ZF自動變速器行星排設(shè)計開題報告

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開 題 報 告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述一、選題的目的和意義自動變速器在汽車行業(yè)的運(yùn)用越來越廣，主要是因?yàn)榕溆凶詣幼兯倨鞯能嚧蟠筇岣吡税l(fā)動機(jī)和傳動系的使用壽命，提高了汽車通過性，并且具有良好的適應(yīng)性，最重要的是讓駕駛者操縱方便，但同時也存在缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降低一些運(yùn)動性、可能會讓人多手動擋的車不適應(yīng)。自動變速器包括液力變矩器自動變速器，CVT 無級變速器，機(jī)械自動變速器 AMT【1】 。自從 1939 年汽車開始使用自動變速器時，就已采用行星齒輪，因?yàn)樽詣幼兯倨麟m然有液力變矩器可增加力矩，但是汽車在爬坡、倒車、載重情況下，可能需更大的驅(qū)動力，除了靠液力變矩器，必須依賴行星齒輪組的輔助，才能達(dá)成。行星齒輪變速傳動與普通齒輪變速傳動相比較，它主要的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、工作可靠、傳動比大和傳動效率高、換擋輕便、迅速，容易實(shí)現(xiàn)自動換擋等 【2】 【3】 。因此，行星變速齒輪傳動在現(xiàn)代車輛中已獲得日益廣泛的應(yīng)用。行星機(jī)構(gòu)在上，它依靠太陽輪、齒圈及行星架之間的配合獲得各種速比行星齒輪組可分單一行星齒輪組和復(fù)合型齒輪組，單一齒輪組是將太陽輪、齒圈、及行星架任何兩者配合，獲得六種速比，若固定任何兩項，就產(chǎn)生直接傳動效果。目前自動變速器皆采用復(fù)合型行星齒輪組，通常將多個行星齒輪或兩組單一型行星齒輪組加以結(jié)合而成，其結(jié)構(gòu)更加合理，獲得速比更多。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機(jī)和變速器是汽車的兩大核心部件。變速器市場一直被國外企業(yè)壟斷，國內(nèi) 80%的自動變速器產(chǎn)品需要進(jìn)口。去年，全國自動變速器進(jìn)口額超過 50 億美元。經(jīng)過國人的研究進(jìn)取，國產(chǎn)自動變速器行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，相信不久的將來，國產(chǎn)自動變速器將以很好的質(zhì)量和性價比與國外相抗衡 【4】 。行星機(jī)構(gòu)國外研究的早，技術(shù)相比于國內(nèi)成熟，但伴隨著中國汽車市場的發(fā)展，行星傳動機(jī)構(gòu)已有許多工廠能進(jìn)行成批量生產(chǎn)，向與國際技術(shù)靠攏并有超級之勢。二、國內(nèi)外自動變速器發(fā)展現(xiàn)狀1、手動變速器在手動變速器方面，由于經(jīng)過長時間的發(fā)展，其設(shè)計原理和生產(chǎn)工藝、技術(shù)等較為成熟和穩(wěn)定，技術(shù)難度相對于自動變速器較低，而中國國內(nèi)廠家本身就有手動變速器的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，因此在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)后，消化吸收相對容易，在此基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，做到立足于本土生產(chǎn)，基本滿足了整車廠商的配套需要，并已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品出口；技術(shù)方面，近幾年來，國內(nèi)部分廠家已能夠根據(jù)中國國情實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新；市場方面，國內(nèi)部分廠家已經(jīng)占領(lǐng)了大部分國內(nèi)市場份額 【5】 【6】 。2、自動變速器在自動變速器方面，由于自動變速器采用了不同于傳統(tǒng)手動變速器的新工藝、技術(shù)和設(shè)計原理，國內(nèi)廠家在自動變速器的研發(fā)上與國際先進(jìn)水平存在較大差距，而擁有相關(guān)技術(shù)的外國廠商不約而同地對國內(nèi)廠家進(jìn)行了不同程度的技術(shù)封鎖，即便在國內(nèi)生產(chǎn)，也都選擇由外資控股公司或外商獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)自動變速器，這導(dǎo)致自動變速器大量依賴進(jìn)口，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國自動變速器市場 78%為進(jìn)口產(chǎn)品 【7】 。三、未來變速器技術(shù)發(fā)展趨勢1、多檔位變速器成趨勢擋位數(shù)量多少，關(guān)乎車輛的駕駛感受、車輛性能、燃油經(jīng)濟(jì)性在內(nèi)的多方面性能，近年來，無論是國際上還是在國內(nèi)市場，在自動變速器領(lǐng)域都呈現(xiàn)出向著更多檔位發(fā)展的趨勢。相關(guān)行業(yè)專家表示，當(dāng)前在自動變速器領(lǐng)域的創(chuàng)新，體現(xiàn)在自動變速器結(jié)構(gòu)和擋位方面。自動變速器箱由最初的 4AT、6AT 產(chǎn)品，正向著 8AT、9AT 方向發(fā)展。自動變速器的技術(shù)創(chuàng)新是基于小型化、輕量化、提升自身效率的角度出發(fā)的 【8】 【9】 。通過行星排與定軸齒輪傳動相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)速比變化，是目前自動變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計上的一大變化，這種創(chuàng)新所帶來的變化便是自動變速器擋位上的增加。在更多擋位自動變速器的研發(fā)方面，國內(nèi)變速器企業(yè)同樣取得了顯著進(jìn)展，2012 年，在江鈴陸風(fēng) X5 車型配裝盛瑞傳動 8AT 后，盛瑞傳動繼續(xù)在 8AT 變速器上進(jìn)行改進(jìn)，通過增加一組摩擦片離合器，使行星排與定軸齒輪形成多種組合方式，盛瑞傳動實(shí)現(xiàn)了 13AT變速器的設(shè)計 【10】 。2、電動車變速器成為新熱點(diǎn)除了傳統(tǒng)自動變速器外，電動車對傳統(tǒng)自動變速器產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，也是業(yè)界各方關(guān)心的熱點(diǎn)話題。相關(guān)行業(yè)專家認(rèn)為，多檔位是電動車發(fā)展的必然趨勢，在電動車?yán)锱溲b2 擋或者 3 擋的自動變速器，不僅可以更好地發(fā)揮電機(jī)的特性，把電機(jī)的扭矩需求減少，有利于減少電機(jī)的體積和重量，降低成本，更重要的是續(xù)駛里程會提高 8%到 10%。電動車起步加速性能很好，但當(dāng)時速在 100 公里左右的中高速段再加速時，響應(yīng)速度就很慢，如果匹配 2 擋或 3 擋的變速器，就可以大大改善電動車在中高速階段的加速性能。未來純電動汽車的普及是大勢所趨，而電動車搭載多速自動變速器是未來的技術(shù)趨勢。無論是哪種類型的變速器，未來發(fā)展的核心都是低碳、高效、低成本，這種多技術(shù)路線相互競爭，并在競爭中發(fā)展的趨勢是確定無疑的 【11】 。因此，電動車下一步的發(fā)展，需要的是多檔位自動變速器，對電動乘用車而言，性價比最合理的則是 2 擋自動變速器 【12】 。3、自動變速器技術(shù)路線仍將百家爭鳴目前，國內(nèi)合資整車企業(yè)生產(chǎn)的車型之中，自動變速器的裝機(jī)率高達(dá) 70%以上，而自主品牌車型的裝機(jī)率僅為 17%，而這 17%中的大部分來自國外變速器廠商 【13】 。自動變速器的發(fā)展具有一定程度的地域性和傳承關(guān)系。DCT 技術(shù)基于手動變速器而來，發(fā)源于歐洲；AT 變速器誕生于上世紀(jì)初的美國，在美國市場的應(yīng)用和發(fā)展已超過一百年；而提及 CVT 變速器，很多人最先會想到的便是日系品牌的車型 【14】 。隨著中國汽車市場的發(fā)展，合資品牌的逐漸增多，多樣化的自動變速器技術(shù)路線也隨之引入中國市場。相關(guān)行業(yè)專家表示，在很長一段時間中，中國的變速器技術(shù)路線不會統(tǒng)一，而是會呈現(xiàn)百家爭鳴的發(fā)展態(tài)勢。無論是哪一種類型的變速器，發(fā)展的核心都是基于對能源方面的考慮，追求低碳、高效、低成本，這三大特點(diǎn)是變速器技術(shù)發(fā)展的動力源泉 【15】 。在自動變速器中，CVT 變速器在國內(nèi)和國際市場上仍具有較大的發(fā)展?jié)摿涂臻g。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在中國市場，今年 CVT 變速器預(yù)計將達(dá)到 200 萬臺的銷量，到 2020 年預(yù)計為430 萬臺，年均增長在 20%左右；而全球范圍內(nèi)，去年 CVT 變速器的銷量將近 800 萬臺，預(yù)計到 2020 年將實(shí)現(xiàn) 1470 萬臺的銷量，年均增長率在 9%左右 【16】 。因此，CVT 變速器在全球范圍內(nèi)擁有較大的普及率，目前每生產(chǎn)五臺自動變速器，其中便有一臺是 CVT。參考文獻(xiàn)：[1] 王望予.汽車設(shè)計.第 3 版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.127[2] 余志生.汽車?yán)碚?北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.96[3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造.下冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002.85[4] 吉林大學(xué)汽車工程系.汽車構(gòu)造.人民交通出版社，2006.1-10[5] 成偉華.汽車概論.重慶大學(xué)出版社，2008.6-10[6] 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計.北京高等教育出版社，1997.28[7] 黃宗益.自動變速器原理和設(shè)計.同濟(jì)大學(xué)出版社，2006.58[8] 龔桂義.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊.高等教育出版社，1989.12[9] 韓曉娟.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.22[10] 吳宗澤，劉瑩.機(jī)械設(shè)計教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.7[11] May, Ed: Automatic Transmissions, Australia McGraw-HILL BOOK COMPANY,1985：3[12] J.Vogwell.Analysis of a vehicle wheel shaft faiure. 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