图2.1
常见的倒档结构方案有以下几种： 方案1.（如图2.1a）所示）
在前进档的传动路线中，加入一个传动，使结构简单，但齿轮处于正负交替对称变化的弯曲应力状态下工作。此方案广泛用于轿车和轻型货车的四档全同步器式变速器中。
方案2.（如图2.1b）所示）
此方案的优点是可以利用中间轴上一档齿轮，因而缩短了中间轴的长度，但换档时两对齿轮必须同时啮合，致使换档困难。某些轻型货车四档变速器采用此方案。 方案3.（如图2.1c）所示）
此方案能获得较大的倒档传动比，突出的缺点是换档程序不合理。 方案4.（如图2.1d）所示）
此方案针对前者的缺点作了修改，因而经常在货车变速器中使用。 方案5.（如图2.1e）所示）
此方案中，将中间轴上一档和倒档齿轮做成一体其齿体、宽加大，因而缩短了一些长度。
方案6.（如图2.1f）所示）
此方案中，采用了全部齿轮副均为常啮合齿轮，换档方便。 方案7.（如图2.1g）所示）
为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有些货车采用此方案，其缺点是一档和倒档得各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些，一般3、4、5、6、7五种方案用于五档变速器。
综合考虑，本次设计采用输出轴上直齿滑动换入倒档换档方式。其优点是：结构简
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单，直齿轮加工要求不太高，无轴向力，成本低。但换档时容易发生冲击，产生噪声大寿命短。
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
人们习惯于按档的高低顺序，由左到右或由右到左排列来换档，如下图b和c。值得注意的是倒档，虽然它是平常换档序列之外的一个特殊档位，然而却是决定序列组合方案的重要环节。例如在四档变速器中采用的基本序列组合方案有三种，见图2.2。其中b和c是倒档与序列不结合的方案，即挂档时，需先换位再挂倒档。倒档与序列结合与不结合两者比较，前者在结构上可省去一个拨叉和一根变速滑杆，后者如布置适当，则可使变速器的轴向长度缩短。
按习惯，倒档最好与序列不结合。否则，从安全考虑，将倒档与一档放在一起较好。
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图 2.2
根据以上的要求，本次设计的档位布置方案如图2.3所示：
图 2.3
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。 本次设计传动方案如图2.3所示 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
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图2.4
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第三章 变速器设计计算
第一节 变速器主要参数的选择 一、轴的直径
第一轴花键部分直径d(mm)初选 d=K?3Temax
式中：
K——经验系数，K＝4.0～4.6，取K＝4.3； ——发动机最大转矩（N?m）；
Temaxd=23.34mm ，取d＝32mm。
二、传动比的选择
汽车在最大爬坡路面上行使时，最大驱动力应能克服轮胎与路面间滚动阻力及上坡阻力。由于汽车上坡行使时，车速不高，故可以忽略空气阻力，这时：
Fkmax?Ff?Fimax （3.1）
式中：Fkmax——最大驱动力；即 Fkmax= Temaxi1i0?/R0
Ff——滚动阻力；即 Ff=fmgcos?max ——最大上坡阻力。即 Fimax=mgsin?max
Fimax把以上参数代入（3-1）得：
i1?m?g?(f?cos?max?sin?max)R0Temax?i0?? (3.2)
以上是根据最大爬坡度确定一档传动比，式中：
Temax——发动机最大扭矩，Temax=160 N·m；
=4.5；
i1——变速器一档传动比；
i0——主传动器传动比，i0m——汽车总质量，m＝2200kg；
f——道路滚动阻力系数取0.020；
?——传动系机械效率，取0.84；
g——重力加速度；取g=9.8ms2；
R0——驱动轮滚动半径，取0.42 m；
?max——汽车最大爬坡度为30％，即?max＝16.7? i1=4.3 取i1=4.8
由 i1/i2?i2/i3??q
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