5.1变速器轴的结构和尺寸 ............................................................................ - 25 -

5.1.1轴的结构 .......................................................................................... - 25 - 5.1.2轴的尺寸 .......................................................................................... - 25 - 5.2轴的校核 .................................................................................................... - 26 -

5.2.1第一轴的强度与刚度校核 .............................................................. - 26 - 5.2.2第二轴的强度与刚度校核 .............................................................. - 27 -

第六章 变速器同步器与操纵机构的设计 ........................................................... - 30 -

6.1同步器设计 ................................................................................................ - 30 -

6.1.1同步器的工作原理 .......................................................................... - 30 - 6.1.2同步环主要参数的确定 ....................................................................... 30 6.2变速器的操纵机构 ......................................................................................... 32 第七章 结 论 ......................................................................................................... - 34 - 参考文献 ................................................................................................................. - 35 - 致 谢 ....................................................................................................................... - 36 -

第一章 绪 论

1.1本次设计的目的及意义

随着经济和科学技术的不断的发展，汽车工业[1]也渐渐成为我国支柱产业，汽车的使用已经遍布全国。而随着我国加入WTO，人民生活水平的不断提高，微型客货两用车、轿车等高级消费品已进入平常家庭。

在我国，汽车工业起步较晚。入世后，我国的汽车工业面临的是机遇和挑战。随着我国汽车工业不断的壮大，以及汽车行业持续快速的发展，如何设计出经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。在面临着前所未有的机遇同时，不得不承认在许多技术上，我国与发达国家还一定的差距，所以我们要努力为我国的汽车工业做出应有的贡献。

经过这几年的刻苦学习，我掌握了多门基础知识和专业知识。在大学毕业，即将走向工作岗位之际，按国家教委和学校的要求，进行了对轿车五档变速器的设计。毕业设计是对每个大学生进行知识掌握与实际运用的一次大检阅，充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。通过本次设计，我将进一步巩固所学的知识，提高实际运用能力，并为以后参加工作打下良好的基础。

1.2变速器的发展现状

在汽车变速箱[2]100多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器[3]为手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT）五种型式。

它们各有优缺点：MT的节能效果最好、经济性娱乐性强，但对驾驶技术要求高；AT的节能效果差一些，但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高；AMT具备前两者的优点，但在换挡时会有短暂的中断，舒适性差一些；CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳，但它的传动带容易损坏，无法承受较大的载荷；DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性，它是从传统的手动变速器演变而来，目前代表变速器的最高技术。

在我国，据调查2007年手动变速器的市场比重为74%，占据较大的市场份额。从2002到2007年间自动档变速器市场占有率从9%增长到26%，Global Insight公司预计到2012

年自动档变速器将占据33%的份额，而乘用车市场自动档所占的比例可能达到44%。从2002-2006年间，女性用户从20.3%增长到30.9%，而自动档变速器使用方便特点深受女性用户群的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中，第一名是安全气囊，第二就是自动档的变速器。在中国，自动档变速器的市场是十分乐观的。同时手动档变速器的节能型，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。

针对中国变速器市场发展趋势，GLOBAL INSIGHT的亚洲区技术分析师段诚武博士阐述了几点自己的见解：

一、在短期内，手动档变速器仍然占据主要份额，而自动档变速器将有更大的增长空间。

二、鉴于中国市场情况的复杂性，长期来看变速器不是单一式的发展趋势，没有哪一种形式变速器会成为最后的赢家。

三、在中国市场，从技术支持、目前的市场份额以及设备提供这几个方面来看AMT与LPG、AUTOE和汽油、CVTE和混合动力以及DCT和柴油都具有相似性。

四、从长远来看，中国本土的企业应该更加关注DCT这个产品，因为它将有非常好的前景。

1.3变速器设计面临的主要问题

在汽车工业高速发展的今天，随着世界燃油价格的日益上涨和运用在汽车各种配件上的技术日趋成熟，变速器发展面临的主要问题如下：

1．如何设计出更加节能环保、经济型的变速器，将是变速器乃至汽车发展所要面临的一个巨大问题。

2．自动变速器之所以发展如此迅速是因为它操纵起来简单方便，但同时也减少了驾车的乐趣。因此，在不减少驾车娱乐性的同时，又能使操纵更加方便快捷，也是变速器设计时要考虑的一个重要问题。

3．如何设计出结构更简单、传动效率更高、使汽车车速变化更加平稳以及驾车舒适性更高的变速器，则一直都是变速器设计所要攻克的技术难关。

第二章 变速器的总体方案设计

2.1毕业设计任务及要求

本次毕业设计的任务是设计一台用于轿车上的五档变速器，其主要指标参考捷达手动变速器。因此本设计所选用的变速器型式为FR式手动五档变速器，是基于新捷达CIF舒适型MT而开展的，设计中所采用的相关参数详见第三章。

要求完成变速器的选型、设计计算并绘制相关图纸。

2.2变速器的功用及设计要求

变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。它作为汽车动力系统重要的组成部分，主要用于转变从发动机曲轴传出的转矩和转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同需求。此外，变速器还用于使汽车能倒退行驶和在起动发动机以及汽车滑行或停车时使发动机与传动系保持分离；必要时还应有动力输出功能。

为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出如下设计要求[4]。

1. 应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。

2. 设置空档，以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离；设置倒档，使汽车可以倒退行驶。

3. 工作可靠，操纵轻便。汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。

4. 重量轻、体积小。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。

5. 传动效率高。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。

6. 噪声小。采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。

7. 贯彻零件标准化、部件通用化和变速器总成系列化等设计要求，遵守有关标准和法规。

8. 需要时应设计动力输出装置。

2.3变速器传动机构的型式选择与结构分析

变速器的种类很多，按其传动比的改变方式可以分为有级、无级和综合式的。有级变速器[4]按根据前进档档数的不同，可以分为三、四、五档和多档变速器；而按其轴中心线的位置又分为固定轴线式、螺旋轴线式和综合式的。其中固定轴式应用广泛，有两轴式和三轴式之分，前者多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，而后者多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。

2.3.1三轴式变速器与两轴式变速器

现代汽车大多都采用三轴式变速器。以下是三轴式和两轴式变速器的传动方案。 三轴式变速器如图2-1所示，其第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且第一、第二轴同心。将第一、第二轴直接连接起来传递扭矩则称为直接档。此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，而第一、第二轴也传递转矩。因此，直接档的传递效率高，磨损及噪音也最小，这是三轴式变速器的主要优点。其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。因此。在齿轮中心距（影响变速器尺寸的重要参数）较小的情况下仍然可以获得大的一档传动比，这是三轴式变速器的另一优点。其缺点是：处直接档外其他各档的传动效率有所下降。

图2-1 轿车三轴式四档变速器 1.第一轴；2.第二轴；3.中间轴

两轴式变速器如图2-2所示。与三轴式变速器相比，其结构简单、紧凑且除最到档外