桑塔納轎車二軸式變速器設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙和說明書】

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回顧變速器技術(shù)的發(fā)展可以清楚的知道，變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽車技術(shù)水平的一項(xiàng)重要依據(jù)。世紀(jì)能源與環(huán)境、先進(jìn)的制造技術(shù)、新型材料技術(shù)、信息與控制技術(shù)等是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的科技進(jìn)步推動了變速器技術(shù)的發(fā)展。 變速器作為汽車的重要部件之一，主要實(shí)現(xiàn)汽車在行進(jìn)過程中變速及倒車功能。通過改變傳動比，改變發(fā)動機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)拒，適應(yīng)在起步、加速、行駛以及克服各種道路阻礙等不同行駛條件下對驅(qū)動車輪牽引力及車速不同要求的需要。變速器的好壞還體現(xiàn)在檔位區(qū)間是否清晰、換擋是否平順。道理很簡單，一個檔位模糊、換擋艱澀的變速器是不會為汽車帶來流暢的動力分配也不會為駕駛員帶來愜意的架勢樂趣的。而且，變速器的結(jié)構(gòu)對汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、換擋操作的可靠性和輕便性，傳動的平穩(wěn)性與效率都有直接的影響。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是發(fā)展我國變速器生產(chǎn)技術(shù)，減少汽車傳動路徑中的損耗，提高汽車傳動效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。提高對汽車零部件的自主研發(fā)能力。此次設(shè)計(jì)要求我們運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，確定桑塔納2000轎車二軸式變速器設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。使其達(dá)到以下要求：保證汽車必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，合理選擇和配置變速器擋位及各檔速比。另外變速器涵蓋大量的機(jī)械零件、部件等，因此變速器設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件極為廣泛，通過對變速器的設(shè)計(jì)，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識和技能。 2.課題研究現(xiàn)狀 汽車工業(yè)的百年歷史中，肯定沒有任何一個時代的變速器技術(shù)能比得上今天那么深入民心和豐富多彩。世界上第一臺汽車是由德國工程師卡爾.本茨在1886年發(fā)明的，當(dāng)時并沒有變速器。目前被廣泛承認(rèn)的第一臺汽車變速器則出現(xiàn)在1894年。法國工程師路易師.雷納.本哈特和埃米爾.拉瓦索爾在其制造的本哈特—拉瓦索爾汽車上準(zhǔn)備了它們發(fā)明的變速器。直到1904年，本哈特—拉瓦索爾手操作華東齒輪變速器被汽車界普遍采用，從此改變了汽車的傳動系統(tǒng)，變速器也正式踏進(jìn)歷史舞臺。而當(dāng)時變速器的原理，和現(xiàn)在手動變速器的原理已經(jīng)基本相同了。 2.1變速器種類 從現(xiàn)在市場上不同車型所配置的變速器來看，主要分為以下幾種：手動變速器（MT）、自動手動變速器（AMT）、自動變速器（AT）、無級變速器（CVT）和雙離合器變速器（DTC）。 2.1.1手動變速器（MT） 大家知道，手動變速器是汽車中最常見的變速器之一，其基本原理是用幾根平行軸及若干相嚙合的直齒或斜齒齒輪進(jìn)行動力傳遞，即由輸入軸、輸出軸和中間軸構(gòu)成變速器的主體，在加上一根倒檔軸及同步器等部件。其工作過程是：駕駛員通過驅(qū)動掛檔桿實(shí)現(xiàn)不同的齒輪嚙合，最終實(shí)現(xiàn)不同擋位的齒輪比。 2.1.2自動手動變速器（AMT） 自動手動變速器（AMT）實(shí)際上是由一個機(jī)器系統(tǒng)來完成操作離合器和選檔這兩個動作。AMT的汽車駕駛簡單，省去了離合器踏板，駕駛員只要踩油門，選速器系統(tǒng)會自動選擇換擋的最佳時機(jī)，從而消除了發(fā)動機(jī)、離合器和變速器的錯誤使用，以避免錯換擋位。這一點(diǎn)對新手和整車的可靠性都非常重要。選速器大大簡化了駕駛的復(fù)雜性，令A(yù)MT汽車駕駛更加簡便、省心，且能夠保證最低的動力損耗。由選速器完成駕駛者踩離合器換擋的動作，選擇的換擋時機(jī)要比駕駛者完成得更準(zhǔn)確。因此，在能源日益緊缺和二氧化碳排放壓力越來越大這一背景下，AMT順應(yīng)了“節(jié)能減排”這一趨勢，是一項(xiàng)非常適合中國市場的先進(jìn)技術(shù)。AMT的制造成本遠(yuǎn)低于電液控自動變速器，國內(nèi)的很多車型都準(zhǔn)備采用這一領(lǐng)先技術(shù)，即有可能隨著中國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，將有更多車型采用AMT。中國也將會取代歐洲和美洲，成為世界上最大的AMT的應(yīng)用市場。 2.1.3電子控制液力自動變速器（AT） 電子控制液力自動變速器（AT）近些年新技術(shù)也不斷在使用，它正朝著多擋位、數(shù)字化控制等方面發(fā)展。 日本最大的自動變速器生產(chǎn)商AISIN AW公司2006年成功推出型號為AA80E型8前速自動變速器，目前被使用在雷克薩斯LS460車上。這就形成了更大的總傳動比范圍，同時各個傳動比之間也比5速變速器更加接近。因此，駕駛員幾乎在各種行駛條件中都可以選擇最佳傳動比。電子控制模塊可以選擇更多的傳動比，傳動比取決于行駛條件，從而降低了油耗并提高了換擋平順性。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與行駛狀態(tài)的最優(yōu)化匹配意味著發(fā)動機(jī)提高了動力、燃油經(jīng)濟(jì)性并降低了運(yùn)行噪聲。 2.1.4無級變速器（CVT） 無級變速器（CVT）則只需兩組可移動錐輪以及傳動帶或傳動鏈，即可實(shí)現(xiàn)無數(shù)個前進(jìn)擋的變速過程。CVT采用傳動帶、傳動鏈和可變槽寬的錐輪進(jìn)行動力傳遞及傳動比的選擇，即當(dāng)錐輪變化槽寬使，相應(yīng)改變主動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進(jìn)行變速。CVT是真正無級化了，與AT相比具有較高的運(yùn)行效率，油耗較低。通過近幾年市場上的應(yīng)用看，其發(fā)展勢頭也比較迅猛，目前在我國應(yīng)用的車型已迅速到5、6種以上。 目前，全世界各大汽車廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力都在大力進(jìn)行CVT的研發(fā)工作，NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI等著名汽車品牌中都有配備CVT的轎車銷售，全世界CVT轎車的年產(chǎn)量已達(dá)到近50萬輛。值得注意的一點(diǎn)是，裝備有CVT的汽車市場，由最初的日本、歐洲已經(jīng)滲透到北美市場，CVT汽車已經(jīng)成為當(dāng)今汽車發(fā)展的主要趨勢。 2.1.5雙離合器變速器（DCT） 雙離合器變速器（DCT）最早是德國大眾技術(shù)，因此在大眾車系里又稱DSG變速器。它可以說是目前世界上最先進(jìn)的、具有革命性的變速器系統(tǒng)，大眾汽車在2002年于德國沃爾夫斯堡首向世界展示了這一技術(shù)創(chuàng)新。DSG變速器旨在滿足消費(fèi)者對駕駛運(yùn)動和車輛節(jié)油的雙重要求，為那些快手動變速器的駕駛者提供了一個最佳選擇。DSG在帶來低油耗的同時，在車輛性能方面卻沒有任何損失，同樣具有出色的加速性和最高時速，并且與傳統(tǒng)自動變速器一樣可以實(shí)現(xiàn)順暢換擋而不影響牽引力。因此，既保證了其舒適性，同時還體現(xiàn)其動感加速性。 2.2發(fā)展趨勢 中國汽車變速器市場正處于高速發(fā)展期，2009年中國汽車銷售1364.5萬輛，同比增長46.15%，預(yù)計(jì)2015年汽車銷售規(guī)模將達(dá)到4000萬輛.2009年我國汽車變速器市場規(guī)模達(dá)到520億元人民幣，并且以每年超過20%的速度增長，預(yù)計(jì)2015年有望達(dá)到1500億元。手動變速器完全國產(chǎn)化，自動變速器也正由完全依賴進(jìn)口逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，引進(jìn)日本三菱技術(shù)，自主制造的首臺汽車自動變速器，于2010年2月1日在哈爾濱東安汽車發(fā)動機(jī)制造有限公司下線；2009年8月，被冠名為“領(lǐng)先一號”的國內(nèi)首臺具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的雙離合器自動變速器樣品在上海汽車變速器有限公司誕生，這些都在印證著中國正在變成一個真正的汽車大國。從1952年手工制造出新中國第一臺變速器到如今實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、現(xiàn)代化生產(chǎn)，變速器行業(yè)在歷史浪潮的推動下不斷向前?？梢哉f，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展成就了當(dāng)今的中國變速器行業(yè)，反過來，變速器行業(yè)也折射出新中國成立以來我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展歷程和輝煌成就。 據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)測，2013年歐洲變速器市場上的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將會改變，配備手動變速器的汽車將占52%，配備自動手動變速器的將占10%，配備無級變速器的將占2%，配備雙離合器變速器的將占16%，配備自動變速器的將占20%。但也有業(yè)內(nèi)專家指出，預(yù)測都是根據(jù)現(xiàn)有的變速器種類進(jìn)行的，因此今后汽車市場的變速器情況可能還會出現(xiàn)一些變化。 3.基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 3.1研究基本內(nèi)容 1）汽車整車總體動力性指標(biāo)的確定； 2）汽車變速器結(jié)構(gòu)方案的選擇； 3）汽車變速器主要參數(shù)的確定； 4）汽車變速器齒輪計(jì)算、變速器箱外形尺寸的確定； 5）齒輪、軸和軸承的強(qiáng)度校核、轎車變速器操縱機(jī)構(gòu)選擇。 3.2要解決的主要問題 1）如何設(shè)計(jì)出更加節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)型的變速器，將是變速器乃至汽車發(fā)展所要面臨的一個巨大問題； 2）在不影響汽車駕車娛樂性的同時，又能使操縱更加方便快捷，也是變速器設(shè)計(jì)時要考慮的一個重要問題； 3）如何設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更簡單、傳動效率更高、使汽車車速變化更平穩(wěn)以及駕車舒適性更高的變速器，則一直都是變速器設(shè)計(jì)所要攻克的技術(shù)難關(guān)。 4.技術(shù)路線或研究方法 4.1 技術(shù)路線 1）以桑塔納2000轎車及發(fā)動機(jī)參數(shù)為依據(jù)，進(jìn)行五擋手動變速器設(shè)計(jì)方案確定，各檔傳動比等參數(shù)確定； 2）格擋齒輪的設(shè)計(jì)及校核； 3）傳動軸的設(shè)計(jì)及校核，軸承的選擇及校核； 4）同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選用； 5）變速器箱體設(shè)計(jì)； 6）CAD繪制變速器裝配圖、零件圖等。 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)路線圖如圖1所示。 完成設(shè)計(jì) 軸承的強(qiáng)度剛度校核 齒輪接觸強(qiáng)度校核 同步器的設(shè)計(jì) 檔數(shù)和傳動比范圍和齒輪參數(shù) 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 校核計(jì)算 軸的強(qiáng)度和剛度校核 鎖環(huán)式同步器校核 變速器傳動方案確定 圖1 變速器設(shè)計(jì)的技術(shù)路線圖 4.2研究內(nèi)容 變速器是汽車傳動系中最主要的部件之一。它的主要作用： 1）在較大范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動輪上扭矩的大小。 2）實(shí)現(xiàn)倒車行駛 汽車發(fā)動機(jī)曲軸一般都是只能向一個方向轉(zhuǎn)動的，而汽車有時需要能倒退行駛，因此往往利用變速箱中設(shè)置的倒檔來實(shí)現(xiàn)汽車倒車行駛。 3）實(shí)現(xiàn)空檔 當(dāng)離合器接合時，變速箱可以不輸出動力。例如可以保證駕駛員在發(fā)動機(jī)不熄火時松開離合器踏板離開駕駛員座位。 5.進(jìn)度安排 1）第1-2周（2月27日-3月09日）：知識準(zhǔn)備、調(diào)研、收集資料、完成開題報告； 2）第3-5周（3月12日-3月30日）：整理資料、提出問題、撰寫設(shè)計(jì)說明書草稿、繪制裝配草圖； 3）第6-8周（4月02日-4月20日）：理論聯(lián)系實(shí)際分析問題、解決問題、完成各檔傳動比等參數(shù)確定，各檔齒輪的設(shè)計(jì)及校核，傳動軸的設(shè)計(jì)及校核，軸承的選擇及校核，同步器的操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)選用等主要設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容，CAD繪制部分裝配圖，中期檢查； 4）第9-12周（4月23日-5月18日）：改進(jìn)完成設(shè)計(jì)圖紙，改進(jìn)完成設(shè)計(jì)說明書，指導(dǎo)教師審核，學(xué)生修改； 5）第13周（5月21日-5月25日）：評閱教師評閱，學(xué)生修改； 6）第14周（5月28日-6月01日）：畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯； 7）第15-16周（6月04日-6月15日）：畢業(yè)設(shè)計(jì)修改； 8）第17周（6月18日-6月22日）：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 6.主要參考文獻(xiàn) [1]劉子波.國內(nèi)汽車變速器的發(fā)展.山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械集團(tuán)總公司.2010年. 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