1、太原科技大学毕业设计（论文） 太原科技大学 课程设计说明书 题 目 变速器设计 院 系 交通与物流学院 班 级 交通运输 13240 班 姓 名 谷 志 朋 学 号 1 3 2 4 0 1 0 1 0 9 指导教师 郭 晋 明 完成日期 2017 年 太原科技大学毕业设计（论文） I 比亚迪 f3 变速器设计 摘要 此次设计依据比亚迪 f3 然后对变速器进行设计。首先我们应确定我们的设计为轿车使用的三轴式变速器。然后根据汽车的功率、转矩、总质量、车速、主减速比等一系列参数，接着根据已知参数与我们所学过的汽车构造、汽车理论、汽车运用工程等参考书详细计算变速器的一系列的初级参数并验证数据的可行性。
2、计算与画图同步进行，这样可以做到相互检验，相互促进。同时计算过程中注意设计零件与标准件的配合（标准件包含各种轴承、螺钉、各种键等）。最后对相应的零件进行校核需要校核的零件包括齿轮、轴，另外对轴承、键进行强度、寿命计算。 关键字： 变速器 ，齿轮，轴，设计，轴承，键 太原科技大学毕业设计（论文） II Abstract The design was based on BYD f3 and then designed the transmission. First of all, we should make sure that our design is a three axis transmi
3、ssion for cars. And then, according to the power, torque of the motor, the general quality and speed, the main reduction ratio and a series of parameters, and then according to the known parameters and we learned the automobile structure, automobile theory, automobile application engineering referen
4、ce in detail a series of primary parameters to calculate the transmission and the feasibility of validation data. The calculation is synchronized with the drawing, so that it can be tested and promoted. In the meantime, the design of the parts and the standard parts (the standard parts contain vario
5、us bearings, screws, etc.). In the end, the parts including gear and shaft, and the strength of the key and the calculation of the life span of the key are included. Key words: transmission, gear, shaft, design, bearing, key 太原科技大学毕业设计（论文） III 目录 摘要 . I Abstract. II 第 1章 绪论 . 1 1.1 选择变速器的意义 . 1 1.2
6、设计内容及方法 . 2 第 2章 变速器的总体设计方案 . 4 2.1 变速器初始参数 . 4 2.2 变速器设计的基本要求 . 4 第 3章 机械变速器方案布置 . 6 3.1 变速器布置方案 . 6 3.1.1 变速器类型的选择 . 6 3.1.2 倒档形式的选择 . 6 3.1.3 齿轮形式的选择 . 6 3.1.5 轴承的选用 . 7 3.1.6 换挡机构方法 . 7 3.2 变速器的主要参数选定 . 7 3.2.1 变速器挡数选择 . 7 3.2.2 个档位之间的传动比的确定 . 7 3.2.3 计算各档的传动比 . 9 3.2.4 初步设计中心距 . 10 3.2.5 变速器的外形
7、设计 . 10 第 4章 变速器齿轮的设计 . 11 4.1 变速器齿轮模数的 设计 . 11 4.2 齿轮的压力角的设计 . 12 4.3 齿轮螺旋角的设计 . 12 4.4 齿轮齿宽的设计 . 12 4.5 齿顶高系数 . 12 4.6 各个档位齿轮齿数的分配比 . 13 太原科技大学毕业设计（论文） IV 4.7 齿轮强度的校核 . 21 4.7.1 齿轮的基本要求 . 21 4.7.2 各个轴的转矩 . 21 4.7.3 齿轮强度计算 . 22 4.7.4 齿轮的接触应力的计算 . 24 4.7.5 各档齿轮受力情况 . 26 第 5章 变速器轴的设计 . 29 5.1 变速器轴的工艺
8、要求 . 29 5.1.1 变速器第一轴的结构 . 29 5.1.2 变速器轴的计算 . 29 5.2 轴强度的校核 . 30 5.3 变速器轴的强度校核 . 33 5.4 轴承寿命的计算 . 35 第 6章 变速器同步器及壳体的设计 . 37 6.1 同步器的功用及分类 . 37 6.1.1 惯性式同步器 . 37 6.2 同步器主要尺寸的确定 . 39 6.2.1 摩擦因数 f . 39 6.2.2 同步环主要尺寸的确定 . 40 6.2.3 锁止角 . 41 6.3 变速器壳体 . 41 6.4 本章小结 . 42 第 7章 结论 . 43 参考文献 . 44 致谢 . 45 太原科技大
9、学毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪论 随着时代的进步，汽车已经成为我们必不可缺少的运输工具，在我国汽车的增速在最近几年可以明显观察到。自从 2008年以后我国已经好几年生产销售突破 2000 万量连续蝉联全球第一，到 2016 年我国的机动车保有量已经突破 2.9 亿辆。而且最近几年汽车的销售量一直在上涨。国外的汽车采用自动挡变速器的越来越多，自动挡相对而言省油、可以消除驾驶员的换挡疲劳等优点，欧洲发达国家早在 2013 年时自动挡的比例就超过 50%。但是手动挡依旧占到一半从这可以看出手动挡在一大部分消费者心中依旧不可替代。 随着汽车的技术方面也在飞速提高。其 中汽车变速器的更新同样是日
10、新月异，从两轴到三轴；从一个变速壳体到主副两个变速壳体；从手动换挡到自动换挡。虽然自动挡变速器与无级变速器速发展前景乐观但是机械式手动换挡依旧不可替代。它有其独特的优势在各类变速器中独占一席。机械式手动换的技术相当成熟，在各个便面依旧有其不可替代的优势。总之变速器将趋向于越来越省油、效率越来越高、质量越来越小、体积同样越来越小等方面。 1.1 选择变速器的意义 所有的内燃机机动车都具有变速器，而变速器在所有的机动性和中占据着相当重要的位置。 由于传递到变速器的旋转速度很大但是扭矩超小， 而车辆行驶时的速度与扭矩需要根据其行驶的路况做出不同的改变 。因此我们要明白变速器的功能就是改变前面装置传递
11、过来的轴的旋转速度与轴上的扭矩，将旋转速度变小而将扭矩变大。因此变速器应该具备（ 1）保证汽车有必要的动力性和经济性。（ 2）设置空档，用以中断发动机差 U你来的动力。（ 3）设置倒档，汽车在必要时具有倒档功能。（ 4）换挡迅省力、方便。（ 5）工作可靠，汽车行驶中，不可以有调档、乱档或同时挂上两档等现象的发生。了解它的结构，熟悉之后展开计算等一系列工作。 变速器中必须有空挡，汽车经常在启动时经常是空挡位置，另外可 以断开与离合器之间的链接；设置到当，汽车在必要时具有倒档功能。此次变速器设计为了使具有合理的传动比，这样就可以使汽车换挡时更加合理更加顺利 此次变速器的设计是我们大学四年来的一个成
12、果总结，将我们四年大学所学的知识贯穿起来，运用起来进行一个初步的实践。同时加深了大学所学真正做到理论与实际相结合。太原科技大学毕业设计（论文） 2 手绘与电脑 CAD 画图相结合，手绘装配图而 CAD 绘制零件图，手绘与 CAD软件同时得到锻炼。完成变速器的画图工作，此次画图我认为对个人的帮助很大，将大学四年所学知识进行了一遍梳理，同时也教会了我面对生活的态度。 1.2 设计 内容及方法 根据已知的参数，结合大学所学的汽车设计、汽车实验学、专用汽车设计等所学的知识进行设计。变速器设计流程主要内容如下表： 表 1.1 变速器设计流程 （ 1）变速器结构的初步分析并做出不选择 依据自己所设计的车辆
13、然后分析两轴式与三轴式那个更适合，再根据变速器的布置方案设计出相应的变速器。 （ 2）变速器主要参数的选择 齿轮变位系数确 定 参数选择、零件设 计 强度计算 轴的设计 同步器的设计 操纵机构、箱体设计 完成工程图纸 变速器的功用 结构方案的确定 变速器主要参数选择 传动比及齿数确 定 布置方案的确定 齿轮的损坏原因及形 式 齿轮强度计算与 校核 布置形式与主要参 数 刚度和强度校核 太原科技大学毕业设计（论文） 3 变速器主要参数的选择：挡数、传动比、中心距、齿轮参数等。 （ 3）变速器齿轮强度的校核 变速器齿轮强度的校核主要是针对变速器的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行校核 1。 （
14、 4）轴的基本尺寸的确定及强度计算 轴的校核需要从两个方面进行校核一方面为轴的刚度校核一方面为轴的强度校核。 （ 5）轴承的选择和同步器的设计 首先进行轴颈的初步计算，然后结合轴承设计出轴，并选择出相应的轴承。然后根据已知的条件设计惯性式同步器。 （ 6）设计变速器的操纵机构 结合自己所学的知识与查阅的资料，设计变速器的操纵部件。 （ 7）对变速器进行手绘与 CAD 绘制 根据自己计算的数据手绘出装配图， CAD绘制 6件零件图。 太原科技大学毕业设计（论文） 4 第 2 章 变速器的总体设计方案 2.1 变速器初始参数 根据查阅资料得到 BYD-F3的变速器参数如表 2.1： 2.2变速器设
15、计的基本要求 变速器是汽车的重要部分，在传动系统中变速器是前面链接离合器后链接万向传动系统因此变速器必须具备改变汽车速度、改变其扭矩、终止传送动力的功能。 此外它对汽车的各个方面均有很大影响如耗油方面、动力方面、操纵便捷方面、变档时的平顺方面和传动效率方面有很大影响。 随着现在汽车的发展变速器同样朝着尺寸更小、质量更小、性能更好的方向发展，因此变速器中的轴间距、各个齿轮的齿数、各个轴的直径、轴的轴向直径、变速器的外形及其尺寸、变速器的材料，都直接影响变速器大小、质量及其性能。 （ 1）首先要确定挡位数与各个档位的合理传动比，让它与发动机的转速相适宜，以确保汽车的动力性、燃油经济性、与车辆的行驶
16、稳定性； (2）要设置倒档，可以使汽车具有向后行驶的功能； (3） 要设置空挡，以保证需要的时候可以终止动力传动。 (4）要保证变速器的工作可靠； (5)要保证操作系统的的轻便使其换挡时省力、方便、快速； (6）设置动力输出装置，需要能及时输出动力； 发动机的型号 BYD473QE 排量 1.49L 发动机的最大功率 Pt =80KW 最高车速 V max 175km/h 总质量 M=1210kg 最大扭矩 Me max=145N m 最大功率转速 Np=5800r/min 最大扭矩转速 Np=4800r/min 表 2.1 变速器的基本参数 太原科技大学毕业设计（论文） 5 (7）要保证变速器拥有较高的输出效率； (8）要尽可能的减少噪音污染； 变速器还应该尽量减少制造成本材料方面在满足强度后尽量使用较便宜的；尺寸方面尽可能的降低变速器尺寸；质量方面在满足强度后尽量降低质量；结构方面要尽量简单便于修理。
