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附 錄
Manual Transmission
It’s no secret that cars with manual transmissions are usually more fun to drive than the automatic-equipped counterparts. If you have even a passing interest in the act of driving, then chances are you also appreciate a fine-shifting manual gearbox. But how does a manual transmission actually work?
A history hows that manual transmissions preceded automatics by several decades. In fact, up until General Motors offered an automatic in 1938, all cars were of the shift-it-yourself variety. While it’s logical for many types of today’s vehicles to be equipped with an automatic---such as a full-size sedan, SUV or pickup----the fact remains that nothing is more of a thrill to drive than a tautly suspended sport sedan, sport coupe or two-seater equipped with a precise-shifting five-or six-speed gearbox.
We know which types of cars have manual trannies. Now let’s take a look at how they work. From the most basic four-speed manual trannies. Now let’s take a look at how they work.From the most basic four-speed manual in a car from the’60s to the most high-tech six-speed one in a car of today, the principles of a manual gearbox are the same. The driver must shift from gear to gear. Normally, a manual transmission bolts to a clutch housing ,in turn, bolts to the back of the engine. If the vehicle has front-wheel drive, the transmission still attaches to the engine in a similar fashion but is usually referred to as a transaxle. This is because the transmission, differential and drive axles are one complete unit. In a front-wheel-drive car, the transmission also serves as part of the front axle for the front wheels. In the remaining text, a transmission and a transaxle will both be referred to using the term transmission.
The function of any transmission is transferring engine power to the driveshaft and rear wheels . Gears inside the transmission change the vehicle’s drive-wheel speed and torque in relation to inside the transmission change the vehicle’s drive-wheel speed and torque in relation to engine speed and torque. Lower gear ratios serve as torque multipliers and help the engine to develop enough power to accelerate from a standstill.
Initially, power and torque from the engine comes into the front of the transmission and rotates the main drive gear, which meshes with the cluster or counter shaft gear----a series of gears forged into one piece that resembles a cluster of gears. The cluster-gear assembly rotates any time the clutch is engaged to a running engine, whether or not the transmission is in gear or in neutral.
There are two basic types of manual transmissions. The sliding-gear type and the constant-mesh design. With the basic---and now obsolete---sliding-gear type, nothing is turning inside the transmission case except the main drive gear and cluster gear when the trans is in neutral. In order to mesh the gears and apply engine power to move the vehicle, the driver presses the clutch pedal and moves the shifter handle, which in turn moves the shift linkage and forks to slide a gear along the mainshaft, which is mounted directly above the cluster. Once the gears are meshed, the clutch pedal is released and the engine’s power is sent to the drive wheels. There can be several gears on the mainshaft of different diameters and tooth counts, and the transmission shift linkage is designed so the driver has to unmesh one gear before being able to mesh another. With these older transmissions, gear clash is a problem because the gears are all rotating at different speeds.
All modern transmissions are of the constant-mesh type, which still uses a similar gear arrangement as the sliding-gear type. However, all the mainshaft gears are in constant mesh with the cluster gears. This is possible because the gears on the mainshaft are not splined to the shaft, but are free to rotate on it. With a constant-mesh gearbox, the main drive gear, cluster gear and all the mainshaft gears are always turning, even when the transmission is in neutral.
Alongside each gear on the mainshaft is a dog clutch, with a hub that’s positively splined to the shaft and an outer ring that can slide over against each gear. Both the mainshaft gear and the ring of the dog clutch have a row of teeth. Moving shift linkage moves the dog clutch against the adjacent mainshaft gear, causing the teeth to interlock and solidly lock the gear to the mainshaft.
To prevent gears from grinding or clashing during engagement, a constant-mesh, fully “synchronized”manual transmission is equipped with synchronizers. A synchronizer typically consists of an inner-splined hub, an outer sleeve, shifter plates, lock rings and blocking rings. The hub is splined onto the mainshaft between a pair of main drive gears. Held in place by the lock rings, the shifter plates position the sleeve over the hub while also holding the floating blocking rings in proper alignment.
A synchro’s inner hub and sleeve are made of steel, but the blocking ring----the part of the synchro that rubs on the gear to change its speed----is usually made of a softer material, such as brass. The blocking ring has teeth that match the teeth on the dog clutch. Most synchros perform double duty----they push the synchro in one direction and lock one gear to the mainshaft. Push the synchro the other way and it disengages from the first gear, passes through a neutral position, and engages a gear on the other side.
That’s the basics on the inner workings of a manual transmission. As for advances, they have been extensive over the years, mainly in the area of additional gears. Back in the’60s,four-speeds were common in American and European performance cars. Most of these transmissions had 1:1 final-drive ratios with no overdrives. Today, overdriven five-speeds are standard on practically all passenger cars available with a manual gearbox.
Overdrive is an arrangement of gearing that provides more revolutions of the driven shaft than the driving shaft. For example, a transmission with a fourth-gear ratio of 1:1 and a fifth-gear ratio of 0.70:1 will reduce engine rpm by 30 percent, while the vehicle maintains the same road speed. Thus, fuel efficiency will improve and engine wear will be notably reduced. Today, six-speed transmissions are becoming more and more common. One of the first cars sold in America with a six-speed was the’89Corvette. Designed by Chevrolet and Zahnradfabrik Friedrichshafen and built by ZF in Germany, this tough-as-nails six-speed was available in the Corvette up to the conclusion of the’96 model year. Today, the Corvette uses a Tremec T56 six-speed mounted at the back of the car.
Many cars are available today with six-speeds, including the Mazda Miata, Porsche Boxster S and 911, Dodge Viper, Mercedes-Benz SLK320, Honda S2000,Toyota Celica GT-S and many others. Some of these gearboxes provide radical 50-percent sixth-gear overdrives such as in the Viper and Corvette, while others provide tightly spaced gear ratios like in the S2000 and Celica for spirited backroad performance driving. While the bigger cars mentioned above such as the Viper and Vette often have two overdrive ratios the smaller cars like the Celica and S2000 usually have one overdriven gear ratio and fifth is 1:1.
Clearly a slick-shifting manual transmission is one of the main components in a fun-to-drive car, along with a powerful engine, confidence-inspiring suspension and competent brakes.
手動變速器
駕駛手動變速器汽車比駕駛自動裝置的汽車更有樂趣，這顯然已經(jīng)不是什么秘密了。如果你有駕駛興趣，那么你就會更喜歡手動變速箱。但是手動變速箱到底是如何工作的呢？
手動變速器要早于自動變速器幾十年。事實上，直到1938年通用汽車公司提供自動變速器以前，所有的轎車都采用的手動變速器?，F(xiàn)在的很多車輛都裝備了自動變速器，如全尺寸轎車，運動型多功能車或皮卡車——事實上是沒有什么能比駕駛配備了五擋或六擋變速箱的跑車或運動雙座跑車更令人興奮的了。
我們知道哪些類型的車配備有手動變速箱?，F(xiàn)在讓我們來看看他們是如何工作的。我們從最基本的六十年代的四擋手動變速箱到今天最高技術(shù)的六擋變速箱來看，其手動變速箱的工作原理是相同的。駕駛員必須從一檔換到另一檔。通常，從一個手動變速器的螺栓到離合器殼體，反過來，從螺栓到發(fā)動機的背面。如果車輛前輪驅(qū)動，變速器仍依附于發(fā)動機工作，但通常又被送交給變速驅(qū)動橋。這是因為變速器，差速器和驅(qū)動軸是一個完整的裝置。在剩下的文章中，變速器和變速驅(qū)動橋都將由術(shù)語傳動裝置來表示。
變速器的功能是將發(fā)動機的動力傳送到傳動軸和后輪。變速器中的傳動裝置以及與變速器內(nèi)部相關(guān)聯(lián)的扭矩改變了汽車驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速。低扭矩齒輪可使扭矩倍增，并且?guī)椭鎻撵o止狀態(tài)加速來發(fā)出足夠的動力。
起初，來自于發(fā)動機的動力和扭矩進入到變速器的前部，并且使主驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，它與齒輪組或副軸齒輪——一組單片齒輪組成的齒輪組共同嚙合。齒輪組旋轉(zhuǎn)時離合器就開始運行引擎，無論是否在傳送動力中的齒輪還是處于空擋中的齒輪。
手動變速箱的基本類型有兩種?；瑒育X輪類型和常嚙合設計類型。隨著基礎(chǔ)型號滑動齒輪式的淘汰，當傳動裝置設置在空擋時，除了主動齒輪和齒輪組以外，其余皆沒有什么變化。為了嚙合齒輪并使發(fā)動機提供動力來移動車輛，司機按下離合器踏板以及移動換檔手柄，從而改變聯(lián)動，使撥叉沿主軸移動。一旦齒輪嚙合時，離合器踏板被釋放，發(fā)動機的動力便被傳送到了驅(qū)動輪。這里可以有若干不同直徑和齒數(shù)的齒輪，變速器換擋桿被設計成在能夠嚙合另一個齒輪前，使這個齒輪處于非嚙合狀態(tài)。隨著這些舊變速箱，齒輪沖突是一個問題，因為所有的齒輪都在以不同的速度旋轉(zhuǎn)著。
所有現(xiàn)代的傳輸都是常嚙合類型，仍然使用的是滑動齒輪式的安排。但是，所有的主軸齒輪都以齒輪組的形式常嚙合。這是很有可能的，因為齒輪在主軸上不是用花鍵鏈接，只要能夠自由旋轉(zhuǎn)就可以了。以常嚙合變速箱，即使是處于空擋狀態(tài)，主傳動齒輪、所有中間軸齒輪和主軸齒輪總是轉(zhuǎn)動。
在主軸上的每個齒輪旁邊是牙嵌式離合器，用這輪轂和外環(huán)可以針對每個齒輪滑動通過樞紐。主軸齒輪和牙嵌式離合器有一排齒。移動的聯(lián)動裝置使與主軸齒輪相對的牙嵌式離合器移動，導致齒互鎖并牢固地鎖定齒輪的主軸。
為了防止在工作中的研磨和沖突，常嚙合完全使手動變速箱齒輪與同步器配備相協(xié)調(diào)。同步器通常由花鍵轂，外套筒，換檔板，鎖環(huán)和阻斷環(huán)組成。該輪轂是在一對主動齒輪之間的花鍵上鏈接。同時保持浮動的鎖環(huán)適當?shù)恼{(diào)整。
一個同步器的中心和套筒是由鋼鐵制成，但鎖環(huán)----同步器上的一部分在齒輪上的摩擦來改變它的速度——鎖環(huán)通常是由較軟的材料制成，如黃銅。阻斷環(huán)上的齒與牙嵌式離合器上的齒相匹配。大多數(shù)同步器執(zhí)行雙重任務----他們推向一個方向同步并將一個齒輪鎖定在主軸上。同步推進的其他方式，它從一檔脫離接觸，通過空檔，并嚙合到另一側(cè)的齒輪上。
這是關(guān)于手動變速箱的內(nèi)部運作的基本知識。至于進展，他們已經(jīng)發(fā)展多年，主要是在齒輪領(lǐng)域。早在六十年代，四速變速箱在美國和歐洲的汽車中就普遍使用。大多數(shù)的變速箱都是一比一的傳動比，無超速傳動。今天，超速轉(zhuǎn)動的五速變速箱是幾乎所有手動變速箱的標準配置。
超速傳動是為了提供給驅(qū)動軸更多的轉(zhuǎn)數(shù)。例如，一個1:1的第四齒輪和一個傳動比0.70:1第五齒輪傳動比將減少百分之三十發(fā)動機轉(zhuǎn)速，而保持同樣的道路車輛的速度。因此，燃油效率就會提高，發(fā)動機的磨損會明顯減少。今天，六速變速箱正變得越來越普遍。在美國出售的配備有六速變速箱汽車是89Corvette。這款車是由雪佛蘭和Zahnradfabrik Friedrichshafen在德國建立的。這種六速變速器是在克維特牌轎車96年車型上使用的。如今，克爾維特在車的后座上使用Tremec T56六速變速箱。
今天許多汽車配備有六速變速箱，包括馬自達Miata，保時捷的Boxster S和911，道奇Viper，奔馳SLK320，本田S2000，豐田Celica的GT - S和其他品牌車輛。這些變速箱的六擋超速擋能夠達到百分之五十的傳動比，如Viper和科威特這類汽車，而其他變速器則提供間隔緊密的齒輪比，如S2000和賽利卡這樣的汽車。然而，上面提到的這些較大Viper和科威特汽車有兩個超速擋，而小型的汽車像塞利卡和S2000這樣的汽車通常有一個是超速擋，而第五擋的傳動比為1：1。
顯然，對于一輛駕駛起來有樂趣的車來說，一個靈活的手動變速箱是其主要組成部分之一，與此同時，一個強大的引擎以及令人充滿信心和激情的懸掛和剎車能力也是駕駛員的樂趣所在。
8
SY-025-BY-2
畢業(yè)設計（論文）任務書
學生姓名
王文龍
系部
汽車與交通工程
學院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-3
指導教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
貨車變速器設計與三維零件設計
一、設計目的、意義
目的：本設計對給定的變速器傳動機構(gòu)布置方案，變速器主要參數(shù)的選擇，變速器齒輪齒數(shù)的計算，變速器齒輪的設計與計算，變速器軸設計計算，同步器設計，變速器結(jié)構(gòu)元件，變速器殼體，進行設計。運用汽車構(gòu)造，汽車理論，機械設計，機械原理等基礎(chǔ)和專業(yè)課程等相關(guān)知識，選擇變速器類型并確定相應的尺寸。為了縮短設計周期和降低開發(fā)成本，基于虛擬樣機技術(shù)，通過Pro/E軟件平臺上實現(xiàn)變速器的輔助設計。
意義：對于車輛工程專業(yè)的本科學生，通過本畢業(yè)設計可以充分復習所學知識，并能提高計算機及軟件使用水平，為以后的工作打下堅實基礎(chǔ)。基于虛擬樣機技術(shù)，在Pro/E軟件平臺上實現(xiàn)變速器的輔助設計是現(xiàn)代制造技術(shù)的必要手段。
二、設計內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
設計的主要內(nèi)容：
（1）研究汽車機械變速器傳動機構(gòu)的組成、結(jié)構(gòu)與設計；
（2）計算變速器傳動機構(gòu)部件的尺寸參數(shù)并進行驗證；
（3）在Pro/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型；
（4）進行三維零件的虛擬裝配（利用部件的鏈接關(guān)系建立部件之間的裝配）；
（5）利用CAD軟件進行裝配結(jié)構(gòu)設計。
技術(shù)要求（研究方法）：
（1）要求研究汽車變速器原理、結(jié)構(gòu)以及設計等基本理論，并將其與機械制圖、機械設計、計算機軟件（Pro/E）等相關(guān)知識有機結(jié)合、熟練運用；
（2）要求運用CAD軟件Pro/E進行零件建模與零件裝配。
三、設計完成后應提交的成果
根據(jù)任務書所給參數(shù)完成變速器傳動部件尺寸計算與相關(guān)部件型號的選擇，建立零部件的等比例物理模型，按實際關(guān)系進行鏈接裝配；
1.5萬字說明書一份，零件圖一套，CAD裝配圖、以Pro/E零件圖和裝配爆炸圖的形式給出。
四、設計進度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第1、2周（2月28日～3月13日）
(2) 計算變速器傳動機構(gòu)部件的相關(guān)尺寸參數(shù)與選擇相關(guān)部件型號，并進行驗證 第3、4、5周（3月14日～ 4月3日）
(3) 在PRO/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型 第6、7、8周（4月4日～4月24日）
（4）利用部件的鏈接關(guān)系建立部件之間的裝配 第9、10、11周（4月25日～5月15日）
（5）裝配圖繪制 第12、13周（5月16日～ 5月30日）
（6）設計1.5萬字說明書一份，零件圖一套（包括PRO/E零件圖）第14周（5月31日～6月5日）
（7）畢業(yè)設計審核、修改 第15、16周（6月6日～6月19日）
（8）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月20日～6月25日）
五、主要參考資料
（1）汽車教材：汽車構(gòu)造、 汽車理論、汽車設計、變速器傳動軸的設計等；
（2）軟件學習類書籍：基于Pro/E的仿真技術(shù)在汽車設計中的應用、基于Pro/E的汽車變速器的虛擬裝配仿真技術(shù)等；
（3）設計手冊類書籍：汽車設計手冊、機械設計手冊等；
（4）期刊文獻資料：中國期刊網(wǎng)中變速器設計的相關(guān)資料（關(guān)鍵詞：變速器 傳動機構(gòu) 虛擬設計）；
（5）新聞及網(wǎng)絡資料等。
六、備注
指導教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
模數(shù)
m
4
齒數(shù)
z
59
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
236
齒頂圓直徑
244
齒根圓直徑
226
圖1 輸出軸一擋齒輪
模數(shù)
m
5
齒數(shù)
z
38
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
198.33
齒頂圓直徑
208.33
齒根圓直徑
185.83
基圓直徑
185.4
圖2 輸出軸二擋齒輪
模數(shù)
m
5
齒數(shù)
z
29
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
153.928
齒頂圓直徑
163.928
齒根圓直徑
141.428
基圓直徑
143.58
圖3 輸出軸三擋齒輪
模數(shù)
m
5
齒數(shù)
z
16
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
93.023
齒頂圓直徑
103.023
齒根圓直徑
80.523
基圓直徑
85.666
圖4輸出軸五擋齒輪
模數(shù)
m
5
齒數(shù)
z
21
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
109.60
齒頂圓直徑
119.60
齒根圓直徑
97.1
基圓直徑
102.454
圖5 中間軸二擋齒輪
模數(shù)
m
5
齒數(shù)
z
29
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
153.928
齒頂圓直徑
163.928
齒根圓直徑
141.428
基圓直徑
143.58
圖6中間軸三擋齒輪
模數(shù)
m
5
齒數(shù)
z
37
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
215.116
齒頂圓直徑
225.116
齒根圓直徑
202.616
基圓直徑
198.102
圖7 中間軸五擋齒輪
模數(shù)
m
5
齒數(shù)
z
35
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
195.969
齒頂圓直徑
205.969
齒根圓直徑
183.469
基圓直徑
181.467
圖8 中間軸常嚙合齒輪
模數(shù)
m
4
齒數(shù)
z
53
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
212
齒頂圓直徑
220
齒根圓直徑
202
圖9 輸出軸倒擋齒輪
模數(shù)
m
4
齒數(shù)
z
35
壓力角
α
20
齒寬
b
32
分度圓直徑
d
140
齒頂圓直徑
148
齒根圓直徑
130
圖10 倒擋軸齒輪
圖11 輸入軸
圖12 輸出軸
圖13(傳動軸-中間軸)
外徑
55
內(nèi)徑
38
寬度
30
圖14輸出軸滾針軸承
外徑
140
內(nèi)徑
65
寬度
33
圖15 輸出軸球軸承
外徑
150
內(nèi)徑
70
寬度
35
圖16 輸入軸球軸承
外徑
D
100
內(nèi)徑
d
55
寬度
B
25
圖17 中間軸圓柱滾子軸承
圖18 一擋和倒擋同步器
圖19 二擋和三擋同步器
圖20 四擋和五擋同步器
圖21 一擋和倒擋撥叉
圖22二擋和三擋撥叉
圖23 四擋和五擋撥叉
圖24 撥叉軸
圖25變速器下箱體
圖26 變速器上箱體
本科學生畢業(yè)設計
貨車變速器設計與三維零件設計
系部名稱： 汽車與交通工程學院
專業(yè)班級： 車輛工程 B07-3班
學生姓名： 王文龍
指導教師： 楊 兆
職 稱： 講 師
黑 龍 江 工 程 學 院
二○一一年六月
畢業(yè)設計（論文）開題報告
設計（論文）題目:貨車變速器設計與三維零件設計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級: 車輛07-3班
學 生 姓 名: 王文龍
導 師 姓 名: 楊兆
開 題 時 間: 2011年3月11日
指導委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）；
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題；
4. 技術(shù)路線或研究方法；
5. 進度安排；
6. 主要參考文獻。
二、“開題報告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設計（論文）開題報告
學生姓名
王文龍
系部
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
車輛B07-3班
指導教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
貨車變速器設計與三維零件設計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
研究現(xiàn)狀：
汽車變速器，是一套用于協(xié)調(diào)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和車輪的實際行駛速度的變速裝置。變速器通過改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使汽車在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設有空擋，可在起動發(fā)動機、汽車滑行或停車時使發(fā)動機的動力停止向驅(qū)動輪傳輸。變速器設有倒擋，使汽車獲得倒退行駛能力。而在需要時，變速器還有動力輸出功能。
由于汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍內(nèi)變化，為此在傳動系中設置了變速器。1886年，世界上誕生的第一輛汽車并未安裝變速器，直到1894年才由法國人造出了第一部裝有變速器的汽車。至今，汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。使用最早的是手動變速器，國內(nèi)最早的東風解放全是手動變速器。即使在目前，絕大多數(shù)汽車仍采用機械式變速器、分動器、主減速器，構(gòu)成整車的傳動系，其結(jié)構(gòu)簡單、操縱方便、造價低廉仍不失為汽車傳動系中常用的主要總成。
傳統(tǒng)的變速器利用不同的齒輪搭配實現(xiàn)了換擋的目的，而齒輪搭配的變換就只有靠腳踩離合手拉擋桿來實現(xiàn)。而為實現(xiàn)輕松換擋，取消離合腳踏和手動掛擋的AT(Automatic Transmission)變速器出現(xiàn)了，它主要利用液力變扭器配合傳統(tǒng)機械齒輪箱實現(xiàn)換擋功能。早在1904年，波士頓的斯圖凡德兄弟就發(fā)明了第一個自動變速器。而自20世紀40年代起，人們便不遣余力地發(fā)展自動變速器，直到1940年英國通用汽車公司在奧茲莫比爾汽車上裝上了第一臺現(xiàn)代意義上的自動變速器，由液力耦合器和行星齒輪機構(gòu)組成的全自動變速器，有四個檔位。近些年來，自動變速器得到了迅速的發(fā)展，其優(yōu)越的駕駛性能和方便的操作規(guī)程受到了人們的青睞，但其高昂的制造成本和復雜的結(jié)構(gòu)導致的高維修費用，也讓很多人望而卻步。所以，機械式手動汽車變速器因其結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，制造成本低和工作可靠等優(yōu)點，在不同形式的汽車上仍得到廣泛的應用。而且機械式手動變速器在今后相當長的時間里，依然會在我國輕中型貨車傳動系統(tǒng)中占據(jù)主導地位。
CAD/CAM/CAE技術(shù)的發(fā)展帶動了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，且對變速器的設計起著重要的作用。美國的CAD技術(shù)一直處于領(lǐng)先地位，其主要目標就是建立完善的CAD/CAM集成系統(tǒng)。美國汽車工業(yè)最早應用了CAD系統(tǒng)。美國通用汽車公司、福特汽車公司等都已廣泛應用CAD技術(shù)。他們將結(jié)構(gòu)、強度、剛度等計算、三維實體造型應用于汽車的設計開發(fā)中，將CAD、CAPP、CAM、CAE集成，使生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，市場響應速度提高，從而大大地提高了他們的競爭力，為他們帶來了巨大的經(jīng)濟效益。與國外相比，我國的汽車工業(yè)在CAD/CAM的應用方面起步較晚，約在20世紀70年代中期，發(fā)展比較慢，最早用于航空工業(yè)。后來國家對其進行重點投資，加強了Pro/E等軟件的引進力度，使其在國內(nèi)迅速發(fā)展，如今已在機械、汽車等產(chǎn)業(yè)進入了實用階段。
Pro/E操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/E軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，Pro/E作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。
Pro/E為汽車變速器的設計提供了一個全新的平臺。它的幾何建模功能可以為設計者在變速器設計時，描述出其基本幾何零件的虛擬實體及各零部件之間的關(guān)系，以便為用戶提供所設計的變速器的幾何形狀、大小、進行零件的結(jié)構(gòu)設計以及零部件的配備。除此之外，Pro/E不但大大的縮短了變速器的設計周期，還降低了其開發(fā)成本。
目的：
使學生學會如何查閱文獻資料和相關(guān)書籍，善于運用網(wǎng)絡資源，并通過所學的知識對汽車變速器進行設計。從而深度了解汽車變速器的功能、原理、結(jié)構(gòu)及其設計方法。通過Pro/E軟件平臺，對變速器進行輔助設計，并進行虛擬裝配，使學生能夠熟練的掌握Pro/E的使用。利用CAD繪制裝配圖，使學生掌握工程圖繪制的能力。對于車輛工程專業(yè)的本科學生，通過本次畢業(yè)設計可以充分復習所學知識，并能提高計算機及軟件使用水平，為以后的工作打下堅實基礎(chǔ)。
意義：
變速器是汽車的重要部件之一，主要實現(xiàn)汽車在行進過程中變速及倒車功能。它由幾十個零件組成，零件之間的裝配關(guān)系相當復雜。因此變速箱的設計需要較長的時間和反復的實驗。為了縮短設計周期和降低開發(fā)成本，基于虛擬樣機技術(shù)，在Pro/E軟件平臺上實現(xiàn)變速器的輔助設計與虛擬裝配是現(xiàn)代制造技術(shù)的必要手段。使產(chǎn)品的設計階段以較少的時間和精力進行虛擬裝配，并以此得到了可靠的裝配檢驗結(jié)果，減少虛擬樣機的的建模時間，增加模型可信度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，加快產(chǎn)品上市時間。
二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
基本內(nèi)容：
（1）研究汽車機械變速器傳動機構(gòu)的組成、結(jié)構(gòu)與設計，了解變速器的基本原理和功能作用，以及變速器設計的基本要求。根據(jù)所要設計的變速器，確定變速器傳動機構(gòu)的布置方案，對整體結(jié)構(gòu)方案要有清晰的認識，并完成開題報告。
（2）計算變速器傳動機構(gòu)部件的尺寸參數(shù)，確定變速器的擋數(shù)、傳動比范圍、中心距、外形尺寸、齒輪參數(shù)以及各擋齒輪齒數(shù)的分配等主要參數(shù)，并對其進行驗證。
（3）在Pro/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型，運用Pro/E的建模功能，將汽車變速器的各個零部件分別繪制出模型。
（4）進行三維零件的虛擬裝配，運用Pro/E的模擬裝配功能，利用汽車變速器部件的鏈接關(guān)系，將變速器的各零部件進行虛擬裝配。
（5）利用CAD軟件進行裝配結(jié)構(gòu)設計。
出現(xiàn)問題：
（1）變速器傳動機構(gòu)布置方案的選擇，變速器有兩軸式變速器和中間軸式變速器，在設計時，需根據(jù)汽車的需要選擇適當?shù)牟贾眯问健?
（2）變速器擋數(shù)的選擇，變速器的擋數(shù)可在3~20個擋位范圍內(nèi)變化，需根據(jù)汽車的需要來選擇適當?shù)膿鯏?shù)。
解決問題：
（1）兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動汽車上，多為轎車使用。而中間軸式變速器多用于前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的客車上。我所設計的為貨車汽車變速器，所以我在變速器傳動機構(gòu)布置方案中，我選擇用中間軸式變速器。
（2）目前乘用車一般用4~5個擋位的變速器。發(fā)動機排量大的乘用車變速器多用5個擋。商用車變速器采用4~5個擋或多擋。載質(zhì)量在2.0~3.5T的貨車采用五擋變速器，載質(zhì)量在4.0~8.0T的貨車采用六擋變速器。由于所設計的汽車類型為貨車，所以在擋數(shù)選擇中，我選用五擋。
三、技術(shù)路線（研究方法）查閱相關(guān)文獻，完成開題報告
變速器傳動機構(gòu)方案的選擇
變速器參數(shù)的確定
校核計算
同步器的設計
采用中間軸式變速器
全同步器換擋
擋數(shù)和傳動比范圍
外形尺寸
齒輪參數(shù)
齒輪彎曲強度校核
齒輪接觸強度校核
軸的強度和剛度校核
采用鎖環(huán)式同步器
同步器參數(shù)的設計
Pro/E建模、裝配并繪制CAD裝配圖
四、進度安排
（1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第1、2周（2月28日～3月13日）
(2) 計算變速器傳動機構(gòu)部件的相關(guān)尺寸參數(shù)與選擇相關(guān)部件型號，并進行驗證 第3、4、5周（3月14日～ 4月3日）
(3) 在PRO/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型 第6、7、8周（4月4日～4月24日）
（4）利用部件的鏈接關(guān)系建立部件之間的裝配 第9、10、11周（4月25日～5月15日）
（5）裝配圖繪制 第12、13周（5月16日～ 5月30日）
（6）設計1.5萬字說明書一份，零件圖一套（包括PRO/E零件圖）第14周（5月31日～6月5日）
（7）畢業(yè)設計審核、修改 第15、16周（6月6日～6月19日）
（8）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月20日～6月25日）
五、參考文獻
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[15] 張洪欣 主編. 《汽車設計》. 機械工業(yè)出版社，1981.
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日