1、摘 要本文主要是针对 SF2310-4 时风低速货车所设计一款变速器，目的是达到较好的汽车动力性和燃油经济性性。变速器是车辆传动系统中不可或缺的一部分，本文通过选择适合的传动机构和零件结构，计算出变速器合适的重要参数，然后进行检验，设计出合理且适应现状的变速器。此变速器的齿轮均为标准齿轮，传动比、档位数都是根据发动机的关键参数确定得出的，保证了汽车优良的动力性能和较高的性价比。该变速器具有操纵简单、方便；传动效果好、制作简单、成本低廉、维修方便等特点，适合低速载货汽车。关键词：农用车；变速器；中间轴AbstractThe main purpose of this paper is a desi
2、gn of transmission for SF2310-4 Shifeng low speed truck, the requirements are to achieve better vehicle dynamic quality and fuel economy. the essential part of the automobile transmission system is Transmission. By selecting the appropriate transmission mechanism and parts structure, this paper calc
3、ulates the appropriate transmission parameters, and checks feasibility, then it designs a reasonable and adapt to the status of the transmission.The gears of the transmission are all standard gears. Gear numbers and transmission ratiomatch with engine parameters to ensure that the car has a good dyn
4、amic property and economic efficiency. The transmissions characteristics are the simple and convenient operation, high transmission efficiency, and easy manufacture, low cost and convenient maintenance. These are suitable for low speed truck.Key words: agricultural vehicle; transmission; intermediat
5、e shaftIII目 录II摘 要IIAbstractIII1 绪 论11.1 课题研究背景11.2 国内变速器的现状和发展趋势11.3 主要研究内容和研究意义22 变速器结构方案的确定32.1 传动机构布置方案分析32.2 固定轴式变速器32.3 齿轮安排32.4 倒档结构方案42.5 换档机构形式52.6 自动脱档53 变速器主要参数的确定63.1 变速器档数，传动比范围及各档传动比的确定63.2 变速器齿轮参数的确定83.3 各档齿轮齿数的分配114 渐开线圆柱齿轮几何尺寸的设计与计算165 齿轮强度的计算185.1 齿轮的弯曲强度计算185.2 齿轮的接触强度196 轴的设计与轴承的
6、选择236.1 轴的设计236.2 轴的校核236.3 轴承的选择377 总结44参考文献45致 谢46第 1 章 绪论1 绪 论1.1 课题研究背景追溯到 19 世纪八十年代中期，全球首辆汽车诞生，之后它的变迁持续了大约 120 年。科技带领着汽车行业的快速发展，其全方位性能趋于完善。如今，汽车已然是全球人民生活与社会进步过程中异常重要的工具。如今的汽车要求好的传动系统与发动机相得益彰的配合，如此才能将汽车的优秀性能极致地表现出来，因此汽车变速器总成的设计显得尤为重要。随着党和国家扶持“三农”，建设社会主义新农村、推进城乡协调发展等一系列惠农政策的实施，并且我国农用汽车所具有的质量可靠耐用、
7、价格低廉、中小吨位、中低速度等特点，这不仅使其能较好地符合农民的经济收入水平、对运输工具的要求及使用水平， 也能较好地满足农村不同种类用途的需要，从而使其农用汽车具有了巨大的现实需求和市场潜力。随着科技的进步，农用汽车发展趋势转变好，我国经济迅速发展，同时对农用汽车的要求也不断地提高，对农用汽车的经济性，动力性，舒适性，安全性的要求越发明显。1.2 国内变速器的现状和发展趋势回溯变速器技术的变迁过程就很显而易见，其作为传动系中十分关键的组成，它的技术发展，是一个判断汽车是否先进的标准。二十一世纪，诸如新型材料技术、能源和环境、信息和控制技术、先进制造技术科学技术进步的关键范畴，它们的更上一层楼
8、进一步带动变速器技术的进步。由于不一样的区域市场的营销策略，变速器市场的成长趋向概括如下： 1)全球范围内，MT 的市场占有率将略有下降。2) 北美市场方面，AT 基础比较深，6AT 将要占据主导地位。3) 欧洲市场方面，手动变速器份额高，DCT 市场提高幅度大。4) 日本市场方面，CVT 将会进一步发展。5) 中国市场方面，多档 AT 市场占有率会慢慢上升，DCT 市场有慢慢扩张出去的趋势， AMT 在重型商用车与微型车方面也会有更广的用途，CVT 则适用于一些范畴的汽车。变速器技术的发展方向有以下几点：（1） 利用新式材料。材料科学和技术成为现世纪科技行业的核心力量。类型不一的新型材料应用
9、在变速器中，成功地推进了汽车生产的发展，改善汽车性能。（2） 节能和环境保护。同时包含传动系统和发动机的环境保护和节约能源两方面。探索得到高效传动副从而达到节能的目的，同时运用润滑油或纯净的工作介质规避环境遭受破坏。依照发动机相异的特性与各式各样的工况，对变速器进行指向性设计，达到使传动高效，尽量不污染环境的目的。（3） 高性能、低噪声、精密度高、重量轻、寿命长、体积小、成本低。461.3 主要研究内容和研究意义本次设计的是农用汽车变速器，目的是解决运用中的动力不足的问题，通过对农用车变速器进行针对性地设计，可以增强农用车的动力性，提高其载货性能，增大爬坡度。本设计农用汽车变速器设置为四档变速
10、器，通过增加挡位数，提高其燃油经济性。本设计目的是要符合现在低速货车的发展趋势，能满足市场的需求。金第 2 章 变速器结构方案的确定2 变速器结构方案的确定2.1 传动机构布置方案分析机械式变速器的优点有结构简单、高效率传动、运作持续和性价比高等，各种类型的汽车都采用这种，所以本次毕业设计选用机械式变速器。变速器的组成结构是变速传动机构和操纵机构。变速器有很多种类。 按照前进挡数划分，变速器可划分成三档，四档，五档与多档变速器。依照轴的形式，变速器有固定轴与转轴 2 种变速器。固定轴变速器的特点表现在是自动变速容易实现，发动机前置，双轴传动，前轮驱动。转轴主要用于液压机械传动。并且前者按轴的数
11、量划分为两轴式、三轴式和多中间轴式变速器。2.2 固定轴式变速器变速器结构有两轴式变速器，三轴式变速器，多中间轴式变速器。（1） 两轴式常用在发动机前驱的乘用车上，优点是变速器传动比较小，结构简易，中间挡的传动效率高，而且噪音少。不过，当低档传动比较大时，结构尺寸也随之增大。而且，两轴式变速器不设置直接档，高档工作时齿轮产生较大的噪音，传动效率明显低下。显然与本设计要求不符。（2） 三轴式变速器常用在后驱的汽车上。其所有传动方式的共同点为：变速器一轴尾部和常啮合主动齿轮融为一体。一般方案都是二轴前部经轴承由一轴末端的孔承载， 同时让两轴中心线位于一条直线，经由啮合套的联结完成直接档。这样变速器
12、传动高效， 90%以上是常态，工作时很安静、齿轮与轴承得以使用很久。而且传递动力时是两对齿轮， 在传动比相同的情况下大齿轮径向尺寸取小点，使得中心距，壳体相应尺寸都可减小。其劣势为在除了直接档的其它档位运转时，传动效率略略变低。如果档数一样，中间轴式变速器的差异表现在常啮合齿轮对数、档位布置顺序以及倒档传动方案等。因为此次设计对象为低速货车，且中间轴式五档和六档变速器太过笨重，传动比过大不符合本次设计要求，所以，选择三轴式四档变速器方案。只要档位采用常啮合齿轮传动，它的换档方式可以选择同步器或啮合套。在一种变速器中，换档方式既使用同步器，又使用啮合套的情况下，一定是高档位用同步器换档，低档位用
13、啮合套换档。2.3 齿轮安排各齿轮副的安装位置一定程度上影响变速器的结构布置。如何安置各档的位置，从下述几方面考虑：(1) 整车总布置；(2) 驾驶员的使用习惯；这里值得一说的是倒档，它很特别，影响了排列组合方案。倒挡安置于变速器左边或右边，都可以实现，差异在于挂倒档时变换了驾驶员拨动变速杆的方向。为规避误挂倒挡， 常设有一个挂档时克服弹簧应运而生的作用力，提醒司机。就这方面考虑，图2 1(a)、(b) 的换档方案比图 2 1(c)的方案更合理。图 2 1(c)所示方案在挂一档时也要求克服用以规避风险换入倒档弹簧生成的作用力，这影响驾驶员的驾驶。另外，倒档的中央齿轮处在变速器左边或右边受力会不
14、一样。图 2-1 变速杆换挡位置与顺序(3) 提高平均传动效率； (4)改善齿轮受载状况。变速器齿轮的选用类型有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。斜齿圆柱齿轮的优点：工作平稳、使用寿命长、工作噪音少；缺点：工艺繁杂，容易产生轴向力，对轴承产生不利的影响。常啮合齿轮一般都是采用斜齿，虽然增大了齿数， 但同时增大了变速器的质量和转动惯量，对变速器的性能有所提升。直齿圆柱齿轮仅仅适用于低档和倒档，所以本设计选择的是倒档采用直齿，一、二、三、四档常啮合齿轮采用斜齿。2.4 倒档结构方案在结构布置上，要注意在不挂入倒挡时，不可以出现与第二轴齿轮发生啮合的情况。挂入倒挡时既要求过程顺利，又不允许与其余齿轮产生干
15、涉。(a)(b)(c)(d)图 2-2 倒档布置方案图 2 2为常见的倒档布置方案。图 2 2(a)优点是使用中间轴上的一档齿轮，减小中间轴长度；就是对换档要求严格， 增加换挡难度。图 2-2(b)优点是较容易地获取大倒档传动比，就是过程不现实。图 2-2(c) 是把中间轴上的一、倒档齿轮做成一体，加长其齿宽。图 2-2(d)适用于常啮合齿轮副，换档比较轻松方便。因此，本设计选择方案(c)。2.5 换档机构形式变速器换档机构的形式：直齿滑动齿轮、同步器和啮合套。直齿滑动齿轮换档的缺点：轮齿端面产生冲击，发出噪音，磨损严重；引起司机紧张， 降低乘坐舒适性；换档行程长。不太适用于轻型汽车变速器。移动啮合套换档的优点：换档行程短，轮齿磨损小；但不能消除换档冲击，对驾驶员的技术需求较高。对档位要求不高或重型货车上的变速器才有所需求。同步器换挡的优点：操作快速、无冲击、不产生噪声，司机操作技术不熟练也可完美操纵，提高了汽车的各方面性能。与上述比较，虽然结构不简便、制造精度高、尺寸大， 但被广泛应用。本设计除倒挡以外都选用同步器换档。同步器的类型有常压式、惯性式和惯性增
