当大的范围内变化。为解决这矛盾，在传动系统中设置了变速器，用来改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步加速上坡等，同时使发动机在最有利的工况范围下工作在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。变速器设计的目的就是为了满足上述的要求，使汽车在特定的工况下稳定的工作。变速器除了要能满足定的使用要求外，还要保证使其和汽车能有很好的匹配性，可以提高汽车的动力性和经济性，保证发动机在有利的工况范围内工作提高汽车的使用寿命降低能源消耗减少汽车的使用噪声等。这就要求设计人员依据汽车的技术参数，合理的选择变速器的参数，使所设计的变速器能和整车具有很好的匹配性。汽车变速器国内外现状和发展趋势变速器国内外的现状早期的汽车传动系，从发动机到车轮之间的动力传动形式是很简单的。年法国制造出第辆带有变速器的汽车。年英国人赫伯特福鲁特采用耐用的摩擦材料进步完善了变速器的性能。现代汽车变速器是年由法国人路易斯雷纳本哈特和艾米尔拉瓦索尔推广使用的。目前为止，变速器经历了几个发展阶段，主要为手动变速器手动变速器主要采用齿轮传动的降速原理。变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器内的不同的齿轮副工作。手动变速器又称手动齿轮式变速器，含有可以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变矩的目的。手动变速器的换挡操作可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单故障率相对较低价廉物美。自动变速器自动变速器是根据车速和负荷油门踏板的行程来进行双参数控制，挡位根据上面的两个参数来自动升降。自动变速器与手动变速器的共同点，就是二者都属于有级式变速器，只不过自动变速器可以根据车速的快慢来自动实现换挡，可以消除手动变速器顿挫的换挡感觉。自动变速器是由液力变矩器行星齿轮和液压操纵机构组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。无级变速器无级变速器又称为连续变速式无级变速器。这种变速器与般齿轮式自动变速器的最大区别，是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。无级变速器结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，主要靠主动轮从动轮和传动带来实现速比的无级变化。无限变速式机械无级变速器无限变速式机械无级变速器与其它自动变速器的差别之是不使用变矩器。变矩器的作用是通过油液介质将发动机动力传递给变速器，它的传递效率通常只有。由于不使用变矩器，与其它变矩器比较，具有效率高不易打滑油耗低不需要工艺复杂造价高昂的金属传送带结构简单成本低等系列优点，加上传递扭矩大，长时间使用也不会过度发热，不但使用于轿车，也使用于越野车，是种新型变速器。汽车变速器的发展趋势回顾汽车变速器的发展可以清楚的知道，变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，其技术的发展，是衡量汽车技术水平的个重要依据。现代汽车变速器的发展趋势，是向着可调自动变速器或无级变速器的方向发展。自动变速器多挡化虽能扩大自动变速的范围，但它并非安全迅速。理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的无挡比的切换变速比，是变速器始终按最佳换挡规律自动变速。无级化是对自动变速器的理想追求。现代无级变速器传动效率提高，变速反应快油耗低。随着电子技术的发展，变速器的自动控制进步完善，在各种使用工况下能实现发动机与传动系的最佳匹配，控制更加精确有效，性能价格比大大提高。无级变速器装有自动控制装置，行车中可以根据车速自动调整挡位，无需人工操作，省去了换挡及踩踏离合器踏板的操作。其不足之处在于价格昂贵维修费用很高，而且使用起来比手动挡车费油，尤其是低速行驶或堵车中走走停停时，更会增大油耗。当今世界各大汽车公司对无级变速器的研究都十分活跃。不久的将来，随着电子控制技术的进步完善，电子控制式的无级变速器可望得到广泛的发展和应用。手动变速器的特点和设计要求及内容手动变速器的特点手动变速器的挡数通常在挡以下，当挡数超过挡时，可以在挡以下的主变速器的基础上，再行配置副变速器，通过两者的组合获得多挡变速器。近年来，为了降低油耗，变速器的挡数有增加的趋势。目前，乘用车般采用个挡位的变速器。发动机排量大的乘用车多用个挡。商用车变速器采用个挡或多挡。载质量在的货车采用五挡变速器，载质量在的货车采用六挡变速器。多挡变速器多用于总质量大些的货车和越野车上。些汽车的变速器，设置有用在良好的路面上轻载或空车驾驶的场合的超速挡，超速挡的传动比小于。采用超速挡，可以提高汽车的燃油经济性。但是如果发动机功率不高，则超速挡使用频率很低，节油效果不显著，甚至影响汽车的动力性。从传动机构布置上来说，目前，两轴式和三轴式变速器都得到了广泛的应用将各参数代入公式后得所以挡齿轮的接触强度合格。二挡齿轮的强度校核弯曲强度校核二挡齿轮为斜齿轮，由式得齿轮的弯曲应力公式为式中齿形系数由图得，。将二挡齿轮的参数代入上式后得所以二挡齿轮的弯曲强度合格。接触强度校核由式得齿轮接触强度的公式为确定有关的参数和系数齿面法向力将各参数代入得主从动齿轮节点处的曲率半径，将参数代入公式后得所以二挡齿轮的接触强度合格。三挡齿轮的强度校核弯曲强度的校核三挡齿轮为斜齿轮，由式得齿轮的弯曲强度公式为式中齿形系数由图得，。代入各参数后得所以三挡齿轮的弯曲强度合格。接触强度的校核由式得接触强度的公式为确定有关的参数和系数齿面法向力代入参数后得主从动齿轮节点处的曲率半径，将参数代入公式后得所以三挡齿轮的接触强度合五挡齿轮的校核弯曲强度的校核五挡齿轮为斜齿轮，由式弯曲强度校核的公式为式中齿形系数由图得，。将各参数代入式中得所以齿轮的弯曲强度合格。接触强度的校核由式得接触强度的公式为确定有关的参数和系数齿面法向力代入参数后得主从动齿轮节点处的曲率半径，将各参数代入公式后得所以五挡齿轮的接触强度合格。本章小结在齿轮设计计算过程中，需要全面考虑，分清主次要方面，最大限度的平衡各方面关系，设计出正确的齿轮形式，完成了对齿轮的设计计算问题。第章变速器轴和轴承的设计计算初选变速器轴的轴径和轴长变速器在工作时承受着转矩及来自齿轮啮合的圆周力径向力和斜齿轮的轴向力引起的弯矩。刚度不足会引起弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，产生过大的噪声，降低齿轮的强度耐磨性及寿命。设计变速器轴时，其刚度大小应以能保证齿轮能有正确的啮合为前提条件。轴的径向及轴向尺寸对其刚度影响很大，且轴长与轴径应协调。变速器第二轴与中间轴的最大直径可根据中心距按以下公式初选则故可取第二轴的最大直径，中间轴的最大直径中。第轴花键部分的直径可根据发动机的最大转矩按下式初选则故可取第轴花键部分的直径为。变速器的最大直径和支承间的距离可按下列关系初选中间轴故中间轴可初选为。第二轴故第二轴的长度可初选为。初选的轴径还需根据变速器的结构布置和轴承与花键弹性挡圈等标准以及轴的刚度和强度验算结果进行修正。轴的结构设计如图所示，根据轴的受力，取第轴装轴承处的直径为，第二轴装轴承处的直径为，中间轴装轴承处的直径为，，，，，，。图齿轮和轴上的受力简图变速器轴的强度计算齿轮和轴上的受力计算根据受力简图，可计算出变速器的齿轮和轴上的作用力。第轴中间轴第二轴轴的强度计算在进行轴的强度和刚度验算时，欲求三轴式变速器第轴的支承反力，必须先求出第二轴的支承反力。应当对每个挡位下的轴的刚度和强度都进行验算，因为挡位不同不仅齿轮的圆周力径向力和轴向力不同，而且着力点也有变化。验算时可将轴看作是铰接支承的梁，第轴的计算转矩为发动机的最大转矩。求第二轴支反力在垂直平面内的支反力由得由得在水平面内的支反力由得求第轴支反力求中间轴的支反力在水平面内的支反力在垂直平面内的支反力验算轴的强度作用在齿轮上的径向力和轴向力，使轴在垂直平面内弯曲变形，而圆周力使轴在水平面弯曲变形。在求取支点的垂直面和水平面内的反力后，计算相应的垂向弯矩水平弯矩。则轴在转矩和弯矩的同时作用