摘要汽车传动系是汽车的核心组成部分。
其任务是调节变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求。
变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。
变速器的设计水平对汽车的动力性、燃料经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。
随着汽车工业的发展,中型货车变速器的设计趋势为增大变速器传递功率与重量之比,并要求变速器具有较小的尺寸和良好性能。
本文阐述了发动机的选择、变速器方案的确定、变速器设计、变速器同步器设计、变速器箱体设计。
在给定中型货车发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下,着重对变速器齿轮的结构参数、轴的结构尺寸等进行设计计算。
关键词：变速器；齿轮；同步器；设计；结构ABSTRACTDrivetrain is the core components of automobile. Its task is transforming and regulateing the performance of engine. Transmission can effectively and economically conveyed the power to the wheel which can meet the requirement of vehicles. Transmission is the important part of drivetrain components to complete the tasks. as well as one of the main factor to decide the whole performance of vehicle. The standards of Transmission designing can directly impact the vehicle dynamics, fuel economy, the reliability and portability of shifting, the smoothness and efficiency of Transmiting. Along with the development of the automobile industry, the trend of car transmission designing is to increase its transmission power and decrese its weight ,and hope have smaller size and excellent performance.This thesis are expounded the engine choice, transmission solution, transmission design , design for transmission the synchronizer, design for transmission the first axis ,design for transmission box.In conditions that knowing the Reg engine out put torque, speed of engine and maximum speed of vehicles, maximum degree, focus on the designing of transmission gear structural parameters, axis geometry design computation; as well as the transmission and drive program structure design.Key words: Transmission；Gear；Synchronizer ；Design；Structure目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 汽车变速器的设计要求 (1)1.1.2 国内外汽车变速器的发展现状 (2)1.2 设计的内容及方法 (2)第2章变速器传动机构与操纵机构的布置 (3)2.1 变速器传动机构布置方案 (3)2.1.1 变速器传动方案分析与选择 (3)2.1.2 倒档布置方案 (3)2.1.3 零部件结构方案分析 (4)2.2 变速器操纵机构布置方案 (6)2.2.1 概述 (6)2.2.2 典型的操纵机构及其锁定装置 (7)2.3 本章小结 (9)第3章变速器的设计与计算 (10)3.1 变速器主要参数的选择 (10)3.1.1 档数 (10)3.1.2 传动比范围 (10)3.1.3 变速器各档传动比的确定 (10)3.1.4 中心距的选择 (13)3.1.5 变速器的外形尺寸 (13)3.1.6 齿轮参数的选择 (13)3.1.7 各档齿轮齿数的分配及传动比的计算 (15)3.1.8 变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整 (18)3.2 变速器齿轮强度校核 (19)3.2.1 齿轮材料的选择原则 (19)3.2.2 变速器齿轮弯曲强度校核 (20)3.2.3 轮齿接触应力校核 (24)3.2.4 倒档齿轮的校核 (28)3.3 轴的结构和尺寸设计 (30)3.3.1 初选轴的直径 (31)3.4 轴的强度验算 (32)3.4.1 轴的刚度计算 (32)3.4.2 轴的强度计算 (40)3.5 轴承选择与寿命计算 (45)3.5.1 输入轴轴承的选择与寿命计算 (46)3.5.2 输出轴轴承的选择与寿命计算 (48)3.6 本章小结 (50)第4章变速器同步器及结构元件设计 (51)4.1 同步器设计 (51)4.1.1 同步器的功用及分类 (51)4.1.2 惯性式同步器 (51)4.1.3 锁环式同步器主要尺寸的确定 (52)4.1.4 主要参数的确定 (53)4.2 变速器壳体 (55)4.3 本章小结 (55)结论 (56)参考文献 (57)致谢 (58)附录................................................... 错误！未定义书签。
第1章绪论1.1 概述随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。
而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一。
它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。
因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标，对中型货车而言，其设计意义更为明显。
在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而变速器的设计不合理，将会使汽车的舒适性下降，使汽车的运行噪声增大，影响汽车的整体性。
1.1.1 汽车变速器的设计要求汽车传动系是汽车的核心组成部分。
其任务是调节、变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求[1]。
变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。
变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。
随着汽车工业的发展，中型货车变速器的设计趋势是增大其传递功率与重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。
在汽车变速器的设计工作开始之前，首先要根据变速器运用的实际场合来对一些主要参数做出选择。
主要参数包括中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各档齿轮的齿数等。
变速器的基本设计要求[2]：保证汽车有必要的动力性和经济性；设置空档，用来切断发动机动力向驱动轮的传输；设置倒档，使汽车能倒退行驶；换档迅速、省力、方便；工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不得有跳档、乱档，以及换档冲击等现象出现；工作效率高，噪声小；结构简单、方案合理；在满载及冲击载荷条件下，使用寿命长；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、维修方便等要求。
变速器传动机构有两种分类方法。
根据前进档数分为：三档变速器，四档变速器，五档变速器，多档变速器。
根据轴的形式分为：固定轴式，旋转轴式。
其中固定轴式又分为：两轴式变速器，中间轴式变速器，双中间轴式变速器，多中间轴式变速器。
固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。
旋转轴式主要用于液力机械式变速器。
1.1.2 国内外汽车变速器的发展现状目前，国内外汽车变速器的发展十分迅速，普遍研究和采用电控自动变速器，这种变速器具有更好的驾驶性能、良好的行驶性能、以及更高的行车安全性[3]。
但是驾驶员失去了驾驶乐趣，不能更好的体验驾驶所带来的乐趣。
机械式手动变速器具有结构简单、传动效率高、制造成本底和工作可靠，具有良好的驾驶乐趣等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。
在档位的设置方面，国外对其操纵的方便性和档位数等方面的要求愈来愈高。
目前，4档特别是5档变速器的用量有日渐增多的趋势。
同时，6档变速器的装车率也在日益上升[4]。
1.2 设计的内容及方法本次设计的变速器是在原有中型货车的变速器的基础上，在给定发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下，主要完成传动机构的设计，并绘制出变速器装配图及主要零件的零件图。
1、对变速器传动机构的分析与选择通过比较两轴和中间轴式变速器各自的优缺点，以及所设计车辆的特点，确定传动机构的布置形式。
2、变速器主要参数的选择变速器主要参数的选择：档数、传动比、中心距、齿轮参数等。
3、变速器齿轮强度的校核变速器齿轮强度的校核主要对变速器的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行校核。
4、轴的基本尺寸的确定及强度计算。
对于轴的强度计算则是对轴的刚度和强度分别进行校核。
5、轴承的选择与寿命计算。
对变速器轴的支撑部分选用圆锥磙子轴承，寿命计算是按汽车的大修里程来衡量。
本次设计主要是查阅近几年来有关国内外变速器设计的文献资料，结合所学专业知识，在老师的正确指导下进行设计。
通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，计算变速器的齿轮的结构参数并对其进行校核计算；同时对同步器、换档操纵机构等结构件进行分析设计；另外，对现有传统变速器的结构进行改进、完善。
第2章变速器传动机构与操纵机构的布置2.1 变速器传动机构布置方案机械式变速器具有结构简单、传动效率高、制造成本底和工作可靠等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。
2.1.1 变速器传动方案分析与选择机械式变速器传动机构布置方案主要有两种：两轴式变速器和中间轴式变速器。