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SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
王博文
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
B07- 6班
指導(dǎo)教師姓名
王慧文
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
新型前驅(qū)動轎車變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1.研究現(xiàn)狀：
當(dāng)今，世界各國汽車變速器發(fā)展都非常迅速，大多數(shù)都采用自動變速器，這種變速器操作方便，行駛性能良好，行車安全性比較高。我國在近30年汽車變速器也在不斷的發(fā)展和壯大，在吸取國外的先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，出現(xiàn)了大量的自主創(chuàng)新的產(chǎn)品，尤其是手動變速器，已經(jīng)與國外企業(yè)合資在中國生產(chǎn)。手動變速器的市場主要在歐洲，引領(lǐng)手動變速器發(fā)展的也是歐洲一些變速器公司。我國目前大多數(shù)使用的汽車采用的仍是手動變速，手動變速器依然是主流。原因有兩點：首先我國很多企業(yè)已經(jīng)抓我對手動變速器的開發(fā)，所以手動變速器的價格有很大優(yōu)勢。另外，絕大多數(shù)中國駕駛者在學(xué)車的時候就是學(xué)的手動車，他們更追求手動的操作行能，在駕駛中帶來的樂趣。
中國要成為汽車強國，首先要克服自主技術(shù)這塊短板。而汽車的核心部分——動力總成，仍是國內(nèi)一直沒有完全掌握的關(guān)鍵汽車零部件技術(shù)之一。在發(fā)動機發(fā)展了數(shù)十年之后，變速器，尤其是自動變速器成為了制約國內(nèi)動力總成技術(shù)發(fā)展的重要因素。
自動變速器，幾乎所有的自主整車企業(yè)都在進(jìn)行研發(fā)，也有企業(yè)推出了產(chǎn)品，但結(jié)構(gòu)都比較簡單，技術(shù)很落后，換檔平順性和經(jīng)濟(jì)性都讓人難以滿意。拿AT為例，國內(nèi)車企研究時間最長的是4AT，尚做不出成熟產(chǎn)品，除了如布置方案上的技術(shù)困難，AT對生產(chǎn)設(shè)備和工藝控制的要求也是難以具備的。這些因素同樣體現(xiàn)在構(gòu)造特殊的CVT上面。而對于AMT、DCT，最大的技術(shù)難點是在于軟體發(fā)展和控制。在制造方面，部分可以延續(xù)手動變速器的齒軸生產(chǎn)設(shè)備，但加工精度仍需要大幅提高。目前國內(nèi)，自動變速箱基本依靠國際廠商提供產(chǎn)品或者技術(shù)，市場競爭還處在手動變速器和自動變速器之間，中國的變速箱發(fā)展同國際水平差距很大，尚處在初級階段。
國內(nèi)手動變速器的技術(shù)在國際上也較為落后，雖然目前大部分廠商都擁有生產(chǎn)手動變速器的設(shè)備和能力，但普遍以5檔手動變速箱為主，對于5 檔以上的產(chǎn)品，還得借助一些國外技術(shù)進(jìn)行研究，并且生產(chǎn)出來的產(chǎn)品或多或少還存在齒輪敲擊嘯叫噪音、換檔性能低下等問題?？梢哉f，目前國內(nèi)的手動變速器在制造或研發(fā)方面處于尚未成熟的階段。
從國際變速器市場看，不同區(qū)域的變速器裝配情況也不一樣。這里主要以日本、歐洲、北美舉例。日本市場一直以來都比較特殊，狹小的國土面積、擁擠的城市交通和對于CVT長期深入的研究使得CVT和AT共存；歐洲出于環(huán)保和節(jié)能，主要采用手動變速器。但近年來，市場不斷被自動變速器吞噬；而在北美地區(qū)，AT市場占有率最高。消費者習(xí)慣于對AT的偏愛，而且美國車輛一向以車身大、排量大、油耗高著稱，加上相對較低的油價，美國汽車三巨頭堅持不懈地對AT的研究和提高。幾年前出現(xiàn)的雙離合變速器（DCT），結(jié)合了手動變速器的燃油經(jīng)濟(jì)性、運動性和自動變速器的方便舒適性。世界范圍內(nèi)在對其進(jìn)行大規(guī)模研究和制造，北美已經(jīng)開始在注重舒適性的同時，尋求可以降低油耗的方案，DCT便是很好解決方案之一，而其4AT已經(jīng)成為落后技術(shù)，其將被6AT或者是更多檔位的AT或者是DCT代替；而在歐洲市場，DCT顯示出了更為流行和普遍的趨勢，依靠現(xiàn)成的手動變速器生產(chǎn)設(shè)施和條件，DCT在歐洲已經(jīng)被大量生產(chǎn)（大眾的DSG）。由于DCT比4AT節(jié)約大約10%油耗，今后其會逐漸占據(jù)一部分原有的手動變速器和AT的市場?？梢奃CT的出現(xiàn)在一定程度上改變了目前的市場格局。未來短期，全球的變速箱市場競爭主要會在各種自動變速器（AT、CVT、和DCT）間展開
從目前國內(nèi)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的狀況考慮，手動變速器將占據(jù)今后的大部分市場。國內(nèi)的研究重點主要在5、6檔的手動變速器以及性能提升。AMT由于其仍然存在換檔中斷的特性，只能局限于低端汽車，此外AMT正越來越多的應(yīng)用在商用車，尤其是重卡上，基于在手動變速器的基礎(chǔ)上增加的控制模塊和執(zhí)行機構(gòu)，是AMT開發(fā)的最大難點。CVT的關(guān)鍵部件處于少數(shù)公司壟斷狀態(tài)而且對于加工精度要求很高，再加上中國路面狀況對于關(guān)鍵部件的嚴(yán)峻考驗，CVT不太可能成為國內(nèi)企業(yè)主攻研發(fā)方向。AT雖然在國內(nèi)有多年研究經(jīng)驗，但一直沒有實現(xiàn)量產(chǎn)，無論從布局設(shè)計、軟件開發(fā)還是部件生產(chǎn)，都有著相當(dāng)大的難度和障礙，而在國際上4AT已經(jīng)成為落后技術(shù)，6AT技術(shù)都已成熟，開始進(jìn)入8AT的研究階段。因此國內(nèi)主要研發(fā)重點也不會在AT上，而是直接從國外購買現(xiàn)成產(chǎn)品或者技術(shù)。DCT作為有著各方面均衡性能的新興熱門技術(shù)，既能滿足經(jīng)濟(jì)性、舒適性，又擁有較強的運動性，能夠滿足消費者各種駕駛需求，加上它在手動變速器生產(chǎn)設(shè)備上的延續(xù)性，今后必將成為國內(nèi)各車企的研究重心，不過極大的開發(fā)難度和高成本也使得其產(chǎn)業(yè)化之路漫漫長遠(yuǎn)。但隨著技術(shù)的成熟和批量生產(chǎn)之后的成本降低，DCT將會迎來井噴式的市場增長。
2.目的、意義：
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢。而變速器設(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。它是用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，因此它的性能影響到汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，對輕型商用車而言，其設(shè)計意義更為明顯。在對汽車性能要求越來越高的今天，車輛的舒適性也是評價汽車的一個重要指標(biāo)，而變速器的設(shè)計如果不合理，將會使汽車的舒適性下降，使汽車的運行噪聲增大。通過本題目的設(shè)計，學(xué)生可綜合運用《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車設(shè)計》、《機械設(shè)計》、《液壓傳動》等課程的知識，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。由于本題目模擬工程一線實際情況，學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計可與工程實踐直接接觸，從而可以提高學(xué)生解決實際問題的能力。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1.基本內(nèi)容：
（1）總體方案分析
結(jié)合調(diào)研分析結(jié)果，確定變速器傳動方案和總體結(jié)構(gòu)方案。
（2）確定傳動系統(tǒng)的性能參數(shù)
根據(jù)變速器總體布置情況和傳動動力參數(shù)，確定各級傳動的動力和結(jié)構(gòu)參數(shù)。并分析和校核該參數(shù)設(shè)定的合理性，為后續(xù)的力學(xué)特性分析打下基礎(chǔ)。
（3）傳動系統(tǒng)的設(shè)計
傳動系統(tǒng)的布置和組成取決于發(fā)動機的結(jié)構(gòu)形式、布置位置和車輛的驅(qū)動形式。采用前置前驅(qū)動形式，發(fā)動機的動力通過離合器和變速器后輸出，并直接帶動前橋，同時離合器和變速器與發(fā)動機制成一體，使總體結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)這一特點，給出合理的變速器傳動系統(tǒng)設(shè)計原則。
（4）變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算
設(shè)計變速器總體結(jié)構(gòu)和傳動零件，并進(jìn)行必要的校核分析。
2.解決問題：
（1）變速器的擋數(shù)，各擋傳動比的設(shè)計
（2）齒輪、軸等零件的尺寸和參數(shù)設(shè)計
（3）齒輪、軸等的強度校核
（4）利用計算機繪制各零件圖及裝配圖
三、技術(shù)路線（研究方法）
總體方案的選擇
傳動機構(gòu)布置方案
變速器參數(shù)選擇
變速器軸系選擇
同步器及箱體的設(shè)計
操縱機構(gòu)布置
零部件結(jié)構(gòu)分析
齒輪參數(shù)計算
齒輪的校核
軸的尺寸結(jié)構(gòu)
軸系的校核
四、進(jìn)度安排
1）第1～2周（2011年2月28日~2011年3月13日） 調(diào)研、開題報告，開題答辯
（2）第3～4周（2014年3月14日~2011年3月27日） 總體傳動方案確定，各檔位傳動比計算及常嚙齒輪齒數(shù)分配
（3）第5～6周（2011年3月28日~2011年4月10日） 各檔位齒輪設(shè)計計算及輸入軸、輸出軸的設(shè)計及校核
（4）第7～9周（2011年4月11日~2011年5月1日） 變速器裝配草圖設(shè)計
（5）第10～11周（2011年5月2日~2011年5月15日） 變速器正式裝配圖設(shè)計
（6）第12～13周（2011年5月16日~2011年5月29日） 零件圖設(shè)計
（7）第14～15周（2011年5月30日~2011年6月12日） 編寫設(shè)計說明書
（8）第16周（2011年6月13日～2011年6月19日） 設(shè)計審核、修改
（9）第17周（2011年6月20日～2011年6月26日） 畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯
五、參考文獻(xiàn)
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[14]Downing Walter,Kluger Micheal.MT21-1 Automotive Manual Transmission efficiencies:ereas for Improvements and future configurations [C].New Mexico:Plenum Press.1998
六、備注
七、指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日