雨燕1.6L手动变速器设计.doc

毕业设计（论文）说明书

课题名称 雨燕1.6L 手动变速器

学 院
专 业
班 级
学 号
姓 名
指导教师

2014年 5 月 9 日

摘 要
我们的汽车变速器的设计规格是5 +1档位的变速器，我们在这里做出一个比较详细的解释。我们的这个设计是要求汇集各个观点，在这里分为下面几个要点：介绍我们的汽车变速器，这里说的是一些变速器的主要类型，就是我们经常看到的在上面的做出对比;我们的设计部分包含了很多的要求，就比如说结构设计和分析设计计算和要求与检查。大多数结构分析这里所说的是为了说明一些传动齿轮机构，同时了解和正确的同步选择产生并有与他们的控制机制。我们的设计是使用二轴的齿轮箱设计计算和检查的主传动轴，齿轮和轴承的设计计算和强度，刚度检测。外文翻译部分的一些相关的现代汽车的介绍和理解，我们做这样帮助我们了解这方面的很多知识的好处。在这里感谢我们这样的设计也进行了一些审查，在这里我要感谢梁老师的教导有同学愿意帮助他人的精神，你真的让我感动。在这部分程序中，最重要的是要计算的强度和检查所述轴的刚度。

关键词：二轴式 变速器 同步器 操纵机构

ABSTRACT
Our automotive transmission design specification is 5 +1 gear transmission , we make a more detailed explanation here. We bring together the various requirements of this design is the view here is divided into the following points: introduce our automotive transmission , said here are some of the main types of transmission , is that we often see in the above make the comparison ; our design section contains a lot of request, for example, structural design and analysis of requirements and design calculations and checks . Most structural analysis are talking about here is to illustrate some of the transmission gear mechanism , while understanding and proper synchronization with whom they choose to generate and control mechanisms . Our design is the main drive shaft using two-axis gearbox design calculations and checks , gear and bearing design calculations and strength, stiffness testing. Some of the relevant part of modern cars introduced foreign language translation and understanding , we do this to help us understand the many benefits of knowledge in this area. Here we are so grateful to have made ​​some design review , and here I would like to thank Liang taught some students are willing to help the spirit of others, you really touched me . In this part of the program , the most important thing is to check the strength and stiffness of the shaft to be calculated .

KEY WORDS: two shaft ransmission ynchronizer perating mechanism

目录

第1章 绪 论 1
第2章 变速器的概述及其方案的确定 3
2.1 变速器概述 3
2.1.1 对变速器的基本要求： 3
2.2 变速器的组成 3
2.3 传动机构布置方案 3
2.4 变速器主要零件结构的方案分析 6
2.4.1 齿轮型式 6
2.4.2 换档结构型式 7
2.4.3 变速器轴承 8
第3章 变速器主要参数的选择 10
3.1 汽车的基本参数 10
3.2 传动比的选择 10
3.2.1 主减速器传动比的确定 10
3.2.2 最低挡传动比的计算 11
3.3 中心距 12
3.4 变速器齿轮的设计计算 13
3.4.1 齿轮模数 13
3.4.2 压力角 14
3.4.3 螺旋角 14
3.4.4 齿宽b 14
3.4.5 齿顶高系数 15
3.4.6 各挡齿轮齿数的分配 15
3.4.7 齿轮精度的选择 19
3.4.8 螺旋方向 19
3.4.9 齿轮变位系数的选择 19
第4章 变速器齿轮计算与校核 23
4.1齿轮的材料、损坏原因和形式 23
4.1.1轮齿折断 23
4.1.2齿面点蚀 23
4.1.3齿面胶合 23
4.2变速器齿轮的强度计算与校核 24
4.2.1计算各轴的转矩 24
4.2.2齿轮弯曲强度计算： 24
4.2.3齿轮接触应力 27
4.2.4 齿轮的受力分析 29
第5章 轴的设计计算 30
5.1轴的强度计算 30
5.2初选轴的直径 30
5.3轴的强度计算 32
5.4轴上花键的设计计算 34
第6章 主要零件的选择与设计 36
6.1 变速器轴承的选择 36
6.1.1轴承的特点： 36
6.1.2 类型的选择 36
6.2 变速器同步器的设计 38
6.2.1同步器类型的选择 38
6.2.2同步器工作原理 39
主要参数的确定 40
6.2.3同步环径向厚度 42
6.2.4花键的校核 43
6.3 变速器的操纵机构 44
6.3.1变速器操纵机构功用 44
6.3.2换挡位置图： 44
6.3.3变速杆的布置： 45
6.4 锁止装置 47
6.4.1互锁装置 47
6.4.2自锁装置 49
6.4.3倒挡锁装置 49
致 谢 52
参考文献 53

6

第1章 绪 论
活塞内燃发动机大量用在我们现代的汽车当中。汽车的传动系统中，变速器是能够让汽车转速比和传动装置的扭矩比变了的。变速器是能让发动机转移到转矩和转速发生很大的改变，这是为了能很好的原地起步，加速，转弯，爬坡等驾驶环境条件允许下，还能让汽车有不一样的速度和牵引力，汽车的发动机呢是能在最最有利的工作环境内工作的。现在有这几种变速器如下：
1.手动变速器
我们的手动变速器啊是一定要用手拨动变速杆的，来转变变速器里面的齿轮啮合的地方啊，转变传动比呢，达到变化了速度的目的。我们轿车手动变速器绝大多数来说是四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，一般为5+1或6+1档，切换工作齿轮时要利用钢线或拨叉控制的结合套，所以它属于有级变速器。
2 自动变速器
一般来说我们的自动变速箱有四个经常见的种类，就是所说的：机械无级自动变速器（CVT），还有这个液力自动变速器（AT），还有这个双离合器自动变速器（双离合变速器 - DCT），还有这个电控机械式自动变速器（AMT）。我们的这种变速器对换挡时机把握是要通过电子系统或者是我们的液压系统根据汽车速度大小和节气门开度大小来定下的，对于这种变速器理论上内部液压控制的离合器这样就省去驾驶员控制离合的这样一个动作，这样就能够让驾驶容易简单，不用让新手驾车耗油那么大。
3.无级变速器
要求我们让无级变速成为现实，我们用传动方式能够是液体传动的、机械传动的和电力传动的三个方法。 CVT的主要变速部分是钢带，由液压来控制可动部分和被动部分之间的距离从而达到控制传动比的目的。这种变速器传动效率高，以及终身免维护。是理想的变速器，缺点是没有特别大的负载转矩，它一般用在中小型汽车。
4. 手自一体变速器
以手动变速器为基础的设计，把操作改成用电子或液压控制，操作时用‘+’‘-’来换挡，换挡时减少挂进档位的步骤和减小了齿轮尚未啮合就进档的风险。AMT同时也有CVT和AT或者DCT的版本。
设计的大致步骤：
步骤
内容
第一步
我们选定档数，选5+1档是理想的。
第二步
这里是定车型的，就是要定下基本的参数。
第三步
这里呢要定下变速器主要参数。包括轴数（2轴），传动比范围，中心距A，外形尺寸，齿轮参数（模数，压力角，螺旋角，齿轮宽度，齿轮变位系数，齿顶高系数），以及各个档齿轮齿数的分配如下所示：1.定下一档齿轮齿数。2.还有要修正我们的中心距A。3.再次定下常啮合传动齿轮副的齿数。4.还有要定各个挡的齿数。5.最后要定下倒挡齿轮齿数。
第四步
轮齿强度的计算。
第五步
轴的强度计算。
第六步
组装配合。
要求：1. 通过汽车的市场定位，以保证汽车有好的动力性和经济。
2. 操作比较方便，工作可靠，而且要求有防脱档装置和同步器
3.这里设置倒挡，就是要让汽车能够倒着走。
4.尺寸与质量尽量小。
5.成本尽量合适。
6.我们的变速器就要有比较高的工作效率。
7.变速器的工作噪声低。
表1雨燕1.6L参数表
汽车型号
雨燕1.6L
发动机最大扭矩
140N.m
车轮型号
185/60 R14
发动机最大功率
70kw
最高车速
175km/h
最大转矩转速
3500r/min
汽车总质量
1091kg

第2章 变速器的概述及其方案的确定
2.1 变速器概述
对于变速器来说就是要让发动机到驱动轮的转动速度和转矩发生改变的目的是让汽车原地能够动起来，转个弯，加个速，爬个坡等等，各种驾驶特性，能给我们的汽车有不一样的速度和牵引力，而且又能让发动机在比较好的环境下工作。这里说的速度就是一个两面的东西，他是就是要让发动机的动力就是要让车轮滚动或者说是停止传输在起动这个发动机，变速器是要经过倒挡让我们的汽车能进能退。
2.1.1 对变速器的基本要求：
1）我们要确保汽车有一定的动力性和经济性。
2）一定要有空档，这样就能断开发动机动力向驱动轮的输送。
3）倒档的功能是让汽车能倒着走。
4）设立一个动力输出的东西，在我们需要进行功率输送。
5）换挡迅速、省力、方便。
6）我们知道这个工作很靠得住的。在汽车动起来的时候，变速器就不要再有乱挡、跳挡或者是换挡冲击等这样的现象发生在这里，不然呢后果就很严重。
7）我们的变速器就要有高一点的工作效率。
8）变速器的工作噪声低。
2.2 变速器的组成
变速器是有传动机构、转向机构的。
2.3 传动机构布置方案
我们知道固定轴式变速器一般来说应用比较多一点，一般来说两轴式变速器在前置前驱的汽车上用得多一点，这里的中间轴式在前置后驱的汽车上也用得多一点。
两轴式变速器
优点
缺点
结构非常简单，而且外形小，好的布局，中间齿轮传动效率和低噪音
这里没有设置直接块，和一个传动比设计只能小
下图2-1为前置前驱轿车的变速器的传动方案。它的特色是：我们把主减速器主动齿轮和变速器输出轴做成了一个团体，然而当我们的发动机纵置的时候，主减速器就是要应该用准双曲面齿轮或弧齿锥齿比较好，横向发动机我们一般是采用斜齿轮；在这里，我们有一个倒档传动方案是使用滑动齿轮，齿轮等将使用长啮合齿轮传动是更好的。

图2-1 两轴式变速器的传动方案

倒挡布置方案:
设计采用的传动方案和倒档的布置方案有很多，根据查阅的资料有几种方案：

图2-2 常见倒档布置方案

上图2-2像我们展示了倒挡的放置方法。图2-2b展示了当倒挡的时候齿轮变速我们要用中间轴的一档齿轮，这样就剪短了中间轴的长度的这个好处。图2 - 2C显示程序可以是一个小的反向齿轮传动比，但有这样一个缺点的换档过程是不合理的。图2为前者的缺点2D方案已被修改，从而取代了图2中所示的方案- 2C。图2 - 2e的方案中，中间齿轮轴倒档齿轮形成一体，齿宽加长。一些卡车倒车齿轮使用图2 - 2G向我们展示方案。其缺点是，必须每一个倒档传动拨叉轴都工作，从而导致操纵机构更为复杂。
结合上面说的我们用第2-2f种倒挡布置方式。
这是因为我们在第一档和倒档传动点工作力，所以无论是副轴传动轴传动或说低和倒档齿轮的一个计划，就要应安排在靠近支撑轴一点的地方，这样就能减小轴的齿轮变形程度，然后我们从低速齿轮跟着他到高速档的齿轮这里要求按顺序去排列出来，我们之所以这样做既能使得这个轴拥有了比较大一点的刚性，而且呢还可以确保容易装一点。就算我们的倒档齿轮和变速器的齿轮比好接近的传动比，但我们这里选的倒档的时间很短，从这里就会有部分方法把一挡放置在临近轴的支承的地方，然后我们就装倒挡。

图2-3 倒挡轴位置与受力分析
本设计的档位布置方案如图：

图2-4
2.4 变速器主要零件结构的方案分析
2.4.1 齿轮型式
咱们的变速器要用的齿轮有直齿轮和斜齿圆柱齿轮
和直齿轮相比，斜齿齿轮具有较长的使用寿命，并在工作中噪音低;缺点是制造时稍微更复杂，工作的时候存在轴向力。这个变速器的常啮合齿轮我们用斜齿齿轮，尽管这些是会加大常啮合的齿轮数，传动装置和使得这个惯性加大。直齿圆柱齿轮只在低和倒档中使用。
这个设计中倒挡采用直齿轮，其他挡选用斜齿轮。
2.4.2 换档结构型式
这个变速器换挡结构是有直齿滑动齿轮。在这种方式中，齿面磨损和过早失效，让驾驶员的心理紧张，和由变位和乘坐舒适性产生的噪声降低。但此刻驾驶员的注意力分散，会影响行车安全。因此，虽然是这是一种简单的换挡方式，但是除了一档，倒档是很少使用的。
当中间齿轮传动齿轮和第二轴常啮合，换挡时使用移动啮合套。由于仍不能完全消除换挡冲击，仍然需要司机有熟练的技术。因此，现在的换挡方式仅对一些要求不高和重型卡车的变速器适用。因此，使用啮合套换挡，降低了制造成本，并减少传输的长度。
同步器换档快速，无冲击，无噪音，不管如何熟练的技术或没有，提高燃料的经济和安全驾驶汽车。在这里和两个换挡方法去比较，尽管它有一个复杂一点的机制，制造精度又要高一些，较大的轴向尺寸等这些缺点，但是呢他仍然被我们大量使用。
当滑动齿轮很宽的情形下，有更明显的差别。为了便于操纵，要求换到一个不同档位时行程要求一样，例如使用同步器和啮合套换档时，很容易实现。
我们知道自动脱挡是变速器里面主要的故障之一。我们为了解决这个矛盾，现在我们知道在结构上采取措施是相对其他来说有效的方案有下面几种：

图2-5防止自动脱挡机构措施Ⅰ

图2-6防止自动脱挡机构措施Ⅱ

图2-7防止自动脱挡机构措施Ⅲ
(1）这里连接两个交错的啮合位置，如图1-5所示。这样，当啮合齿的啮合端部被接合大概1〜3mm。两齿挤压磨损，形成了凸肩，来阻止自动脱挡。
(2) 在切割接合套齿座齿的厚度薄（减少0.3 ~ 0.6mm），因此，在顶端面啮合套换档后的前环，我们这样就能防止自动脱挡，见图1-6。
(3) 这里是面齿轮可做斜，如倒锥角（2°~ 3°总体倾向），使啮合齿面防止轴向力自动分块，见图1-7。这种方案较为有效，应用多。
2.4.3 变速器轴承
这里的变速器轴承经常是要用球轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承，滑动轴套等等的。然而我们要在什么地方应用什么样的轴承，是要受到结构制约的并且因这里所要求承受的载荷特点不同所以变化比较大。
如果我们的第二传动轴前轴承一般来说是第一轴常啮合齿轮的内腔里面的，但是呢当他有足够的地方去布置这个圆柱滚子轴承，如果空间万一是不够用的就要滚针轴承。为了确保有足够的轴承寿命，选择能承受一定的轴向力不带保持架的圆柱滚子轴承。我们知道中间轴上齿轮工作中产生出的轴向力，在理论上是前后轴承都要能承受的，我们前端用的圆柱滚子轴承就要去承受这个径向力，然而我们后端则会用外圈有挡圈的球轴承或者是圆柱滚子轴承比较好。
我们知道由于小一点的直径的圆锥滚子轴承，宽度是宽一点的，因此呢，容量会大一点，并能承受相对较高高负荷和要求通过这里的轴承预载荷和轴向间隙是可以消除轴向运动等这一系列的好处。当使用圆锥轴承，轴承预紧力应注意避免留下轴承歪斜导致中间轴承座的热膨胀的差距，造成损坏齿轮未完全接合。
第一轴的传动轴和中间轴轴承，后面的轴承，直径系列轴承通常由一系列的球轴承或圆柱滚子轴承。根据变速器中心距来确定轴承直径，对于轻型卡车和汽车两个轴承孔之间的距离应不少于6〜20毫米。
滚针轴承，主要用于滑动套筒是不固定地连接到轴齿轮的地方，并且两者需要相对运动。在本设计中，采用圆锥滚子轴承，球轴承和滚针轴承。

第3章 变速器主要参数的选择
3.1 汽车的基本参数
表1雨燕1.6L参数表
汽车型号
雨燕1.6L
发动机最大扭矩
140N.m
车轮型号
185/60 R14
发动机最大功率
70kw
最高车速
175km/h
最大转矩转速
3500r/min
汽车总质量
1091kg

3.2 传动比的选择
这次设计我们选用入门级微型乘用车，有5个前进档。我们要经过综合考虑才能能确定最低挡传动比。
3.2.1 主减速器传动比的确定
这里的发动机转速和车速大小之间的关系：

这在个式子里面：是指车速（Km/h），是指发动机的转速（r/min），是指车轮滚动半径大小（m），是指变速器的传动比，是指主减速器传动比。
我们选择的最大速度是175km/h，我们到过的最高级别，传动比0.8，这里的车轮的滚动半径要经过轮胎规格185/60R14来算r=0.28m，这里的发动机转速为=(1.4～2.0) =4480～6400,取5600r/min。因为这个公式知道==4.2
3.2.2 最低挡传动比的计算
最大爬坡度确定，满足最大通过能力，即当使用通过最大坡度的斜坡，驱动力应不小于滚动阻力和上坡时，电阻（加速阻力零，不计空气阻力）用公式表示如下：
（2-1）
在这个式子里：——这里指最大驱动力；——指滚动阻力；——则是最大上坡阻力。
又

代入式（2-1）得: 得： （2-2 ）
在这个式子里：——这里指发动机最大扭矩，=140N·m
——变速器一挡传动比；
——主减速器传动比,=4.2;
——汽车传动系总效率,取值0.90；
——汽车总质量，值为1091kg；
——重力加速度；取9.8；
——驱动轮滚动半径，值为=0.28m；
——滚动阻力系数大小，取0.020；
为最大爬坡度：一般轿车要能够爬上30%的坡，大概16.7°
由上式得：
==1.73即
由驱动车轮件和地面确定附着条件大小：
就是： 这个式子里：是指驱动轮地面法向反向作用力，=；是指驱动轮以及地面附着系数，我们取0.8。这是1091kg（前桥负荷为47% ~ 60%）。

因此一档传动比范围是
初选一档的传动比为
最低稳定车速为： =5.2Km/h<10Km/h 合格
我们来分各挡的传动比：选五档就要按等比数列来分
所以 =1.36;

3.3 中心距
我们说的两轴式变速器中心距就是指输入轴和输出轴间的长短。中心距是很小的，要求变大齿轮的接触应力，减短了齿轮寿命长度。这里还受到一个小齿轮齿不能太少限制，要求中心距应越大。
初定中心距时，依据以下经验公式

在式中：—变速器中心距（mm）；
—中心距系数，乘用车：=8.9～9.3，商用车：=8.6～9.6，多变速器：=9.5～11.0；
—发动机最大转矩（Nm）；
—变速器一挡传动比；
—变速器传动效率，取96%。
=140N.m
=2.72
=
=63.64～66.50(mm)
变速器中心距在60〜80毫米范围，由于总质量与汽车的发动机尺寸的最大扭矩递增的关系，因而轻型汽车中心的距离比较小。
一般四挡变速器的壳体轴向大小（3.0~3.4）A。我们的商用车变速器的轴向尺寸大小就要参考下面数据来选用啦：
四挡（2.2~2.7）A
五挡（2.7~3.0）A
六挡（3.2~3.5）A
变速器指选择常啮合齿轮对数和同步器的更多一点，中心距系数我们将选择上系数。为了检测便利，A取整。故A=67mm。初选中心距为=67mm
五速变速箱的设计，初始轴向外壳尺寸：L=3*67=201mm。我们知道，变速器壳体的轴向尺寸，最终是通过结构尺寸链传动这样定下了。
3.4 变速器齿轮的设计计算
3.4.1 齿轮模数
表2　汽车变速器齿轮法向的模数
车型
乘用车的发动机的排量大小V/L
货车的最大的总质量/t
1.0＞V≤1.6
1.6＜V≤2.5
6.0＜≤14.0
＞14.0
模数/mm
2.25～2.75
2.75～3.00
3.50～4.50
4.50～6.00

表3　汽车变速器常用齿轮的模数
一系列
1.00
1.25
1.5
2.00
2.50
3.00
4.00
5.00
6.00
二系列
1.75
2.25
2.75
3.25
3.50
3.75
4.50
5.50
—
选择的齿轮模数通常遵循：在中心距一样的情况下，选择较小的模数可以增加齿的数目，以及降噪，因此，为了降低噪声应适当缩减模数，同时加大齿宽；从工艺方面的思考，各变速齿轮应选一种使用，并且从强度方面的考虑，每个齿轮应该是不同的模数，降噪有重要的意义，因此，模数应选取小;变速器应该在低速齿轮模数大，其他挡则选小点的模数。所以说在极少数情形之下，汽车的变速器各个档一样。
齿套、齿大多使用渐开线齿轮。我们知道它的选用范围：乘用车和总质量在1.8～14.0t里面的货车就是2.0～3.5mm里面。依据表1、表2，这次设计中一、二、倒档齿轮的模数选取2. 5mm，而三四五档为2.25。
3.4.2 压力角
当齿轮压力角小，很大程度的重合度和齿刚度的降低，可以减少动态负载啮合，传动平稳，噪声。对斜齿轮来说，压力角是25°时有最大强度。因此，乘用车为了提高重合度以减少噪声应绘制较小的压力角。在我们的现实中，因为我们国家标准的压力角就是等于20°，我们这里经常要用的是30°的压力角。
对于汽车，提高重合度，减少噪音，要小，所以传动齿轮的压力角20。
3.4.3 螺旋角
选择斜齿轮螺旋角这个时候，要非常谨慎，特别注意它对齿轮工作时产生的噪声大小，还有就是齿轮强度和轴向力影响大小。该实验还证明：加大螺旋角，提高了齿轮强度。所以我们说，我们为了增大低速齿轮的弯曲强度就是所说的让他不产生太大的螺旋角，所以我们优选为15〜25。由于选用两轴式变速器，所以斜齿轮螺旋角在往下的范围下选择：
轿车两轴式变速器为 20°~25
所以初选定的变速器齿轮螺旋角为：=22
3.4.4 齿宽b
我们选择齿宽的时候，这里的齿宽应该要注意要求对变速器轴向尺寸大小，质量大小，以及均匀度，这里的齿轮的强度齿轮的工作力强度够不够稳定都受到一定的影响。
要求用小一点的齿宽，在另一角度，减少了斜齿轮齿宽平稳的优势将被削弱，降低其使用寿命。相比较宽齿轮宽度的齿轮，由于我们的齿轮轴的工作的变形使的变形很多这样就使得齿轮变得斜一点使得齿宽方向受到的力是很不均的，从而这样就降低了很多承载能力，并且在齿宽方向的不均匀磨损是比较大的。
通常通过齿轮模数（）的大小来选齿宽：
直齿：b=，是指的齿宽系数，取4.5~8.0是合理的
斜齿：b=，取6.0~8.5
我们的第一轴齿轮齿常宽系数可以取得相对来说较大一点，这样就增大接触线的长度大小，这样就能使得接触应力减小一些。对于这样一个相同的速度齿轮模数，档位低一点的齿宽系数选得大些。
3.4.5 齿顶高系数
如果我们的齿顶高系数相对来说比较小一点，然后这样就能让齿轮重叠小，而我们的工作噪音反而越大，但这个齿是由弯曲力矩减小了很多，这样我们的齿轮的弯曲应力也相应减少了非常多。目前所要求的齿顶系数是0.8
3.4.6 各挡齿轮齿数的分配
分配齿数：一，两，三，四，五档选择斜齿轮，直齿在倒挡选择
1.确定齿数
一档： 斜齿=2A/
=2A/m=（267cos22°）/2.5=49.68计算之后取整=50，之后分配大小齿轮齿数。
取=13 =37 所以
修正：
由A= 得：
==21.11°

3-1从动一档齿轮
二档： 取50
解得： 所以
修正： =°

3-2从动二档齿轮
三档： 取55
解得： 所以
修正： ==22.55°

3-3主动齿三档的齿轮 3-4 从动齿三档的齿轮
四档： 取55
得： 因此
修正得 : =22.55

3-5主动齿四挡的齿轮 3-6 从动齿四挡的齿轮
五档： 取55
得： 所以
修正
=22.55°

3-7从动齿五挡的齿轮 3-8 主动齿五挡的齿轮

2、对中心距进行修正
由于计算齿数目和，通过取整数改变中心距大小，因此应当依据和齿轮变位系数再次计算中心距，用来修正中心距成为各个挡齿数分配的根据。
修正之后中心距一二档: A＇=mm ，
三四五档 ：A＇=mm 。
3、确定倒挡齿轮齿数
倒档齿轮模数的选择和近2.5，选择倒档齿轮的模数，齿数一般为21~23，选择=21。

= =

3-9倒挡惰轮
3.4.7 齿轮精度的选择
依据推荐，为了提高高档位齿轮的性能，所有的齿轮选用七级。
3.4.8 螺旋方向
因为要使斜齿轮传输扭矩时产生的的轴向力平衡。而我们的输入轴的齿轮一定是要用左旋的，而输出轴齿轮都是右旋，因为斜齿轮传输扭矩时会产生轴向力。
3.4.9 齿轮变位系数的选择
我们在选择变位系数的时候，除避免干扰我们的齿轮发生一系列以下情况，比如说这个根切和配置这个中心距之外，所以这样就使得有不同的要求，在这里我们采用变位齿轮是很合适的，齿轮变位能提高齿轮寿命。
这里所说的高度变位齿轮副两个啮合齿轮变位系数加起来就是等于零。而角度变位齿轮副变位系数的和不为零。角度变位有高度变位的优点而且免去高度变位的缺点。
通过几个齿轮安装在所述中间轴和第二轴相结合组成变速器，由于需要确保每挡齿轮比，使每对齿啮合的齿轮和不同。为了确保所有的齿轮具有同样的中心距，这时应使齿轮变位。所以当齿轮齿和齿轮传动或者所说的齿轮副标准高度变位的数量就应该要用角度变位。这里由于角度的变位来获取非常好的啮合的性能效果和传输质量的标准，是很好的所以用的人很多。对于斜齿轮，而且经选择合适的角度，从而使中心距相同。
我们的变位系数一定是能增大接触强度、弯曲强度和抗胶合以及耐磨损还有就是要求选取对我们最有利的变位系数。在这里对普遍使用的高档齿轮来讲，要增加接触强度,应该选用的变位系数尽量大一点,所以两齿轮的齿廓叙渐开线距离基圆较远，用来增加一样齿廓曲率半径，使接触应力变小。然而低挡齿轮，为了增加耐磨性分和抗胶合能力，选用的变位系数能够降低齿轮的相当的滑动系数，并且能使两齿轮齿根外的滑动系数逐渐平。
使用表格分布修正系数可能没有检查是否有干扰，削弱，齿顶变尖和低重合系数等。齿轮的基本数据如下所列

Z1
Z2
Z3
Z4
Z5
Z6
Z7
Z8
Z9
Z10
Z11
Z12
Z13
z
13
37
17
33
22
33
26
29
31
24
14
21
39
b
18
17
18
17
18
17
16
15
16
15
18
18
16
β
21.11°
21.11°
22.55°
22.55°
22.55°
0
表4
计算变位系数[4]：
通过已知实际中心距，β，，z
标准中心距为：=(+)/(2*cosβ)
端面压力角：:
端面的啮合角为：:

inv=inv+2*( +)* /(+)
(inv= -)
=*cos /cos
=arccos(*cosαt / )
代入式经过我们整后得：= +=(inv-inv )*( + )/2*
求得、、、、
据六艺方圆计算，分配出变位系数:
、、、、、、、、、 、、、如下表5：

2.5
2.5
2.25
2.25
2.25
2.5
2.5
2.5

2.68
2.68
2.44
2.44
2.44
2.5
2.5
2.5

20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°
20°

21°18′48″
21°18′48″
21°30′34″
21°30′34″
21°30′34″
20°
20°
20°

21.32°
21.32°
21.52°
21.52°
21.52°
20°
20°
20°

16.01
45.6
20.9
40.6
27.9
41.9
33.0
36.8
39.4
30.5
14
21
39

2.8
1.2
2.6
1.4
2.1
1.5
1.9
1.7
1.5
2.1
-1.5
8.5
2.0

1.8
3.4
2.0
3.2
2.1
2.6
2.2
2.5
2.6
2.1
-14.1
-24.1
2.63

34.84
99.15
45.56
88.44
53.60
80.40
63.34
70.65
75.52
58.47
35.00
52.50
97.50

40.46
101.54
50.81
91.19
57.76
73.44
67.22
73.99
78.57
62.64
31.99
69.54
101.50

31.21
92.39
41.56
81.94
49.44
75.11
58.90
65.66
70.24
54.31
63.20
100.76
92.24

0.33
-0.33
0.25
-0.25
0.126
-0.124
0.06
-0.59
0.124
-0.125
0.25
-0.25
0
表5

注：
直齿圆柱齿轮
斜齿圆柱齿轮
齿顶高=（＋－）
端面模数=/；
齿根高=（+ －）
分度圆直径=
齿顶高系数=1.0
齿顶圆直径=+2
顶隙系数=0.25
齿根圆直径=-2.5
齿顶圆直径=+2
全齿高=+=2.25
分度圆直径=

全齿高=+

齿根圆直径=-2

（其他的可以依据直齿齿轮的公式计算）

第4章 变速器齿轮计算与校核
4.1齿轮的材料、损坏原因和形式
我们这里的齿轮材料选择20CrMnTi。
我们知道变速器齿轮破坏有有下面几个方式：
4.1.1轮齿折断
齿的根部比较容易出现断裂，有两种情况断齿，牙齿受到突然很大冲击载荷，导致轮齿断裂。另外的是被反复荷载的作用下，裂纹逐渐延伸到一定深度的，齿轮折断。
我们采用下面的方法，来优化轮齿的弯曲强度：这样就能加大齿根齿厚;并且使得齿根圆角半径变大;并且用了长齿齿轮传动;这样才能加大重合度;让啮合的齿对数的同时增加;齿面和齿根圆角越光滑越好;这样就能加大材质的许用应力。
4.1.2齿面点蚀
齿面点蚀是封闭式齿轮传动装置常常发生的损坏方式。由于各种原因会渐渐产生很多锋利的齿轮面的小小裂缝。随着裂纹里油的压力升高，裂纹继续扩大，以至于齿面表层的脱落，大量齿面的点蚀成扇形，这是齿面点蚀。以提高接触强度方法：一个是合理的选用齿轮参数，以减少接触应力。
4.1.3齿面胶合
在这里接触应力增大一点点，从而就会让我们的牙齿表面损伤得很厉害，我们选的金属材料在两齿面中间直接和那些东西去接触，他们是有非常高的局部温度的，这就使得每个焊接密合性变得大一点，而这样就能使得齿面通过这个滑动的方向有了撕伤的地方，这种形式的损坏我们称之为胶合。
一个方面使用比较大一点或者当他是加上耐压添加剂的润滑油，这样的结果是增强油膜强度，这样的结果是能使局部不发生温升的好处，这样来防止齿面胶合。
4.2变速器齿轮的强度计算与校核
和另外的机械设备与变速器相比，汽车变速箱齿轮用于不同的目的条件下保持相似。另外我们的汽车变速器齿轮运用的材料是相同的，还有热处理方式也相同，加工方式也是的，准确度等级也一样，支持的方式基本相同。因此，用于计算的一个更通用的简化的公式来计算汽车齿轮的数目，强度和齿轮比，也可以得到更准确的结果。
4.2.1计算各轴的转矩
我们选的汽车的发动机的最大转矩是140Nm，而我们的齿轮的传动效率99%，然而离合器的传动效率则是99%，我们选轴承的传