3.1.1档数
变速器的档数可在3～20个档位范围内变化，通常变速器的档数在6档以下。增加变速器的档数，能够改善汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。档数越多，变速器的结构越复杂，并且使轮廓尺寸和质量加大，同时操纵机构复杂，因此，需要设计者综合考虑设计要求来选取合适的档位。
在最近档传动比不变的条件下，增加变速器的档数会使变速器相邻的低档与高档之间的传动比比值小，使换档工作容易进行，一般要求相邻档位之间的传动比值在1.8以下。
近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用4～5个档位的变速器。商用车变速器采用4～5个档或多档。载荷质量在2.0～3.5吨的货车采用五档变速器，载质量在4.0～8.0吨的货车采用六档变速器。本设计主要应用在旅行车和一吨级轻型货车上，所以采用四档变速器。 3.1.2传动比范围
表3.1 变速器设计原始参数表
项目 发动机最大扭矩
(2600r/min) 发动机最大功率 (4500r/min) 空载整车质量 满载整车质量 满载时前轴轴荷 满载时后轴轴荷 设计最高时速 最大爬坡度 主减速比 车轮滚动半径
参数
196N·m 59kw 1470kg 2470kg 985kg 1389kg 105km/h 15° 6.17 325mm
变速器的传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档传动比的比值。本设计最高档位是四档，传动比为1.0。影响最低档传动比的选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶的车速等。目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，轻型商用车的传动比在3.0～5.5之间。本设计的一些重要技术参数见表3.1
考虑到汽车在平坦硬路面上行驶时的燃油经济性，变速器的最高档位多为直接档（传动比为1）或超速档（传动比小于1）。这时汽车的动力性及燃油经济性由发动机及驱动桥减速比决定。变速器低档（一档，有时还有爬坡档）的传动比则决定了汽车的最大爬坡度。选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速，以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑。
汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力，查文献[1，4-1]可知：
Temai?i0??Txg1rr?mg?fcosmax?sin?max??mg?max （3.1）
式中：m—汽车总质量；
?g—重力加速度； —道路最大阻力系数； —驱动车轮的滚动半径； —发动机最大转矩； —主减速比；
—汽车传动系的传动效率； —最大爬坡度；
maxrrTemaxi0?T?maxf—滚动阻力系数；
ig1—变速器一档传动比。
则由最大爬坡度要求的变速器一档传动比查文献[1，4-4]可知：
ig1?mg?maxrrTemaxi0?T （3.2）
＝
2470?9.8?0.278?0.325196?6.17?0.9=2.0094
根据驱动车轮与路面的附着条件有：
Temaxig1i0?Trr?G2? （3.3）
式中：G2—汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷； ?—道路的附着系数，计算时取??0.5~0.6。
求得的变速器一档传动比查文献[1，4-4]可知：
ig1?G2?rrTemaxi0?T （3.4）
?13612.2?0.6?0.325196?6.17?0.9=4.0647
根据本设计要求的具体情况和上述条件可以初选一档传动比ig1?3.1.3各档传动比
变速器最高档的传动比ign与最低档的传动比ig1确定以后，中间各档的传动比理论上是按公比查文献[1，4-4]可知：
q?ig1n?13.825。
ign （3.5）
的几何级数排列，式中n为档位数（n?4），四档传动比ignig1?1.00。
q?n?1ign
?4?13.8251.00
=1.5639
i2?i1qi1q2?3.8251.56393.825?2.4458
i3???1.5639?2?1.5639
i4?1.00实际上各档传动比之间的排列与几何级数排列略有出入，因齿数为整数且常用档位间的公比医小些，以便于换档。另外还要考虑与发动机参数的合理配合。因此初选各档传动比：
i1?3.825
i2?2.732
i3?1.397
i1?1.00
3.2.变速器中心距A的确定
对三轴式变速器而言，其中心距系指第一、第二中心线与中间轴中心线之间的距离。变速器的中心距对其尺寸及质量的大小有直接影响，它也代表着变速器的承载能力。三轴式变速器的中心距A，可根据对已有变速器的统计数据而得出经验公式进行初选，查文献[1，4-4]可知：
A?K3Temai?xg1g （3.6）
式中： K—中心距系数，轿车取K=8.9~9.3，货车取K=8.6~9.6，多档变速器取K=9.5~11；
Temax—发动机最大转矩，N·m；
ig1—变速器一档传动比；
?g—变速器的传动效率，取?g?0.96。
本设计变速器的中心距为：
A?K33Temaxig1?g
?9.1196?3.825?0.96=81mm
