摘  要
变速器是汽车重要的传动系组成，在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。变速器能在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车倒退行驶，而且利用挡位可以中断动力的传递。所以变速器的结构设计的合理性直接影响到汽车动力性和经济性。设计要求达到换挡迅速、省力、方便、有较高的工作效率、工作噪声低。
本次设计的是轻型载货汽车变速器设计。它的布置方案采用中间轴式5+1挡和锁环式同步器换挡，其中一轴和第二轴的轴线在同一直线上。这种布置形式缩短了变速器轴向尺寸，在保证挡数不变的情况下，减少齿轮数目，从而使变速器结构更加紧凑。最后绘制装配图及零件图。设计结论表明，变速器齿轮及各轴尺寸确定，各轴强度的校核满足设计要求，设计结构合理。
关键词：变速器，轴，齿轮

目  录
1  绪论    3
1.1 选题的背景及意义    3
1.2 研究的现状    4
1.2.1 国外的研究现状    4
1.2.2 国内的研究现状    6
1.3 自动导引运输小车的发展前景    7
1.4  本文主要采用的研究方法    8
1.5  本次设计主要研究内容    8
2  机构的传动方案分析    9
2.1 传动结构设计分析    9
2. 2变速器主传动方案的选择    9
2. 3倒挡传动方案    10
2. 4换档形式    10
2. 5传动方案的最终确定    11
3  齿轮的设计和校核    12
3.1传动比范围    12
3.2 齿轮参数    13
3.3 各档齿轮齿数的分配和各档传动比    14
3.3.1确定一档齿轮的齿数    14
3.3.2 确定常啮合传动齿轮副的齿数    14
3.3.3  确定其他各档的齿数    15
3.3.4确定倒档齿轮齿数    16
3.3.5  变速器齿轮的变位    16
3.4齿轮强度计算及校核    18
3.4.1 各轴的转矩计算    18
3.4.2 斜齿齿轮弯曲强度校核    18
3.4.3 斜齿齿轮接触应力校核    19
4  轴的设计和校核    21
4.1 轴的功用及设计要求    21
4.2 初选轴的尺寸    21
4.3 轴的刚度与强度计算    21
4.3.1 轴的刚度校核    21
4.3.2 轴的强度校核    22
4.4 键的设计与校核    23
结  论    25
致  谢    26
文 献 参 考    27

1 绪论
1.1 选题的背景及意义
汽车变速器是现代汽车的重要组成部分之一，它能够实现发动机输出的扭矩和转速的变换，以适应不同的车速和负载条件，提高汽车的运行效率和性能[1]。汽车变速器研究的背景可以追溯到汽车发明的早期，随着汽车技术的不断发展和进步，汽车变速器的研究也在不断深入[2]。汽车是人类智慧的结晶，它的发明和发展经历了一个漫长的过程。从最早的蒸汽车到内燃机车，再到现代的电动汽车，汽车技术一直在不断地进步和创新。在汽车技术发展的不同阶段，汽车变速器的设计和性能也在不断地改善和完善，以适应不同的技术需求和市场需求。随着汽车市场的不断扩大和竞争的加剧，汽车制造商们不断地推陈出新，以满足消费者对汽车性能、安全、舒适度和环保性能的不断提高的要求[3]。在这个过程中，汽车变速器作为汽车的关键部件之一，其性能的提高也成为了制造商们竞争的重要方面。因此，汽车变速器的研究和开发也成为了汽车制造业的一个重要领域。随着现代汽车技术的不断进步，包括发动机技术、材料技术、控制技术等方面的发展，汽车变速器的设计和性能也在不断地更新和改善[4]。例如，现代汽车变速器普遍采用自动变速器和CVT变速器，这些新型变速器可以更好地适应不同的驾驶需求和路况条件，并提高汽车的燃油经济性和环保性能。随着现代汽车技术的不断进步，包括发动机技术、材料技术、控制技术等方面的发展，汽车变速器的设计和性能也在不断地更新和改善。例如，现代汽车变速器普遍采用自动变速器和CVT变速器，这些新型变速器可以更好地适应不同的驾驶需求和路况条件，并提高汽车的燃油经济性和环保性能[5]。
汽车变速器是汽车传动系统的重要组成部分，其性能的优劣直接影响着汽车的性能、经济性和安全性。因此，汽车变速器研究的意义非常重大，汽车变速器是汽车传动系统中最重要的组成部分之一，它能够实现发动机输出的扭矩和转速的变换，以适应不同的车速和负载条件，提高汽车的加速性能和牵引力。因此，汽车变速器的研究和开发可以大大提高汽车的性能和动力输出，满足消汽车变速器的研究和开发可以提高汽车的燃油经济性，减少汽车的油耗和排放量[6]。例如，新型变速器可以采用更加高效的传动比和更先进的控制技术，实现更低的油耗和更少的排放，符合现代汽车节能减排的要求。费者对汽车性能的要求。汽车变速器的研究和开发也可以提高汽车的安全性能。例如，现代汽车变速器采用了更加先进的控制技术和传感器技术，能够更加准确地识别车辆的行驶状态和路况条件，实现更加安全和稳定的驾驶[7]。
1.2 研究的现状
1.2.1 国外的研究现状
在商用车出现的早期阶段，货车变速器主要采用手动变速器，驾驶员需要手动操作离合器和换挡杆，实现不同档位的换挡。由于手动换挡需要高度的驾驶技巧和经验，对驾驶员的操作要求非常高。20世纪50年代到70年代，自动变速器开始在商用车中普及，自动变速器可以通过电子控制系统实现自动换挡，大大降低了驾驶员的操作难度和疲劳程度。同时，自动变速器可以提供更加平稳和高效的动力输出，也使商用车的经济性和可靠性得到了提高[8]。
货车变速器是商用车传动系统中重要的组成部分，其性能的优劣直接影响着商用车的运输效率、经济性和可靠性。目前，货车变速器的研究在国外已经1.2.取得了一些重要的进展和成果。液力变速器是一种传统的变速器类型，但在近年来得到了广泛的应用和改进[9]。国外一些汽车公司已经推出了基于液力变速器的自动变速器系统，该系统采用电控技术和液力传动技术相结合，实现更加高效的动力输出和更加平稳的换挡过程。自动变速器是商用车传动系统的主流，国外的一些汽车公司在自动变速器技术上取得了重要的进展。例如，美国底特律柴油发动机公司研发了一种先进的自动变速器系统，该系统采用电控技术和液力传动技术相结合，实现更加高效的动力输出和更加平稳的换挡过程。如下图1-1所示的沃尔沃变速器图[10]。

图1-1 沃尔沃变速器

在20世纪50年代到60年代，液力变速器开始在货车中应用，液力变速器可以提供更加平稳的动力输出，使得货车在起步和加速时更加平稳，也可以提高经济性。液力变速器还可以实现无级变速，使得驾驶员可以根据不同的路况和载荷情况进行智能调整[11]。在21世纪初，双离合器变速器开始在商用车中应用，双离合器变速器可以实现快速换挡，同时提供更加高效和平稳的动力输出。双离合器变速器具有比传统液力变速器更高的传动效率，同时也可以降低油耗，提高经济性[12]。电子控制系统在货车变速器中的应用越来越广泛，电子控制系统可以实现更加智能化和精确的控制，也可以实现更加高效的动力输出和更加平稳的换挡过程。同时，电子控制系统还可以通过数据传输和分析实现更加精确的驾驶行为分析和车辆管理。货车变速器是商用车传动系统中的重要组成部分，其发展历程是与商用车的发展和技术进步密不可分的[13]。如下图1-2所示的艾利逊变速器图。