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目录
前言 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 第一章 设计方案 ..................................................................................................... 1
1.1 设计方案和基本数据 .............................................................................................................. 1 1.2 变速器设计的基本要求 .......................................................................................................... 1
第二章 变速器主要参数的选择 ............................................................................. 1
2.1变速器主要参数的选择 .................................................... 1 2.2变速器齿轮的设计计算 .................................................... 4
第三章 齿轮的校核 ................................................................................................ 11
3.1 齿轮的损坏形式 ......................................................... 11 3.2齿轮材料及加工方法......................................................11 3.3 计算各轴转矩 ........................................................... 12 3.4齿轮弯曲强度计算 ....................................................... 12 3.5齿轮接触应力计算....................................................... 14 3.6计算一档齿轮的受力..................................................... 16
第四章轴的设计计算.............................................. 17
4.1 轴的强度计算 ........................................................... 17 4.2 初选轴的直径 ........................................... 错误！未定义书签。 4.3轴的强度验算 ............................................................ 4
第五章 轴承校核..................................................11
5.1 输入轴轴承校核 ......................................................... 11 5.2 初选轴承型号 ........................................................... 11 5.3计算轴承的寿命 ......................................................... 20
参考文献................................... ...... 22
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第一章 设计方案
1.1 设计方案和基本数据
乘用车（二轴式）基本参数如下表 57KW 最大功率：
134Km/h 最高车速:
105N·m 最大转矩：
1040Kg 整车总质量：
3300r/min 最大转矩转速：
5100r/min 最大功率转速：
165/60 R14 前轮胎规格：
表1-1设计基本参数表
1.2 变速器设计的基本要求
对变速器如下基本要求.
1）保证汽车有必要的动力性和经济性。
2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。 3）设置倒档，使汽车能倒退行驶。
4）设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。 5）换挡迅速，省力，方便。
6）工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。 7）变速器应当有高的工作效率。
除此以外，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。满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。
第二章 变速器主要参数的选择
2.1变速器主要参数的选择 一、挡数
增加变速器的挡数能改善汽车的动力性和经济性。挡数越多，变速器的结构越复杂，并且是尺寸轮廓和质量加大。同时操纵机构复杂，而且在使用时换挡频率也增高。
在最低挡传动比不变的条件下，增加变速器的当属会是变速器相邻的低挡与高挡之间传动比比值减小，是换挡工作容易进行。要求相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下,该制约小换挡工作越容易进行。要求高挡区相邻挡位之间的传动比比值要比低挡区相邻挡位之间的传动比比值小。
近年来为了降低油耗，变速器的挡数有增加的趋势。目前轿车一般用4~~5个挡位，级别高的轿车变速器多用5个挡，货车变速器采用4~~5个挡位或多挡。装载质量在2~3.5T的货车采用5挡变速器，装载质量在4~8T的货车采用6挡变速器。多挡变速器多用于重型货车和越野车。
本次设计选用的是5挡变速器。
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二、初选传动比
1、主减速器传动比的确定
发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为： ua?0.377rn igio式中：ua为汽车行驶速度（Km/h），n为发动机转速（r/min），r为车轮滚动半径（m），
ig为变速器传动比，io为主减速器传动比。
设定的最高车速为144Km/h，最高档为超速档，传动比取0.8，车轮滚动半径由所选用的轮胎规格185/60R14可得r=0.28m，发动机转速np=(1.4～2.0) n=4480～6400,取5000r/min。由公式可得io?0.3772、最低挡传动比的计算
按最大爬坡度设计，满足最大通过能力条件，即用一档通过要求最大坡角?max坡道时，驱动力应大于或等于此时的滚动阻力和上坡阻力（加速阻力为零，空气阻力忽略不计）用公式表示为：
Temax?io?ig??tr?Gfcos?max?Gsin?max
5100?0.2768rn=0.377?=4.96
0.8?134ig?ua式中：为G为车辆总质量（N），f为坡道面滚动阻力系数（沥青路面中f=0.01～0.02），取0.016，Temax为发动机最大扭矩（Nm），?t为传动效率（0.85～0.90），?xm为最大爬坡a度（一般轿车要求爬上30%的坡，大约16.7°）。
由上式可得：ig1?=
(mgfcos?max?mgsin?max)r
Temax?io??t(1040?9.8?0.016?cos16.7??1040?9.8?sin16.7?)?0.2768=1.82
105?4.96?0.9即ig1?1.82
根据驱动车轮件与地面附着条件：
Temax?io?ig1??tr?Fn??
即：ig1?Fn???r 式中：Fn为驱动轮的地面法向反力，Fn=m1?g；?为驱动轮与
Temax?io??t黑龙江工程学院
地面的附着系数，在混凝土或沥青路面?取0.7~0.8?，取0.8。此处m1取1140Kg（前置前驱汽车的前轴轴荷47%~60%）。
1040?9.8?0.6?0.8?0.2768ig1??2.89
105?4.9?0.9所以一档传动比的选择范围是1.82?ig1?2.89 初选一档传动比为i1?2.85 最低稳定车速： uamin?0.377rnmin=5.9 Km/h<10Km/h 合格 i1io分配各挡传动比：选五档 按等比级数分配
i1?2.85 i5?0.8 所以 q=1.37 i2?i1i2i3i4????q i2i3i4i5i1.51i12.85i2.07??2.07i3?2??1.51 i4?3??1.10 i5?0.8 q1.37q1.37q1.37三、初算中心距A
初选中心距时，可根据下述经验公式
A?KA3Temaxi1?g (4-1)
式中：A—变速器中心距（mm）；
KA—中心距系数，乘用车：KA=8.9～9.3，商用车：KA=8.6～9.6，多挡变速器：KA=9.5～11.0；
Temax—发动机最大转矩（Nm）；
i1—变速器一挡传动比；
?g—变速器传动效率，取96%。
Temax=105N.m
i1=2.85
A?KA3Temaxi1?g
=(8.9～9.3)3105?2.85?96%
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=58.7～62.36(mm)
初选中心距A=62 mm
2.2变速器齿轮的设计计算 一、齿轮参数
1、模数
表1 汽车变速器齿轮法向模数
乘用车的发动机排量V/L 车型 1.0＞V≤1.6 模数mn/mm 2.25～2.75 1.6＜V≤2.5 2.75～3.00 6.0＜ma≤14.0 3.50～4.50 货车的最大总质量ma/t ma＞14.0 4.50～6.00 表2 汽车变速器常用齿轮模数
一系列 二系列
1.00 1.75 1.25 2.25 1.5 2.75 2.00 3.25 2.50 3.50 3.00 3.75 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 — 根据表1、表2本次设计，一、二、倒档齿轮的模数定为2. 5mm，三四五档模数为2.25。 2、压力角?
压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些。
变速器齿轮压力角为 20? 3、螺旋角?
斜齿轮在变速器中得到广泛的应用。选斜齿轮的螺旋角，要注意他对齿轮工作噪声齿轮的强度和轴向力的影响。在齿轮选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低。试验还证明：随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。不过当螺旋角大于30?时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍然继续上升。因此，从提高低挡齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角，以15?～25?为宜；而从提高高挡齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应选用较大螺旋角。 斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用：
轿车两轴式变速器为 20?～25° 初选的螺旋角?=22?
4、齿宽b
应注意齿宽对变速器的轴向尺寸，齿轮工作平稳性，齿轮强度和齿轮工作时受力的均匀程度均有影响。
考虑到尽可能的减少质量和缩短变速器的轴向尺寸，应该选用较小的齿宽。减少齿宽