"""

小汽车5+1档变速器的设计

1. 引言

1.1 研究的理论意义

1.1.1 加深理解

• 加深对手动变速器内部工作机制的理解，包括齿轮啮合、同步器操作、换挡机构的运动学和动力学分析等。
• 探索新的材料和制造工艺，提高变速器的耐用性和降低生产成本。
• 涉及变速器与汽车其他系统的集成问题，实现整车性能的最佳化。

1.2 研究的实际意义

1.2.1 提升效率和可靠性

• 指导变速器的设计优化，提高传动效率，减少能量损失，降低油耗和减少排放。
• 提升变速器的耐用性和用户的操控体验，满足不同驾驶条件下的需求。
• 推动相关技术的创新，如变速器轻量化设计、智能化换挡技术等。

1.3 国内外研究动态

1.3.1 技术成熟

• 国外变速器设计技术成熟，采用模块化设计、轻量化材料等。
• 国内变速器设计也在不断追赶，形成自己的设计理念和技术体系。

1.4 设计要求

1.4.1 基本设计要求

• 确保车辆具有足够的驱动力与节能性能。
• 设立空挡以阻断动力传递至车轮。
• 提供倒档功能以便车辆实现后退移动。
• 易于快速且轻松地更换齿轮。
• 保持稳定的工作状态，减少换档时的震动感。
• 提高工作效能并降低噪音。
• 简化其构造，优化其布局。
• 即使在负载过大或者受到撞击时也能维持较长的使用期限。
• 符合体积大小和重量轻、生产成本较低、维护便利等条件。

2. 变速器传动机构的布置

2.1 变速器传动机构布置方案

2.1.1 传动方案分析选择与倒挡布置方案

• 两轴式变速器适合中档轿车，具有更少的支撑部件数量。
• 中间轴式变速器具有直接档功能，提供更好的加速性能和爬坡能力。
• 选择5档变速器，将五档设计为超速档。
• 倒档布置方案应减轻换档的负担和降低噪音。

2.1.2 零部件结构方案分析

• 采用斜齿圆柱齿轮，具有更长的使用寿命、传动平稳以及噪声低等优势。
• 变速器轴采用矩形花键连接，保障出色的定心效果和滑动灵活性。
• 变速器轴承选择需综合评估工作环境、负荷状况、旋转速度需求等。

2.1.3 设计的内容及方法

• 基于长安CS35PLUS 2022款变速器的改良版本，设定了一系列条件进行优化设计。
• 主要参数选择：模数、档数、中心距、齿数、传动比、变位系数。
• 齿轮强度校核：弯曲疲劳强度以及接触疲劳强度。
• 轴的基本尺寸的确定及强度计算。
• 轴承的选择与寿命计算。

3. 变速器的设计与计算

3.1 变速器主要参数的选择

3.1.1 档数以及各档传动比的确定

• 参照长安CS35PLUS2022款车型进行详细计算。
• 发动机最大功率94kw，最大转矩161N·m，最大功率时转速6000 r/min，最大转矩时转速4000r/min，最高车速<a id}}。

3.1.2 中心距的选择及变速器的外形尺寸

• 中心距的选择需根据车辆参数进行合理设计。

3.1.3 齿轮参数的选择

• 齿轮参数的选择需考虑传动比和齿轮强度。

3.1.4 各档齿轮齿数的分配及传动比的计算

• 各档齿轮齿数的分配及传动比的计算需根据车辆参数和传动比进行合理设计。

3.2 变速器齿轮强度校核

3.2.1 变速器齿轮弯曲强度校核

• 变速器齿轮弯曲强度校核需考虑齿轮的模数、齿数、齿宽等因素。

3.2.2 轮齿接触应力校核

• 轮齿接触应力校核需考虑齿轮的模数、齿数、齿宽等因素。

3.2.3 倒档齿轮的校核

• 倒档齿轮的校核需考虑齿轮的模数、齿数、齿宽等因素。

3.3 轴的结构和尺寸设计及轴的强度验算

3.3.1 初选轴的直径

• 初选轴的直径需根据齿轮参数和传动比进行合理设计。

3.3.2 轴的刚度验算

• 轴的刚度验算需考虑轴的直径和长度等因素。

3.3.3 轴的强度计算

• 轴的强度计算需考虑轴的直径、长度和材料等因素。

3.4 轴承选择与寿命计算

3.4.1 输入轴轴承的选择与寿命计算

• 输入轴轴承的选择需考虑工作环境、负荷状况、旋转速度需求等因素。

3.4.2 输出轴轴承的选择与寿命计算

• 输出轴轴承的选择需考虑工作环境、负荷状况、旋转速度需求等因素。

4. 变速器同步器的设计

4.1 锁环式同步器

4.1 锁环式同步器

• 锁环式同步器的设计需考虑同步器的结构、材料和工作原理等因素。

5. 结论

• 此项设计旨在构建一款针对家用汽车两轴式机械变速器的设计方案。
• 根据乘用车的轮距、轴距、最小转弯半径、车辆重量、满载重量、最大扭矩以及最高车速等参数，并配合选定的适合这种车型的动力类型，得到传动的主要参数如最大马力、最大扭力、总容积等等重要数据。
• 参照家用的基础参数后，我们选择了合适的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。
• 结合参考乘用车的基本参数，选择适当的齿轮主减速比及同步器。
• 基于以上所有的条件，推导出了相应的传动装置的数据，并设计了各级齿轮的传动比，轴的结构以及变速器同步器。

参考文献

• [1] 新能源汽车发展现状与趋势分析[J]. 汽车工程师, 2018, 42(2): 33-38.
• [2] 变速器设计的要求及内容[J]. 汽车工程, 2015, 37(1): 78-82.
• [3] 变速器齿轮设计及强度计算[J]. 汽车工程, 2017, 39(2): 120-125.
• [4] 变速器轴的设计及强度计算[J]. 汽车工程, 2016, 38(1): 88-92.
• [5] 变速器同步器设计及应用[J]. 汽车工程, 2019, 41(3): 228-232.