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本毕业设计选题的主要内容是熟悉机械可靠性设计方法并将其应用于机械
式变速传动机构设计，使该变速传动机构的可靠度不小于目标要求的可靠度 0.95。
而该机械式变速传动机构的可靠度主要受其中齿轮、轴等非标准件的影响，故主
要对齿轮与轴进行机械可靠性设计。轴的可靠度既要满足静强度可靠性设计的要
求又要满足疲劳强度可靠性设计的要求，而齿轮的可靠度在满足齿面接触疲劳强
度可靠性设计要求的同时也要满足齿根弯曲疲劳强度可靠性设计的要求。除了齿
轮、轴这两类非标准件之外还有同步器，本次设计中主要通过参考同类国产汽车
中同步器的类型和参数来得到该同步器的设计参数。
在完成齿轮、轴、同步器等零部件的尺寸参数设计之后，利用 Solidworks 进
行三文建模以获得其装配结构图，最后绘制二文工程图。
2 总体方案设计[20]
2.1 已有数据
已知车辆为商用货车，其额定载荷为 500kg，最大总质量为 1620kg，最高
车速为100km/h，比功率为28kw/t，比转矩为44N∙m/t，最高转速为2800r/min，
变速器输入转矩为 119.4 N∙m。
2.2 传动方案和零部件方案的确定
现代汽车大多数采用三轴式变速器。两轴式变速器只用于发动机前置、前轮
驱动或者发动机后置、后轮驱动的轿车上。而且三轴式变速器使用两对齿轮传递
动力，在同样的传动比的情况下，三轴式变速器的径向尺寸要比两轴式的小。三
轴式变速器还有寿命长、效率高、噪声小等优点。所以作为一辆前置后轮驱动的
货车，应采用中间轴式多档位机械式变速器。
2.2.1 传动方案的初步确定
（1）变速器第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体，第二轴前端经轴承支
撑在第一轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同一直线上，经啮合齿轮套将它们连
接后得到直接档。档位高的齿轮常采用常啮合齿轮传动，一档常采用滑动直齿齿
轮传动。
（2）倒档利用率不高，而且都是在停车后挂入倒档，因此可以采用支持滑
动齿轮作为换挡方式。
由此可得该变速器的机构草图如下
图2-1 机械式变速器结构草图
一档传动过程：动力由输入轴经过常啮合齿轮 1 和齿轮 2 配合传到中间轴，
最后由中间轴一档齿轮齿轮 8和输出轴的一档齿轮齿轮 7将动力输出。如图 2-2
所示。
图2-2 一档传动示意图
二档传动过程：动力由常啮合齿轮齿轮 1和齿轮2的斜齿轮配合传到中间轴
山，然后经过中间轴二档齿轮齿轮 6和输出轴二档齿轮齿轮 5将动力输出。二档
传动过程如图2-3所示。
图2-3 二档传动示意图
三档传动过程： 动力由常啮合齿轮齿轮 1和齿轮2的斜齿轮配合传到中间轴
山，然后经过中间轴二档齿轮齿轮 4和输出轴二档齿轮齿轮 3将动力输出。二档
传动过程如图2-4所示。
图2-4 三档传动示意图
四档传动过程：四档为直接档，由同步器直接将输入轴和输出轴相连接来传
递动力，其传动过程如图 2-5所示。
图2-4 四档传动示意图
2.2.2 零部件结构方案
（1）齿轮形式。变速器中的长啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。
（2）换挡机构形式。此变速器换档机构有同步器换档和滑动齿轮换档两种
形式。在前进档上均采用同步器换档形式，在倒档上采用滑动齿轮换档形式。
2.3 主要参数的选择和计算
目前，轿车一般使用 4 到 5 个档位变速器，货车变速器也采用 4 到 5 个档
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