計(jì) 強(qiáng)度計(jì)算 軸的設(shè)計(jì) 同步器的設(shè)計(jì) 操縱機(jī)構(gòu)、箱體設(shè)計(jì) 完成工程圖紙 變速器的功用 結(jié)構(gòu)方案的確定 變速器主要參數(shù)選擇 傳動(dòng)比及齒數(shù)確 定 布置方案的確定 齒輪的損壞原因及形 式 齒輪強(qiáng)度計(jì)算與 校核 布置形式與主要參 數(shù) 剛度和強(qiáng)度校核 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 變速器主要參數(shù)的選擇：擋數(shù)、傳動(dòng)比、中心距、齒輪參數(shù)等。 （ 4）軸的基本尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算 軸的校核需要從兩個(gè)方面進(jìn)行校核一方面為軸的剛度校核一方面為軸的強(qiáng)度校核。然后根據(jù)已知的條件設(shè)計(jì)慣性式同步器。 （ 7）對(duì)變速器進(jìn)行手繪與 CAD 繪制 根據(jù)自己計(jì)算的數(shù)據(jù)手繪出裝配圖， CAD 繪制 6件零件圖。 此外它對(duì)汽車的各個(gè)方面均有很大影響如耗油方面、動(dòng)力方面、操縱便捷方面、變檔時(shí)的平順方面和傳動(dòng)效率方面有很大影響。 （ 1）首先要確定擋位數(shù)與各個(gè)檔位的合理傳動(dòng)比，讓它與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相適宜，以確保汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、與車輛的行駛穩(wěn)定性； (2）要設(shè)置倒檔，可以使汽車具有向后行駛的功能； (3） 要設(shè)置空擋，以保證需要的時(shí)候可以終止動(dòng)力傳動(dòng)。 m 最大功率轉(zhuǎn)速 Np=5800r/min 最大扭矩轉(zhuǎn)速 Np=4800r/min 表 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 (7）要保證變速器擁有較高的輸出效率； (8）要盡可能的減少噪音污染； 變速器還應(yīng)該盡量減少制造成本材料方面在滿足強(qiáng)度后盡量使用較便宜的；尺寸方面盡可能的降低變速器尺寸；質(zhì)量方面在滿足強(qiáng)度后盡量降低質(zhì)量；結(jié)構(gòu)方面要盡量簡(jiǎn)單便于修理。 倒檔形式的選擇 倒檔與前進(jìn)檔相比使用率低，而且使用倒檔時(shí)速度較低且多數(shù)在停車后再進(jìn)行倒車，因此倒檔多采用直齒滑動(dòng)齒輪。 綜上考慮我們可以得出， e 圖方案與其它方案相比更合適。 變速器軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 此變速器為三軸式的其中將將齒輪與第一軸設(shè)計(jì)成一體式，其軸的長(zhǎng)度取決于離合軸向長(zhǎng)度。因此當(dāng)前經(jīng)常選擇距型花鍵。 軸承的選用 變速器多采用滾動(dòng)軸承，包括滾針軸承、向心球軸承、圓錐滾子軸承等，使用軸承時(shí)應(yīng)該根據(jù)不同的要求使用不同的軸承。 在滑動(dòng)齒輪較寬時(shí)，這種 方法的差別就更為突出了?，F(xiàn)實(shí)中要求傳動(dòng)比最大值不超過，該限制會(huì)使換擋時(shí)在更容易的換擋區(qū)間進(jìn)行而且盡可能的使高檔之間的傳動(dòng)比小于低檔位之間的傳動(dòng)比。 (1)主減速傳動(dòng)比 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與主減速比、變速器的傳動(dòng)比、輪胎半徑可以求出車輛的行駛速度，由公式得出 : o ?a () Ua— 汽車的速度（ km/h） r — 汽車輪胎的半徑（ m） n — 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（ r/min） gi — 變速器的傳動(dòng)比 oi — 主減速器的傳動(dòng)比 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 由已知的參數(shù)知道該汽車的最高車速為 maxua =175km/h，主減速器的傳動(dòng)比為 oi =，則可以該款汽車選用的車胎型號(hào)為 195/60R15 因此可知道輪胎的滾動(dòng)半徑為 r=298mm，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 5800r/min,由 公式可知 a o5 ?g = (2)變速器最低檔的設(shè)計(jì) 一檔的傳動(dòng)比即為最低檔的傳動(dòng)比，根據(jù)上面提到的最低檔的傳動(dòng)比需要的條件可以求出一檔的傳動(dòng)比。此時(shí)的爬坡度可以根據(jù)公式可以求得一檔的傳動(dòng)比為： toeg iT rGf ? ?? m a xm a x m a x 1 s i nG c osi ）（ ?? () 已經(jīng)知道汽車重 G=11858 N，傳動(dòng)效率為 t? =，摩擦系數(shù) f=，坡度大小為 max?=176。 計(jì)算各檔的傳動(dòng)比 根據(jù)已求得的一檔傳動(dòng)比與五檔傳動(dòng)比 ,其中五檔為超速擋取為 ，根據(jù)檔位傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)公式：minmax)1(ggiinq ?? 其中 n 為總共檔位數(shù)， q 為相鄰兩個(gè)檔位之間的比數(shù)，由于齒輪的齒數(shù)都是整數(shù)所以從動(dòng)輪與主動(dòng)輪之間的比值與計(jì)算得到的略有不同，但大體而言基本一樣。由此我們初始選擇中心矩為 A=72mm。 變速器的軸向尺寸一般根據(jù)檔位數(shù)、齒輪形式、換擋機(jī)構(gòu)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)軸向尺寸一般采取 (— )A 通過計(jì)算得出軸向范圍為（ — ）初步取軸向尺寸為 285mm。 （ 1）想要最大可能的降低齒 .輪間的噪音，這就需要適當(dāng)將模數(shù)給將下來，此外要增加它的寬度； （ 2）顧及到齒 .輪的工藝可加工性，因此 5 檔的不一樣的檔位齒 .輪盡可能的選用不一樣的模 ..數(shù)； （ 3）考慮到齒輪強(qiáng)度方面，不同檔檔位的齒輪盡量選用不同的模數(shù)； （ 4）設(shè)計(jì)齒輪時(shí)我們應(yīng)該最大限度地將齒輪的質(zhì)量降下來，應(yīng)該在增加模數(shù)的同時(shí)在允許的條件下盡可能的減小齒寬； （ 5） 盡量的選用較大的 ，而不相同的檔位盡量選用不一樣的 。對(duì)于大模數(shù)的重型汽車變速器齒輪，可采用 25CrMnMo，20CrNiMo， 12Cr3A 等鋼材，這些低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理，以提高表面硬度，細(xì)化材料晶粒 [3]。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出變速器的齒輪模數(shù)經(jīng)常從以下區(qū)間選擇：微型與輕型轎車的模數(shù)區(qū)間一般取 ～ ，中級(jí)轎車的模數(shù)區(qū)間一般取 ～ ，重型貨車的模數(shù)區(qū)間一般取 ～。 轎車的齒輪模數(shù)一般取 2~，因?yàn)檫x取較小的模數(shù)相對(duì)來說增加了齒輪齒數(shù)，有利于換擋。 齒輪的壓力角的設(shè)計(jì) 較小的壓力角可以擁增加重合度，當(dāng)重合度變大時(shí)同時(shí)進(jìn)行嚙合的齒數(shù)增多運(yùn)行起來穩(wěn)定從而降低了噪音。壓力角，結(jié)合套與同步器一般選用 30176。 齒輪螺旋角的設(shè)計(jì) 不不不不不不不不不不不不不不不不不不不牛牛牛牛牛牛牛牛牛牛男男女， 性、齒輪噪音，均有較大影響，當(dāng)螺旋角小 30176。但是隨著螺旋角的增大，它的抗彎度會(huì)減小?！?25176。為了盡可能的得到較大重合度我們初次選擇螺旋角為 ? =23176。但是齒寬減小會(huì)減弱齒輪傳動(dòng)的穩(wěn)定性，齒寬的確