HLJIT5H-100五檔二軸式變速器設(shè)計開題報告

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: HLJIT5H-100變速器設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 學(xué) 生 姓 名: 導(dǎo) 師 姓 名: 開 題 時 間: 指導(dǎo)委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 系部 汽車與交通工程 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 題目名稱 HLJIT5H-100變速器設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1.研究現(xiàn)狀： 現(xiàn)今的汽車變速器發(fā)展的十分迅速，各大公司紛紛推出新的產(chǎn)品，但是變速器技術(shù)的每次革新都與汽車相關(guān)科學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，計算機(jī)技術(shù),先進(jìn)制造技術(shù)，機(jī)械自動化技術(shù)，模擬仿真材料科學(xué)等都為變速器的發(fā)展提供了有力的保障，同時變速器的發(fā)展也為相關(guān)科學(xué)技術(shù)提出了更高的要求。1894年，一個法國工程師給一輛汽車裝上世界上第一個變速器至今，汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。變速器作為汽車重要的組成部分，是承擔(dān)放大發(fā)動機(jī)扭矩，實現(xiàn)理想動力傳遞，從而適應(yīng)各種路況實現(xiàn)汽車行駛的主要裝置。從最初采用側(cè)鏈傳動到手動變速器，及至液力自動變速器和電控機(jī)械式自動變速器，再到現(xiàn)在無級自動變速器的普及，在汽車工業(yè)技術(shù)不斷前進(jìn)的同時，變速器也向著更平順、更省油、更富駕駛樂趣的方向不斷發(fā)展。直至雙離合自動變速器的出現(xiàn)，變速器技術(shù)又伴隨著速度和夢想，邁向了一個全新的高度?，F(xiàn)代汽車的動力裝置，幾乎都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它具有相當(dāng)多的優(yōu)點，如體積小，質(zhì)量輕，工作可靠，使用方便等。但其性能與汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾。如在坡道上行駛時，所需的牽引力往往是發(fā)動機(jī)所能提供的牽引力的數(shù)倍。而且一般發(fā)動機(jī)如果直接與車輪相連，其輸出轉(zhuǎn)速換算到對應(yīng)的汽車車速上，將達(dá)到現(xiàn)代汽車極限速度的數(shù)倍。上述發(fā)動機(jī)牽引力、轉(zhuǎn)速與汽車牽引力、車速要求之間的矛盾，單靠現(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)本身是無法解決的。因此就出現(xiàn)了車用變速箱和主減速器。它們的共同努力使驅(qū)動輪的扭矩增大到發(fā)動機(jī)扭矩的若干倍，同時又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的幾分之一。另外，現(xiàn)代汽車的使用條件極為復(fù)雜，在不同場合下有不同的要求。往往要受到加載運量、道路坡度、路面好壞及交通是否通暢等條件的影響。這就要求汽車的牽引力和車速能在較大范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)使用的要求。在條件良好的平直路面上要能以高速行駛，而在路面不平和有較大坡度時能提供較大的扭矩。變速箱的多擋位選擇就能滿足這些需求。此外，發(fā)動機(jī)在不同工況下，燃油的消耗量也是不一樣的。駕駛員可以根據(jù)具體情況，選擇變速箱的某一擋位，來減少燃油的消耗。在某些情況下，汽車還需要能倒向行駛。發(fā)動機(jī)本身是不可能倒轉(zhuǎn)的，只有靠變速箱的倒擋齒輪來實現(xiàn)。 變速器的主要功能表現(xiàn)為以下幾點： (1)改變汽車傳動比，增加驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化的范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛工況，同時應(yīng)使發(fā)動機(jī)時刻處于最有利的工況范圍內(nèi)工作； (2)在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，實現(xiàn)汽車的倒退行駛； (3)實現(xiàn)空檔狀態(tài)，暫時中斷動力傳遞，以便發(fā)動機(jī)能夠啟動、怠速等。 變速器作為汽車傳動系的關(guān)鍵部件，對汽車的動力性與經(jīng)濟(jì)性，操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率都有著直接的影響。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)機(jī)械式的手動變速器仍然是目前使用最為廣泛的汽車變速器。即使它有諸多缺點，如換檔沖擊大，體積大，操縱麻煩等：但同時它也有很多優(yōu)點，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用壽命長，瞬時傳動比為常數(shù)，傳動效率高達(dá)98％，生產(chǎn)和制造工藝成熟以及成本低等，如果能改善手動變速器上述的缺點，它還是有很大發(fā)展空間的。所以對手動變速器變速傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究是很必要也是很有意義的。目前，國內(nèi)變速器主要采用齒輪傳動機(jī)構(gòu)傳遞動力。齒輪是手動變速器的主要傳動部件，由于其具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長、工作可靠和維修方便等特點，在運動和動力的傳遞等方面得到了非常普遍的應(yīng)用，并且有關(guān)齒輪的設(shè)計方法也已經(jīng)有了相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。然而隨著對汽車節(jié)能環(huán)保和輕量化要求的提高，希望變速器在尺寸和質(zhì)量盡量小的情況下，仍能夠可靠地進(jìn)行高速、重載的傳遞，同時具有更小的噪聲，這些都對變速器的設(shè)計提出了更高的要求。 針對中國變速器市場發(fā)展趨勢，Global Insight的亞洲區(qū)技術(shù)分析師段誠武博士闡述了幾點自己的見解： (一)、在短期內(nèi)，手動檔變速器仍然占據(jù)主要份額，而自動檔變速器將有更大的增長空間。 (二)、鑒于中國市場情況的復(fù)雜性，長期來看變速器不是單一式的發(fā)展趨勢，沒有哪一種形式變速器會成為最后的贏家。 (三)、在中國市場，從技術(shù)支持、目前的市場份額以及設(shè)備提供這幾個方面來看AMT與LPG、AUTOE和汽油、CVTE和混合動力以及DCT和柴油都具有相似性。 (四)、從長遠(yuǎn)來看，中國本土的企業(yè)應(yīng)該更加關(guān)注DCT這個產(chǎn)品，因為它將有非常好的前景。 兩軸式變速器因軸與軸承數(shù)少，有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小和容易布置等優(yōu)點，此外，各中間檔位因只經(jīng)一對齒輪傳遞動力，故傳動效率高同時噪聲也低。變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體，發(fā)動機(jī)縱置時，主減速器采用弧齒錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪，發(fā)動機(jī)橫置時則采用斜齒圓柱齒輪。變速器的一檔或倒檔因傳動比大，工作時在齒輪上作用的力也增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作噪聲增加。為此，應(yīng)該布置在靠近軸的支撐處，以便改善上述不良狀況，然后按照從低檔到高擋的順序布置各檔齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。常用檔位的齒輪因接觸應(yīng)力過高而易造成表面點蝕損壞。將高擋布置在靠近軸的兩端支撐中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)較小，齒輪可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高齒輪壽命。機(jī)械式變速器的傳動效率與所選用的傳動方案有關(guān)，包括傳遞動力時處于工作狀態(tài)的輪對數(shù)、每分鐘轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、輪齒和殼體等零件的制造精度等。。 由于兩軸式變速器結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械零件設(shè)計與制造精度不十分高，裝配精度也較低，所以工人裝配與修理均比較容易。手動變速器換擋操作完全遵從駕駛者的意志，且結(jié)構(gòu)簡單，故障率相對較低，占據(jù)大部分市場份額。大部分微型轎車都是裝備兩軸式變速器，在汽車向節(jié)能方向發(fā)展的今天，兩軸式變速器將是新時代的寵兒。 2.目的及意義： 隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷的發(fā)展，汽車工業(yè)也漸漸成為我國支柱產(chǎn)業(yè)，汽車的使用已經(jīng)遍布全國。而隨著我國加入WTO，人民生活水平的不斷提高，微型客貨兩用車、轎車等高級消費品已進(jìn)入平常家庭。 在我國，汽車工業(yè)起步較晚。入世后，我國的汽車工業(yè)面臨的是機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著我國汽車工業(yè)不斷的壯大，以及汽車行業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，如何設(shè)計出經(jīng)濟(jì)實惠，工作可靠，性能優(yōu)良，且符合中國國情的汽車已經(jīng)是當(dāng)前汽車設(shè)計者的緊迫問題。在面臨著前所未有的機(jī)遇同時，不得不承認(rèn)在許多技術(shù)上，我國與發(fā)達(dá)國家還一定的差距，所以我們要努力為我國的汽車工業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速非常高，最大功率及最大扭矩僅在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)，為了發(fā)揮發(fā)動機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置。變速器可以在汽車行駛過程中，在發(fā)動機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，通過換擋可以使發(fā)動機(jī)工作在其最佳的動力性和經(jīng)濟(jì)性狀態(tài)下。變速器是汽車傳動系的重要組成部分，其發(fā)展無疑代表著汽車工業(yè)的發(fā)展，它的設(shè)計也是汽車設(shè)計的一個重要部分。而發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的轎車，若變速器傳動比小，則常用兩軸式變速器。兩軸變速器有其結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，制造成本低，傳動效率高等特點在變速器發(fā)展中屹立不倒，雖然現(xiàn)在的自動變速器操作簡單，但是效率很低，所以市場的大部分份額被機(jī)械式變速器占據(jù)著，汽車發(fā)展要向節(jié)能，舒適，操作方便方向發(fā)展， 兩軸機(jī)械變速器更是符合條件的。 經(jīng)過這幾年的刻苦學(xué)習(xí)，我掌握了多門基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識。在大學(xué)畢業(yè)，即將走向工作崗位之際，按國家教委和學(xué)校的要求，進(jìn)行了對轎車五檔兩軸式變速器的設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對每個大學(xué)生進(jìn)行知識掌握與實際運用的一次大檢閱，充分體現(xiàn)了一個設(shè)計者的知識掌握程度和創(chuàng)新思想。通過本次設(shè)計，我將進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識，提高實際運用能力，并為以后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 （1）研究汽車機(jī)械變速器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計； （2）建立有限元計算模型； （3）研究汽車機(jī)械變速器的載荷； （4）加載進(jìn)行應(yīng)力分析與結(jié)果分析； （5）對汽車機(jī)械變速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 2、擬解決的主要問題 （1）傳動機(jī)構(gòu)布置方案 （2）參數(shù)的確定 （3）主要零部件設(shè)計及校核 （4）AutoCAD繪制裝配圖及零件圖 三、技術(shù)路線（研究方法） 收集資料，知識準(zhǔn)備 選擇車型，確定基本性能參數(shù) 變速器傳動機(jī)構(gòu)布置方案 擋數(shù)及各擋傳動比的確定 同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計選用 主要零部件的設(shè)計及計算 齒輪參數(shù)確定及各擋齒輪齒數(shù)分配 輪齒強(qiáng)度計算 軸的設(shè)計及校核 軸承的選擇及校核 軸向尺寸的確定 變速器中心距的確定 變速器基本參數(shù)的確定 有限元分析軟件的輸出軸靜力學(xué)分析 變速器箱體的設(shè)計 CAD繪制裝配圖、零件圖 完成設(shè)計說明書 四、進(jìn)度安排 （1）知識準(zhǔn)備、調(diào)研、收集資料、完成開題報告 第1、2周 （2）整理資料、提出問題、撰寫設(shè)計說明書草稿、繪制裝配草圖 第3～5周 （3）理論聯(lián)系實際分析問題、解決問題，完成各擋傳動比等參數(shù)確定；各擋齒輪的設(shè)計及校核；傳動軸的設(shè)計及校核；軸承的選擇及校核；同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計選用；變速器箱體設(shè)計；CAD繪圖等大部分設(shè)計內(nèi)容，中期檢查 第6～9周 （4）改進(jìn)完成設(shè)計，改進(jìn)完成設(shè)計說明書，指導(dǎo)教師審核，學(xué)生修改 第10～13周 （5）畢業(yè)設(shè)計審核、修改 第14、15周 （6）畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周 五、參考文獻(xiàn) [1]劉惟信.汽車設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社，2001.7 [2]臧杰，閻巖.汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.7 [3]王望予.汽車設(shè)計（第4版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.9 [4]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [5]王寶璽，賈慶祥.汽車制造工藝學(xué)（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [6]楊可楨，程光蘊，李仲生.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [7]殷玉楓.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.6 [8]蔡春源.簡明機(jī)械零件手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1996.3 [9]徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊（3）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [10]劉品.機(jī)械精度設(shè)計與檢測基礎(chǔ)（第5版）[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.9 [11]蔡炳炎，徐勇，林寧.機(jī)械式汽車變速器的速比配置分析[J].機(jī)械研究與應(yīng)用 2005-04 [12]向立明.汽車變速器的發(fā)展歷史及未來趨勢[J].公路與汽運，2007.1（1）：21～41 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