汽车变速箱及其主要零件设计

任天泽

（湖南工业大学 机械工程学院，湖南 株洲 412000）

汽车变速箱及其主要零件设计

任天泽

（湖南工业大学 机械工程学院，湖南 株洲 412000）

汽车工业是在新时代经济、生活中非重要的一个项目，是国家经济发展的一项重要指标，而变速箱的加工生产水平则可以在很大程度上决定汽车的水平和品质，所以是当今时代应该非常重视的领域，它关系到一个国家汽车经济的发展与制造业的先进性。所以文章着重探讨汽车变速箱箱体及其内部零件的设计制造。

变速箱；零件；设计

1 我国汽车工业发展现状

随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车持有量飞速增长，我国已经迈入汽车大国行列，汽车工业已经成为我国的重要支柱产业。但虽然我国汽车制造水平有所提高，且正在不断完善和成熟，但在变速器制造与设计等方面，仍与发达国家存在着不小的差距。我国是一个运输大国，对于载货汽车的制造及使用在数量上一直处于世界的前列。所以一旦能够达成载货汽车方面的优化，相信更加能够节约成本，提高效率。

20世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的飞速发展，组合机床的加工精度同样随之有所提高，因而汽车也就自然而然成为日常生活的主要交通工具，对国家的发展和人民的生活都有着重要意义。

我国汽车行业至今依然主要依靠进口，而国产汽车与进口汽车相比，最大的几个特点就是价位低、产品稳定性、可靠性差、零件加工手段落后。

针对汽车行业来讲，变速箱的加工技术和方法显得尤为重要。在加工方面，机床的先进与否大大地决定了变速箱的性能与使用寿命等重要参数。组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定。

2 自动化加工技术在汽车行业的巨大作用

（1）分析汽车变速箱箱体的零件图，试拆装变速器，深入了解变速器内各零部件的结构、动力传递方向、运动机理及装配工艺，用三维CAD软件建立三维模型，确定加工方案。

（2）根据变速器的各项基本参数，完成变速器齿轮的设计及计算，确定最开始的加工基准，粗加工、精加工的先后顺序、以及加工余量、切削速度等参数，根据金属切削原理及刀具使用确定切削用量和刀具。

（3）熟悉变速器轴的运动学原理和动力传递路线，完成变速器轴和轴承的结构型式的选择，运用机械设计的知识完成传动零件的强度校核计算。

（4）试反复拆卸安装同步器，深入了解变速器内部各零件结构、动力传递的路线、运动原理和装配工艺，完成同步器结构类型选择。

（5）钻孔铰孔定位孔等其他步骤专用夹具的设计。夹具设计以可以便捷地消除机体（工件底面的定位所限制的3个自由度，侧面定位所限制的2个自由度以及其端面定位所限制的1个自由度）共六个自由度，使所加工工件能够最快获得可靠定位为主要准则。

（6）绘制设计任务所需部分的部件装配图，例如：档位中主、从动齿轮图、主变速器箱体装配图以及输入轴图和换挡拨叉零件图等等。

3 合理的加工艺方案对工件精确度的重要性

（1）制定合理全面正确的工艺方案，通过计算敲定该组合机床的相关计算和结构方案，并进行校核。

（2）机床夹具的外型及零件外型塑造。

（3）主轴箱草图的设计及绘制，注意变速器的外形尺寸及传动比计算，设计主轴箱的主传动系统。

（4）各轴参数的选择及有关的设计计算的校核。本机床的加工为单工加工，即这种定位方式特点：①可使工件快速消除所有自由度而件获得可靠定位，保证了零件夹紧后的稳定性。②能在同一时间加工某一工件三个端面上的所有孔，既能将工序高度集中，又便于提高三个端面所有类型孔的加工精度。③在工件上表面进行定位，可以减少对其夹紧造成的形变误差，变速器操纵机构及箱体的设计对变速器操纵机构的要求该基准即定位基准可以保证变速箱主体加工的精度，变速器操纵机构及箱体的设计对变速器操纵机构的要求使得机床许多部件都能够更好地实现通用化，便于大幅缩减设计和制造的周期、有助于降低设计生产的成本。④对每个齿轮齿数、齿轮的尺寸计算之后对每个齿轮进行强度校核。⑤基于三维的变速箱壳体组合机床夹具设计而选择了定位基准的同时，要相应地决定夹紧的位置，该次设计采用的夹压技术为液压式夹紧，夹紧部位刚好在刚度较大的钢板上面，这样可以在数量上最大限度地减少甚至可以忽略零件在受到夹具夹紧后产生的形变。

4 对将要解决的主要问题及解决问题的方法进行的说明

变速器的箱体是整个变速器最为基础的件，它提供一个平台使其内部轴、齿轮等相关不相关零件聚合在一起构成一个整体，并互相保持正确的位置，以传递转矩或者改变转速以达到所需要达成的机械运动。变速器的整体尺寸和前进挡以及倒档的传动比的选择非常重要，变速器箱体的加工完善程度会对变速器的使用性能、工作精度和工作寿命产生直接的影响。因此，如何保证位置精度及各高精度孔系的精度，对中间轴的尺寸选择，确定中间轴上的花键尺寸并校核强度是本设计的技术难点。

5 结语

我们要根据所学知识，以及利用去图书馆，与同学交流，请教老师等途径了解目前机械设计、加工、制造行业所涉及和欠缺的东西，进而针对所提出的问题进行合理分析和讨论，完善自己的想法，通过不断优化与修改数据来完成自己的设计，从而得到更多的知识和技能，为社会创造更多的财富。

[1]田培棠.夹具结构设计手册[M].北京:国防工业出版社,2011.

[2]陈宏钧.机械加工工艺手册[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]冯辛安.机械制造装备设计[M].北京:机械工业出版社,2008.

[4]卢颂峰.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社,2006.

[5]闻邦椿.机械设计手册单行本[M].北京:化学工业出版社,2004.

An Investigation into the Design for Automobile Transmission and its Main Parts

REN Tian-ze
(Institute of Mechanical Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou,Hunan 412000，China).

Automobile industry is an important project in the new era of economy and life,,is an important index which shows the development of national economy,whill the production level oftransmission could largely determine the automobiles’level and quality,at a result great attention shall be paid to itin modern time and it is related to the development of automobile economy and the advancement ofmanufacturing industry.As a result,this paper discussed the design and manufacture of automobile transmission box and its internal parts.

automobile transmission;parts;design

U463.212

A

2095-980X（2015）02-0084-01

2015-01-14

任天泽（1991-），男，辽宁建平人，大学本科，主要研究方向：机械工程及自动化。