课程设计论文（设计）（普通高等教育）
论文题目汽车专业课程设计
机械式变速器——计算说明书
学院工学院
专业名称车辆工程
班级车辆081
学号081024106
姓名史阿蒙
指导教师王青春职称副教授
目录
第一章设计题目，任务与分析 (3)
第二章变速器的方案初步论证 (4)
第一节变速器类型选择及传动方案设计 (4)
一、结构设计 (4)
二、变速器的径向尺寸 (4)
三、变速器齿轮的寿命 (5)
四、变速器的传动效率 (5)
第二节变速器传动机构的分析 (5)
一、换档结构形式的选择 (5)
二、倒档的形式及布置方案 (5)
第三节变速器操纵机构方案分析 (6)
一、变速器操纵机构的功用 (6)
二、设计变速器操纵机构时应该满足的基本要求 (6)
三、换档位置 (6)
第三章变速器设计计算 (9)
五、齿轮强度校核 (17)
第四章变速器总成的拆装顺序 (39)
一、变速器的装配顺序 (39)
二、变速器的拆卸 (40)
三、变速器总成装配应注意的问题 (40)
第五章心得体会 (40)
参考文献 (41)
第三节变速器操纵机构方案分析
一、变速器操纵机构的功用
变速器操纵机构的功用是保证各档齿轮、啮合套或同步器移动规定的距离，以获得要求的档位，而且又不允许同时挂入两个档位。
二、设计变速器操纵机构时，应该满足的基本要求
（一）要有锁止装置，包括自锁、互锁和倒档锁;
（二）要使换档动作轻便、省力，以减轻驾驶员的疲劳强度;
（三）应使驾驶员得到必要的手感。
三、换档位置
设计操纵机构首先要确定换档位置。
换档位置的确定主要从换档方便考虑。
为此应该注意以下三点：
（一）按换档次序来排列；
（二）将常用档放在中间位置，其它档放在两边；
（三）为了避免误挂倒档，往往将倒档安排在最靠边的位置，有时于1档组成一排。
第四节变速器传动方案的设计
各齿轮副的相对安排位置，对于整个变速器的结构布置有很大的影响。
各档位置的安排，应考虑以下四个方面的要求：
一、整车总布置
根据整车的总布置，对变速器输入轴与输出轴的相对位置和变速器的轮廓形状以及换档机构提出要求。
比如说是该车是采用发动机前置前驱动还是发动机前置后驱动等等，这些问题都牵连着变速器的设计方案。
二、驾驶员的使用习惯
变速器采用一二，三四前后设计，符合人机工程学，使驾驶员开车舒适度最高，倒档设计在左侧，按习惯，倒档最好与序列不结合。
设计效果如下图：
三、提高平均传动效率
为提高平均传动效率，在三轴式变速器中，普遍采用具有直接档的传动方案，并尽可能地将使用时间最多的档位实际成直接档。
四、改善齿轮受载状况
各档齿轮在变速器中的位置安排，应考虑齿轮的受载状况。
承受载荷大的低档齿轮，一般安置在离轴承较近的地方，以减小轴的变形，使齿轮的重叠系数不致下降过多。
变速器齿轮主要是因接触应力过高而造成表面点蚀损坏，因此将高档齿轮安排在离两支承较远处较好。
该处因轴的变形而引起齿轮的偏转角较小，故齿轮的偏载也小。
变速器简图：档位设计如图四档为直接档
传动简图设计
传动路线确定传动路线：
Ⅰ档：一轴→1→2→中间轴→8→7→二轴→5、7齿轮间的同步器→输
出
Ⅱ档：一轴→1→2→中间轴→6→5→5、7齿轮间的同步器→二轴→输
出
Ⅲ档：一轴→1→2→中间轴→4→3→1、3齿轮间同步器→二轴→输出
Ⅳ档：一轴→1→1、3齿轮间同步器→二轴→输出
R档：一轴→1→2→中间轴→10→11→9→二轴→输出
变速器设计效果图：
实物参考效果图
二挡 87232-=i T T 齿承ηη=2316.85×0.96×0.99×21/24=3235.72N .
m
三挡 65233-=i T T 齿承ηη=2316.85×0.96×0.99×17/33=1882.34N .
m
四挡 53235-=i T T 齿承ηη=2316.85×0.96×0.99×19/33=1074.63N .
m
倒挡 12112-=i T T 齿承倒ηη=2316.85×0.96×0.99×21/13=3023.66N .
m
3、轮齿强度计算
1）轮齿弯曲强度计算
（1）直齿轮弯曲应力
w σ
y
zK m K K T c f
g w 32πσσ=
（3-8）
式中：
w σ—弯曲应力（MP a ）
；
g
T —计算载荷（N .mm ）；
σK —应力集中系数，可近似取σK =1.65；
齿形系数如图2-2，可以查得：
图2-2齿形系数图 f K —摩擦力影响系数，主、从动齿轮在啮合点上的摩擦力方向不同，对弯
曲应力的影响也不同；主动齿轮f K =1.1，从动齿轮f K =0.9；
b —齿宽（mm ）；
12466.74127.87197.6t r a F N F N F N ===
（4-6）
（4-7）
式中 i ----至计算齿轮的传动比，此处为三档传动比3.85；
d ----计算齿轮的节圆直径，mm ，为105mm ； α----节点处的压力角，为16°； β----螺旋角，为30°；
max e T ----发动机最大转矩，为170000
代入上式可得： ，
， 。
危险截面的受力图为：
图4-3 危险截面受力分析 Figure 4-3 dangerous piece noodles be subjected to dint to analyze 水平面：A F （160+75）=r F 75 A F =1317.4N ； 水平面内所受力矩：3
16010210.78c A M F N m -=⋅⋅=⋅ 垂直面：
75
160160
2+⨯+-=r a A F d
F F （4-8） =6879.9N 垂直面所受力矩：3160101100.78s A M F N m '=⨯⨯=⋅。
该轴所受扭矩为：170 3.85654.5j T N =⨯=。
第一轴刚度符合
要求
换档时只允许挂一个档。
这通常靠互锁装置来保证，其结构型式有如右图所示：
1-自锁钢球 2-自锁弹簧 3-变速器盖
4-互锁钢球 5-互锁销 6-拨叉轴
2.在挂档的过程中，若操纵变速杆推动拨叉前后移动的距离不足时，齿轮将不能在完全齿宽上啮合而影响齿轮的寿命。
即使达到完全齿宽啮合，也可能由于汽车震动等原因，齿轮产生轴向移动而减少了齿轮的啮合长度，甚至完全脱离啮合。
为了防止这种情况的发生，应设置自锁装置。
3.汽车行进中若误挂倒档，变速器齿轮间将发生极大冲击，导致零件损坏。
汽车起步时如果误挂倒档，则容易出现安全事故。
为此，应设置倒档锁。
第四章变速器总成的拆装顺序
一、变速器的装配顺序
（一）领料(包括自制件、外购件和标准件)；
（二）零件清洗；
（三）部件总成装配；
1）、将壳体内腔朝上放好，将中间轴总成从壳体上装入壳体内； 2）、一手持安装有限位卡片的倒档轴对准相应孔从壳体外插入壳体，同时另一手将倒档齿轮从壳体内套在轴上，并将轴固定在壳体相应
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