遠艦汽車變速器設計[兩軸式五檔手動]【帶同步器】

遠艦汽車變速器設計[兩軸式五檔手動]【帶同步器】,兩軸式五檔手動,帶同步器,汽車,變速器,設計,兩軸式,五檔,手動,同步器 SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 馬榮 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-2班 指導教師姓名 臧杰 職稱 教授 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 遠艦汽車變速器設計 一、課題研究現狀、選題目的和意義 汽車變速器是汽車傳動系的重要成員。由于汽油機額定轉矩對應的速度范圍很廣，需要用齒輪傳動來適應駕駛時車速的變化。汽車變速器的發(fā)展，最本質的就是從汽車傳動的平順性、舒適性，駕駛員操作的輕松性考慮，因而相應的提高了汽車的通過性與經濟性。 變速器用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，以適應汽車在起步、加速以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅動車輪的不同要求的需要。用變速器轉變發(fā)動機轉矩、轉速的必要性在于內燃機轉矩——轉速變化特性的特點是具有相對小的對外部載荷改變的適應性。發(fā)動機的適應性系數是其最大轉矩與最大功率下轉矩之比，內燃機的適應性系數為1.15~1.25。 變速器使汽車能以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠內燃機的最低穩(wěn)定轉速時難以達到的。變速器的倒檔使汽車可以倒退行駛；其空擋使汽車在起動發(fā)動機、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機與傳動系分離。 變速器按其傳動比的改變方式分為有級、無級和綜合式的。有級變速器按其前進擋的檔位數分為三、四、五檔及多檔的；而按其軸中心線的位置又分為固定軸線式、旋轉軸線（行星齒輪）式和綜合式的。固定軸線式變速器又分為兩軸式、三軸式和多軸式的。變速器按其操縱方式又分為自動式、半自動式、預選式、指令式、直接操縱式和遠距離操縱式。 變速器的結構對汽車的動力性、經濟性、操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器及發(fā)動機的參數作優(yōu)化匹配，可得到良好的動力性與經濟性；采用自鎖及互鎖裝置，倒檔安全裝置，對接合齒采取倒錐齒側（或越程接合、錯位接合、齒厚減薄、臺階齒側）措施以及其他結構措施，可使操縱可靠，不跳檔、亂檔、自動脫檔和誤掛倒檔；采用同步器可使換擋輕便，無沖擊及噪聲；采用高齒、修形及參數優(yōu)化等措施可使齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲低，降低噪聲水平已成為提高變速器質量和設計、工藝水平的關鍵。隨著汽車技術的發(fā)展，增力式同步器，雙（三）中間軸式變速器，后置常嚙合傳動齒輪、短第二軸的變速器，各種自動、半自動以及電子控制的自動換擋機構等新結構也相繼問世。 變速器多采用飛濺潤滑，重型汽車有時強制潤滑第一、二軸軸承等。 變速器都裝有單向的通氣閥以防殼內空氣熱脹而漏油及潤滑油氧化。殼底放油塞多置磁鐵以吸附油內鐵屑。涉水車需有防水措施。 變速器的設計系列按輸出轉矩分級，供各種車型選用。傳動比應按動力——傳動系參數的匹配要求調整、更換。也可根據具體車型的使用壽命要求進行設計。可根據同類車型在典型路段上實測的隨機載荷，用統(tǒng)計分析法組成載荷譜，進行變速器的疲勞壽命計算。這種可靠性設計方法比較符合實際，如果再以優(yōu)化設計方法選擇有關設計參數及與發(fā)動機參數作最佳匹配，則可得到以最小零部件尺寸滿足設計所要求的壽命和性能的設計方案。有時亦可輔以有限元分析。 在中國，手動變速器仍然是車用變速器的主流。具體有兩個原因：首先，目前國內企業(yè)已經基本掌握對手動變速器的開發(fā)，所以在一定程度上加大了手動變速器的價格優(yōu)勢；另外，絕大多數中國駕駛者在學車時就用的是手動車，他們更加享受手動車帶來的駕駛樂趣。在自動變速器方面，除吉利汽車開發(fā)出有自主知識產權的液壓控制的三速自動變速器外，其他企業(yè)尚沒有一家具有自主知識產權，悉數依賴國外技術和進口。 從技術、節(jié)能和基礎設施角度，對各種變速器在中國和國外的發(fā)展情況作以下簡要分析： （1）手動變速器（MT）：手動變速器應該說是最為節(jié)能的變速方式，另外由于中國企業(yè)已經掌握該技術，而且在生產方面也積累了長期經驗，從而在價格和質量方面會有較大優(yōu)勢。所以在短期內仍將是變速器主流。其不足在于操控上的不便，尤其是在城市工況。 （2）自動手動變速器（AMT）：自動手動變速器實際上是由一個機器系統(tǒng)來完成操作離合器和選擋這兩個動作。AMT的汽車駕駛簡單，省去了離合器踏板，駕駛者只要踩油門，選速器系統(tǒng)會自動選擇換擋的最佳時機，從而消除了發(fā)動機、離合器和變速器的錯誤使用，以避免錯換擋位。這一點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雜性，令AMT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，選擇的換擋時機要比駕駛者完成得更準確。因此，在能源日益緊缺和CO2排放壓力越來越大這一背景下，AMT順應了“節(jié)能減排”這一趨勢，是一項非常適合中國市場的先進技術。AMT的制造成本遠低于電液控自動變速器，國內的很多車型都準備采用這一領先技術，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的應用市場。 （3）電子控制液力自動變速器（AT）：電子控制液力自動變速器近些年新技術也不斷在使用，它正朝著多擋位、數字化控制等方面發(fā)展。 日本最大的自動變速器生產商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)動機轉速與行駛狀態(tài)的最優(yōu)化匹配意味著發(fā)動機提高了動力、燃油經濟性并降低了運行噪聲。 （4）無級變速器（CVT）：無級變速器則只需兩組可移動錐輪以及傳動帶或傳動鏈，即可實現無數個前進擋的變速過程。CVT采用傳動帶、傳動鏈和可變槽寬的錐輪進行動力傳遞及傳動比的選擇，即當錐輪變化槽寬時，相應改變主動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速。CVT是真正無級化了，與AT相比具有較高的運行效率，油耗較低。通過近幾年市場上的應用看，其發(fā)展勢頭也比較迅猛，目前在我國應用的車型已迅速發(fā)展到5、6種以上。 目前，全世界各大汽車廠商為了提高產品的競爭力都在大力進行CVT的研發(fā)工作，NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI等著名汽車品牌中都配備CVT的轎車銷售，全世界CVT轎車的年產量已達到近50萬輛。值得注意的一點是，裝備有CVT的汽車市場，由最初的日本、歐洲已經滲透到北美市場，CVT汽車已經成為當今汽車發(fā)展的主要趨勢。 遠艦汽車是東風瑞達起亞推出的第三款乘用車。起亞遠艦最突出的特點是穩(wěn)健時尚的外觀、多功能和人性化的便利配置、順暢而激情的操控性能和周到的安全配置。使起亞遠艦能夠同時滿足商務人士的追求和家庭用車的個性化風格。遠艦標配了韓國起亞原廠（在中國組裝）的2.0L發(fā)動機。其最大功率位137kw/6000rpm，最大扭矩為178nm/4500。 基于中級轎車的設計需要，和價格要求，以及國內較為成熟的手動變速器設計生產加工技術，對比以上不同種變速器形式，對于發(fā)動機前置前驅的遠艦汽車，本次課程設計我將設計一種國內主流的兩軸式五檔手動變速器。與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器因軸和軸承數少，所以有結構簡單、輪廓尺寸小和容易布置等優(yōu)點，此外，各中間檔位因只經一對齒輪傳遞動力，故傳動效率高同時噪聲也低。 在對汽車性能要求越來越高的今天，車輛的舒適性是評價汽車的一個重要指標，而變速器的設計如果不合理，將會使汽車的舒適性下降，使汽車的運行噪聲增大。通過本題目的設計，我們可綜合運用《汽車構造》、《汽車理論》、《汽車設計》等課程的知識，達到綜合訓練的目的。由于本題目模擬工程一線實際情況，我們通過畢業(yè)設計可與工程實踐直接接觸，從而可以提高我們解決實際問題的能力，同時能熟練掌握并運用CAD等計算機輔助設計制圖軟件，為今后實際處理解決工程中的問題打下基礎。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 基本內容： 本題是依據現有生產企業(yè)在生產車型的變速器作為設計原型，在已知發(fā)動機輸出轉矩、轉速及最高車速、最大爬坡度等條件下， （1）獨立設計出符合要求的變速器； （2）著重設計計算齒輪的結構參數及對其進行校核計算； （3）在對各種結構件進行分析計算后，繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。 解決問題： （1）根據最大轉矩和最高車速來確定一軸、二軸的設計與計算； （2）確定各檔位齒輪設計計算； （3）確定各檔位傳動比計算及齒輪齒數分配等。 三、技術路線（研究方法） 傳動方案選擇及零部件結構分析 變速器主要參數選擇和計算 對零部件進行校核 確定尺寸、零部件結構 完成畢業(yè)設計圖紙、說明書 提出修改方案 傳動機構設計 同步器設計 操縱機構設計 殼體設計 四、進度安排 （1）調研、資料收集，完成開題報告 第4周（3月24日~3月30日） （2）參數選擇方案確定，列文稿大綱，設計計算 第5~6周（3月31日~4月13日） （3）完成設計說明書，完成圖紙繪制 第7~13周（4月14日~6月1日） （4）交稿，預答辯 第14周（6月2日~6月8日） （5）設計審核、修改 第15~16周（6月9日~6月22日） （6）畢業(yè)設計答辯 第17周（6月23日~6月29日） 五、參考文獻 [1]陳家瑞.汽車構造第3版[M].機械工業(yè)出版社，2009. [2]郝京順.汽車變速器的發(fā)展[J].北京汽車,2000,(06). [3]雷君.重型汽車變速器技術趨勢與應用[J].重型汽車,2004,(06). [4]林紹義.一種汽車變速器設計[J].機電技術,2004,(01). [5]黃雄健,歐藝.輕型貨車變速器優(yōu)化設計[J].廣西工學院學報,2000,(03). [6]蔡炳炎,徐勇,林寧.機械式汽車變速器的速比配置分析[J].機械研究與應用,2005,(02). [7]余志生.汽車理論[M].機械工業(yè)出版社,2000,10. [8]鄭四發(fā),連小珉,顏磊,蔣孝煜.汽車變速器 CAD 系統(tǒng)的研究與開發(fā).清華大學學報(自然科學版),1997,(12). [9]劉鶴松,崔勝民.基于MATLAB的汽車變速器優(yōu)化設計方法[J].哈爾濱工業(yè)大學學報,2004. [10]孟巖.萬"變"不離其宗——汽車變速器設計[J].世界汽車,2004,(04). [11]Herbert E.Elliger.Automotive Engines.Prentic Hall,Inc.2001. [12]高路,于海斌,王宏.汽車變速器齒輪設計[J].機械科學與技術,2005,(04). [13]嚴紹華.熱加工工藝基礎[M].機械工業(yè)出版社,2003. [14]任松茂 ,魏然.現代汽車的優(yōu)化設計.重型汽車,2002,(05). [15]Heisler, H. (1989) Aduanced Vehicle Technology. Butterworth-Heineman ISBN 0-7131-3660. [16]鄭四發(fā),連小珉,顏磊,蔣孝煜.汽車變速器軸的設計計算.清華大學學報(自然科學版),1997,(12). [17]王望予.汽車設計[M].機械工業(yè)出版社,2004. 六、備注 七、指導教師意見： 簽字： 年 月 日