矩（N?m）；i1为变速器一挡传动比；?g为变速器传动效率0.96。
轿车变速器的中心距在100~150mm变化范围。原则上总质量小的汽车中心距小。
4.4 外形尺寸
变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒挡中间齿轮和换挡机构的布置初步确定。
轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸（3.0~3.4）A。
当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数K应取给出系数的上限。为检测方便，A取整。
设计的是五挡变速器，初定轴向壳体尺寸为300mm。
4.5 轴的直径
变速器工作时轴除传递转矩外，还承受来自齿轮作用的径向力，如果是斜齿轮还有轴向力。在这些力的作用下，变速器的轴必须有足够的刚度和强度。轴的刚度不足会产生弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，对齿轮的强度和耐磨性产生影响，增加工作噪声。
中间轴式变速器的第二轴和中间轴中部直径D=0.45A，轴的最大直径D和支撑间距离L的比值，对中间轴，D/L=0.16~0.18；对第二轴，D/L=0.18~0.21。
第一轴花健部分直径D（mm）可按下式初选
d=K
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T emax (4-2)
=4.2?3410=31.2mm
式中K为经验系数，K=4.0~4.6，Temax为发动机最大转矩（N?m）
第二轴和中间轴中部直径 D=0.45A=0.45?85=36mm
4.6 齿轮参数
4.6.1 模数的选取
遵循的一般原则：为了减少噪声应合理减少模数，增加尺宽；为使质量小，增加数，同时减少尺宽；从工艺方面考虑，各挡齿轮应选用同一种模数，而从强度方面考虑，各挡齿数应有不同的模数。减少轿车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选小；对货车，减小质量比噪声更重要，故齿轮应选大些的模数。
低挡齿轮应选大些的模数，其他挡位选另一种模数。少数情况下汽车变速器各挡齿轮
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均选用相同的模数。
啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线齿轮。由于工艺上的原应，同一变速器的接合齿模数相同。其取用范围是：乘用车和总质量ma在1.8～14.0t的货车为2.0～3.5mm。选取较小的模数值可使齿数增多，有利换挡。
初选齿轮模数 m=4.5mm 齿轮法向模数 mn=4.5mm
4.6.2 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? 啮合套或同步器的接合齿压力角用30°。
4.6.3 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。
斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡，以减少轴承负荷，提高轴承寿命。因此，中间轴上的不同挡位齿轮的螺旋角应该是不一样的。为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成一样的，或者仅取为两种螺旋角。中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋，则第一、第二轴上的斜齿轮应取为左旋。轴向力经轴承盖作用到壳体上。一挡和倒挡设计为直齿时，在这些挡位上工作，中间轴上的轴向力不能抵消(但因为这些挡位使用得少，所以也是允许的)，而此时第二轴则没有轴向力作用。
根据图4-1可知，欲使中间轴上两个斜齿轮的轴向力平衡，需满足下述条件
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Fa1?Fn1tan?1 （4-3） Fa2?Fn2tan?2 （4-4） 由于T=Fn1r1?Fn2r2，为使两轴向力平衡，必须满足
tan?1r1 ? （4-5）
tan?2r2式中，Fa1，Fa2为作用在中间轴齿轮1、2上的轴向力，Fn1，Fn2为作用在中间轴齿轮1、2上的圆周力；r1，r2为齿轮1、2的节圆半径；T为中间轴传递的转矩。
最后可用调整螺旋角的方法，使各对啮合齿轮因模数或齿数和不同等原因而造成的中心距不等现象得以消除。
图4-1 中间轴轴向力的平衡
Figure 4 -1 intermediate shaft axial force balance
斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用： 轿车中间轴式变速器为 22?～34° 初选的螺旋角?=28?
4.6.4 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。减少齿宽会使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，还会使工作应力增加。使用宽些的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀并在齿宽方向磨损不均匀。
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通常根据齿轮模数m的大小来选定齿宽。
直齿：b=KCm， KC为齿宽系数，取为4.5~8.0 取KC=5 斜齿：b=KCmn，KC取6.0~8.5 ，取KC=7
第一轴常啮合齿轮副的齿宽系数，KC可取大些，使接触线长度增加、接触应力降低，以提高传动平稳性和齿轮寿命。
直齿 b=KCm=5?4.5=22.5mm 斜齿 b=KCm=7?4.5=31.5mm
4.6.5 变位系数的选择原则
齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节。采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨性、抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。
变位齿轮主要有两类：高度变位和角度变位。高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。高度变位可增加小齿轮的齿根强度，使它达到和大齿轮强度想接近的程度。高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加一对齿轮的强度，也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零。角度变位既具有高度变位的优点，有避免了其缺点。
有几对齿轮安装在中间轴和第二轴上组合并构成的变速器，会因保证各档传动比的需要，使各相互啮合齿轮副的齿数和不同。为保证各对齿轮有相同的中心距，此时应对齿轮进行变位。当齿数和多的齿轮副采用标准齿轮传动或高度变位时，则对齿数和少些的齿轮副应采用正角度变位。由于角度变位可获得良好的啮合性能及传动质量指标，故采用的较多。对斜齿轮传动，还可通过选择合适的螺旋角来达到中心距相同的要求。
变速器齿轮是在承受循环负荷的条件下工作，有时还承受冲击负荷。对于高档齿轮，其主要损坏形势是齿面疲劳剥落，因此应按保证最大接触强度和抗胶合剂耐磨损最有利的原则选择变位系数。为提高接触强度，应使总变位系数尽可能取大一些，这样两齿轮的齿轮渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，减小接触应力。对于低挡齿轮，由于小齿轮的齿根强度较低，加之传递载荷较大，小齿轮可能出现齿根弯曲断裂的现象。
总变位系数越小，一对齿轮齿更总厚度越薄，齿根越弱，抗弯强度越低。但是由于轮齿的刚度较小，易于吸收冲击振动，故噪声要小些。
更据上述理由，为降低噪声，对于变速器中除去一，二挡和倒挡以外的其他各挡齿轮
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的总变位系数要选用较小的一些数值，以便获得低噪声传动。
4.7 各挡齿轮齿数的分配
在初选中心距，齿轮模数和螺旋角以后，可更据变速器的挡数，传动比和传动方案来分配各挡齿轮的齿数。
图4-2 五挡变速器传动方案 Figure 4 -2 5 block Transmission
4.7.1 确定一挡齿轮的齿数
一挡传动比
i1?z2?z10 （4-6） z1?z9如果z9，z10齿数确定了，则z2与z1的传动比可求出，为了求z9，z10的齿数，先求其齿数和zh
直齿zh=2A/m （4-7） 斜齿zh=2Acos?/mn （4-8）
因为一挡用的是直齿轮，所以zh=2A/m=2?85/4.5=38
计算后取整，然后进行大小齿轮齿数的分配。中间轴上的一档小齿轮的齿数尽可能取小些，以便使z9/z10的传动比大些，在i1已定的情况下，z2/z1的传动比可分配小些，使第一轴常啮合齿轮的齿数多些，以便在其内腔设置第二轴的前轴承并保证轮轴有足够的厚
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