二軸五檔機械式變速器傳動機構設計【說明書+CAD】

二軸五檔機械式變速器傳動機構設計【說明書+CAD】,說明書+CAD,二軸五檔機械式變速器傳動機構設計【說明書+CAD】,五檔,機械式,變速器,傳動,機構,設計,說明書,仿單,cad 大大連大大學學2017屆屆學學生生畢業(yè)論文文(設計)中中期期檢查表表題目二軸五檔機械式變速器傳動機構設計指導教師王邦國職稱講師學生姓名王洪山閱讀文獻數(shù)15初稿完成時間2017-05-17工 作 量較少 適中較多 出勤情況較好 一般較差 工作進度快 按進度進行慢 任 務 書有開題報告有中期工作結論中調整情況無教研室主任意見同意教研室主任(簽名)：王淑芬日期：2017-04-18學院意見同意教學院長(簽名)：賈衛(wèi)平日期：2017-04-22畢業(yè)論文(設計)任務書 論文(設計)題目：二軸五檔機械式變速器傳動機構設計 工作日期：2016年12月12日 ~ 2017年05月25日 1.選題依據(jù): 汽車變速器是汽車傳動系的主要部件，主要用于汽車行駛中的變速、變矩并實現(xiàn)倒車。本畢設對二軸五檔機械式變速器傳動機構進行設計，并利用計算機繪制相關零部件的圖形。通過該項目的設計能提高學生綜合運用知識的能力。 2.論文要求(設計參數(shù)): 1、收集資料，擬定二軸五檔機械式變速器傳動機構設計方案；2、二軸五檔機械式變速器傳動機構的詳細結構設計；繪制不少于兩張A0的設計 圖紙，并用三維軟件繪制三維圖；3、書寫設計說明書； 4、翻譯一篇與變速器傳動機構相關的外文文獻，不少于2000字。 3.個人工作重點: 1、制定出二軸五檔機械式變速器傳動機構的總體設計方案，并對該方案進行評 價； 2、對二軸五檔機械式變速器傳動機構方案中具體部件進行理論計算和校核；3、根據(jù)計算和校核結果對二軸五檔機械式變速器傳動機構進行結構設計并繪圖 ； 4.時間安排及應完成的工作: 第1周：明確設計主要任務和內容第2周：查閱相關資料第3周：撰寫開題報告 第4周：完成畢設開題報告第5周：擬定二軸五檔機械式變速器傳動機構結構方案設計 第6周：二軸五檔機械式變速器傳動機構結構設計第7周：二軸五檔機械式變速器傳動機構結構設計 第8周：二軸五檔機械式變速器傳動機構主要部件校核第9周：二軸五檔機械式變速器傳動機構圖紙繪制第10周：二軸五檔機械式變速器傳動機構圖紙繪制第11周：二軸五檔機械式變速器傳動機構裝配圖繪制 第12周：與機械式變速器傳動機構設計相關的外文文獻翻譯第13周：撰寫畢業(yè)論文第14周：撰寫畢業(yè)論文，整理畢業(yè)設計資料第15周：畢業(yè)設計答辯 5.應閱讀的基本文獻: [1] 張海軍，劉峰，朱思洪，等. 大馬力拖拉機新型液壓功率分流無級變速器優(yōu)化設計[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報. 2016(01): 156-165. [2] 趙鑫鑫，楊玨，張靜，等. 液力自動變速器換擋過程的反演優(yōu)化控制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(S1): 27-33. [3] 方圣楠，宋健，宋海軍，等. 基于最優(yōu)控制理論的電動汽車機械式自動變速器換檔控制 [J]. 清華大學學報(自然科學版). 2016(06): 580-586. [4] 任忠倫，賀敬良，秦龍泉，等. 汽車變速器嚙合質量承載能力優(yōu)化設計[J]. 計算機仿真. 2016(08): 125-130. [5] 朱鎮(zhèn)，高翔，朱彧. 液壓機械無級變速器的反求設計[J]. 機械科學與技術. 2016(04): 1-6. [6] 劉小紅. 關于電控機械式自動變速器的研發(fā)分析[J]. 電子測試. 2016(05): 25-26. [7] 吳忠偉. 雙離合器自動變速器控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)[J]. 電子技術與軟件工程. 2016(23): 63. [8] 朱瑛，程明，花為，等. 基于滑模變結構模型參考自適應的電氣無級變速器無傳感器控制[J]. 電工技術學報. 2015(02): 64-72. [9] 徐立友，劉海亮，周志立，等. 拖拉機雙離合器自動變速器換擋品質評價指標[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2015(08): 48-53. [10] 田香玉，曲金玉. 分置式雙離合器自動變速器設計建模與仿真[J]. 廣西大學學報(自然科學版). 2015(02): 367-373. 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Journal of mechanical engineering science.2015,229(9):1548- 1561. 15Chih-Hsien Yu,Chyuan-Yow Tseng.Research on gear-change control technology for the clutchless automatic-manual transmission of an electric vehicleJ.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D. Journal of Automobile Engineering.2013,227 (10):1446-1458. 附：文獻 綜述 6 文獻綜述 從汽車誕生之日起，汽車變速器就在汽車傳動系統(tǒng)中扮演著至關重要的角色。現(xiàn) 代汽車廣泛采用活塞式內燃機，活塞式內燃機提供的轉矩和轉速變化范圍較小，無法 滿足汽車各種復雜的使用條件。為了解決這些矛盾，需要在傳動系統(tǒng)中設置變速器。 變速器的作用主要有 3 個方面： （ 1）改變傳動速比，增大驅動輪的轉矩和轉速變化范圍，以適應運行中經(jīng)常變化 的行駛情況； （ 2）在發(fā)動機旋向不變的前提下，實現(xiàn)汽車倒車； （ 3）利用空擋、切斷動力的傳遞，使發(fā)動機能起動、怠速運行，并便于變速器進 行換擋或動力輸出。 根據(jù)操作方式的不同，汽車變速器可分為自動變速器和手動變速器，其中自動變 速器又有有級變速和無級變速之分。自動變速器是變速器未來的發(fā)展方向，具有非常 明顯的優(yōu)勢，可大大減少駕駛人員的操作頻率與難度，還能提高乘客的乘坐舒適性。 但另一方面，自動變速器制造成本高、維修難度大，且我國自動變速器的相關技術尚 不成熟，所以自動變速器仍未能普及，手動變速器仍然處于市場主導地位，占有大部 分的市場份額 。 1.國內變速器的 發(fā)展 現(xiàn)狀 國內手動變速器的技術在國際上較為落后，雖然目前大部分廠商都擁有生產(chǎn)手動 變速器的設備和能力，但普遍以 5 擋手動變速器為主，對于 5 擋以上的產(chǎn)品，還得 借助一些國外技術進行研究，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、換擋性能低下等問題。 對于自動變速器，幾乎所有的自主整車企業(yè)都在進行研發(fā)，也有企業(yè)推出了產(chǎn)品， 但結構都比較簡單，技術很落后，換擋平順性和經(jīng)濟性都難以滿意要求。國內車企研 究時間最長的是 4AT，目前也做不出成熟產(chǎn)品。除了布置方案上的技術困難， AT 對 于生產(chǎn)設備和工藝控制的要求也是國內難以具備的。這些因素同樣體現(xiàn)在構造特殊的 CVT 上面。而對于 AMT、 DCT，最大的技術難點是在于軟體發(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)設備，但加工精度仍需要大幅提高。目前國內自 動變速器基本依靠國際廠商提供產(chǎn)品或者技術，我國的變速器發(fā)展同國際水平差距很 大，尚處在初級階段。 究其原因有很多方面，其中之一便是 自動變速器的關鍵零部件技術被外資企業(yè)壟 斷。就國內汽車自動變速器行業(yè)而言，國內制造的乘用車所用的自動變速器大都來自 跨國公司。并且隨著國內市場對自動變速器需求量的增加，我國缺乏自動變速器核心 技術將日益嚴重。對于 AT、 DCT、 AMT、 CVT 等自動變速器的關鍵技術，國內變速器行 業(yè)目前面臨的情況是 ： AT 的研發(fā)技術已經(jīng)被國外公司的技術專利覆蓋，想要再申請這 些專利，如果完全靠自己的能力來實現(xiàn)當前技術的突破，既需要提供高昂的研發(fā)費用， 又具有很高的商業(yè)化風險。 DCT 的核心技術目前掌握在美國博格華納和德國 LUK 兩家 公司手中， LUK 公司既不與中國的企業(yè)合資，也不把變速器的相關技術專利轉讓給國 內變速器廠家。而美國博格華納公司提出的合資條件則十分苛刻，其要求取得合資企 業(yè)的主控權。國內企業(yè)想要避開這兩家公司的技術專利，并通過自主研發(fā)在短時間內 對 DCT 有突破性的成果，其難度很大。國內 AMT 大多應用在重型貨車上，盡管具有 一 定的知識產(chǎn)權，但是 AMT 的 ECU 控制技術受到國外企業(yè)的封鎖，自主開發(fā)進度緩慢。 對于 CVT 技術，我國民營企業(yè)獨自研發(fā)的 CVT 不僅進行了 3 萬千米的道路試驗、 20 萬千米的臺架試驗，并且實現(xiàn)了無故障運轉，但是最終由于資金缺乏無法進行大批量 7 化生產(chǎn)，丟失了技術產(chǎn)業(yè)化的有利時機。 由此可見 我國變速器產(chǎn)業(yè)的特點是，以自主開發(fā)及生產(chǎn)機械式變速器為主，國內 汽車用自動變速器主要依賴進口。從中國汽車工程學會針對國內所有汽車零部件企業(yè) 的調查中發(fā)現(xiàn)，國內的變速器生產(chǎn)企業(yè)均以生產(chǎn)機械式變速器為主，很少發(fā)現(xiàn)有生產(chǎn) 自動變速器的公司。雖然國 內有一些產(chǎn)、學、研機構正在潛心研究自動變速器的核心 技術，但是研究成果還沒有達到產(chǎn)業(yè)化的地步，自動變速器仍然依靠進口。自動變速 器暫時還無法取代機械式變速器在中國變速器市場的主流地位。 2.國外變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)變速器在全球的使用情況，將全球市場分為北美市場、歐洲市場和日本市場。 自 動變速器在北美市場使用比較廣泛，手動變速器在歐洲市場占據(jù)較大的比重，而無 級變速器卻受到日本人的青睞。 在過去的幾年里，歐洲企業(yè)在手動變速器的基礎上，開發(fā)出來了雙離合變速器， 并且依據(jù)已有的生產(chǎn)設備和條件，大批量生產(chǎn)雙離合變速器。在 節(jié)能減排方面，比傳 統(tǒng)的手動變速器要節(jié)約 10%的燃油，排放更少，逐漸占據(jù)原有手動變速器的市場。大 眾汽車公司已經(jīng)在中高級轎車上配備雙離合變速器，而且其他車企也逐步為生產(chǎn)的汽 車配備雙離合變速器。在不久的未來，我們將會看到越來越多的汽車配備雙離合變速 器，占有的市場份額越來越大。 在北美，美國人對自動變速器情有獨鐘，美國車企依然致力于研究自動變速器， 提高其綜合性能。在四速自動變速器的基礎上，發(fā)明了更加先進，燃油經(jīng)濟性更好的 六速變速器。面對日益攀升的油價，美國人在關心乘坐舒適性的同時，開始致力于研 究降低燃油消耗的方法 ，雙離合技術進入了美國企業(yè)的眼睛。在不遠的將來，手動變 速器的占有率將會越來越低， 6 速自動變速器將逐漸取代 4 速自動變速器，而雙離 合變速器也會在北美市場占有一席之地。 日本由于國土面積狹小，交通擁擠，資源比較匱乏，節(jié)油一直以來是日企的目標， 配備無級變速器和液力自動變速器的汽車以其在節(jié)油方面的優(yōu)勢，受到日本消費者的 歡迎。 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(chǎn)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(jīng)滲透到北美市場， CVT 汽車已經(jīng)成為當今汽車發(fā)展的主 要趨勢 。 3.變速器的發(fā)展趨勢 隨著時間的推移，手動變速器的市場占有率會逐漸降低，自動變速器將不斷增加。 發(fā)展趨勢緊緊圍繞安全、環(huán)保、節(jié)能、操縱輕便化、換檔自動化、智能化、整車電子 集成控制一體化等方面展開。同時，向以下方向發(fā)展。 大功率、大扭矩化。為了節(jié)能、環(huán)保，降低發(fā)動機的比油耗，減少排放污染，降 低噪聲，汽車發(fā)動機朝著大功率、大扭矩和低轉速的方向發(fā)展。與之匹配的 轎車變速 器最大輸入功率已達 450 馬力、扭矩已達 800Nm；客車變速器最大輸入功率已達 380 馬力、扭矩已達 2100Nm；商用車變速器最大輸入功率已達 650 馬力、扭矩已達 3300Nm。 系列化、多檔位、組合化。為了適應各種不同的使用工況，汽車變速器普遍朝著 系列化、多檔位、組合化方向發(fā)展。轎車變速器檔位朝 6 檔方向發(fā)展，轎車用 7 檔手 動和自動變速器 (如：奔馳新型 7G-TRONIC 自動變速器 )已開發(fā)成功；微型車、輕型商 用車及客車變速器朝 6 檔方向發(fā)展，大型客車變速器已發(fā)展至 8 檔；重型商用車變速 器普遍采用組合 式 9 檔、 10 檔，最多已達 16 檔。 8 大傳動比、小檔間級差化。為了滿足商用車重載或坡道起步以及在困難路面上穩(wěn) 定行駛的要求，與之匹配的汽車變速器傳動比范圍均有不同程度的增大趨勢，特別是 重型商用車尤為明顯，目前最低檔傳動比已至 17 左右，最高檔傳動比已至 0.7 左右； 各檔位之間的傳動比級差逐步縮小，趨于“理想功率水平”。 小型化、輕量化。小型化是指傳遞同等扭矩的情況下，變速器的尺寸朝著越來越 小的方向發(fā)展。輕量化是指傳遞同等扭矩的情況下，重量越來越輕的發(fā)展趨勢。廣泛 采用高強度鎂鋁合金，主、副箱 整體集成化筒式結構殼體，進一步減輕變速器重量； 采用短行程、雙錐面、多錐面新型同步器，使結構更趨緊湊。大量采用 CAD/CAE/CAM 等輔助設計、分析、制造方法，不斷地優(yōu)化結構，減少零部件，提高制造精度，提高 承載能力是變速器小型化、輕量化重要途徑之一。 操縱輕便化、換檔自動化、整車電子集成控制一體化。汽車變速器正朝著換檔力 不斷減小，操縱更加輕便、靈活以及多元化 (AT、 CVT、雙離合器、 AMT 等 )自動換檔方 向發(fā)展，采用的技術包括：優(yōu)化設計齒形參數(shù)和操縱機構；采用新材料和高效、高精 度加工方法；減小旋轉 零件的轉動慣量；采用短行程，雙錐面、多錐面同步器等。另 外，整車電子集成控制一體化，全面優(yōu)化車輛自動控制系統(tǒng)也是重要的發(fā)展方向，即 將 ECU 與 EDC、 ABS、 ASR 等有機地集成一體，通過 CAN 總線技術適時進行數(shù)據(jù)同步交 換、共享，實現(xiàn)全面優(yōu)化自動控制。 綠色環(huán)?；?。汽車變速器是汽車節(jié)能技術重要的發(fā)展方向，未來汽車變速器將更 加注重綠色環(huán)保化發(fā)展。對于汽車變速器而言，進一步降低噪聲，防止?jié)B漏油，與環(huán) 保發(fā)動機有機、協(xié)調發(fā)展，全面配置兼容各種型式的緩速器，減少來自傳統(tǒng)制動系的 污染，并同時保證車輛制動安全、可靠等是 變速器綠色環(huán)?；夹g的重要發(fā)展方向。 4.研究手動變速器的意義 雖然和自動變速器相比，手動變速器在操作上略顯復雜，但能給汽車愛好者帶來 更好的操作體驗、較高的傳動效率、較好的燃油經(jīng)濟性，手動變速器的動力性也強于 自動變速器，可使汽車在更短時間內加速或超車。另外，手動變速器問世己久，各方 面技術都己非常成熟，制造及維修成本也更低。 據(jù)統(tǒng)計，在輕型車中一款手動變速器的制造成本一般占整車制造的 7，屬于汽 車制造中的大型零部件。而對于消費者，一款變速器的品質優(yōu)劣直接影響著車輛的操 縱性、可靠性、舒適性和經(jīng)濟性等汽車性能。另 外，整車的操縱性、燃油經(jīng)濟性、尾 氣排放在很大程度上與發(fā)動機和變速器的組合性能相關。我國的汽車市場在不斷擴 大，且保持著高位增長，加上手動變速器在汽車上有著絕對領先的占有率，所以手動 變速器仍在國內市場有著絕對的優(yōu)勢。這樣一來， 對于 手動變速器 的研究 就有著重大 意義 。 5.擬開展的工作 查閱相關資料，了解研究課題的意義價值、研究概況和發(fā)展趨勢。 針對 某車用二 軸五檔變速器傳動機構總體設計方案，并進行評價 ，對 變速器主要參數(shù)的選擇與齒輪 設計 。選擇既 能使結構緊湊又能符合傳動性能的中心距和分配合理的各檔傳動比及其 齒輪齒數(shù) ，使之能夠實現(xiàn)換擋平順 ；對 變速器齒輪的強度 進行 計算與材料選擇 ， 使齒 輪能夠滿足設計要求 ；設計與校核變速器軸，使軸能夠滿足設計要求 ， 根據(jù)計算和校 核結果對二軸五檔機械式變速器傳動機構進行結構設計并繪制兩張 A0 的設計圖紙， 并用三維軟件繪制三維圖。 開題報告 論 文 題 目：二軸五檔機械式變速器傳動機構設計 學 院： 專 業(yè) 、班 級： 學 生 姓 名： 指導教師（職稱）： （講師） 2016 年 12 月 20 日 填 畢業(yè)論文（設計）開題報告要求 開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質量畢業(yè)論文（設計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1.論文（設計）題目及研究領域； 2.論文（設計）工作的理論意義和應用價值； 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢。 二、論文（設計）研究的內容 1.重點解決的問題； 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）； 3.本論文（設計）預期取得的成果。 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； 2.論文（設計）進度計劃。 四、文獻查閱及文獻綜述 學生應根據(jù)所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應在調研、實驗或實習的基礎上遞交相關的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順，較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎。 五、其他要求 1.開題報告應在畢業(yè)論文（設計）工作開始后的前四周內完成； 2.開題報告必須經(jīng)學院教學指導委員會審查通過； 3.開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論 文（設計）工作，否則不允許參加答辯； 4.開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導教師； 5.開題報告的內容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張 上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 1 一、選題依據(jù) 1、研究領域車輛工程—汽車部件設計 2、論文（設計）工作的理論意義和應用價值 汽車變速器是汽車傳動系的重要組成部分。由于汽油機額定轉矩對應的速度范圍 很小,而復雜的使用條件則要求汽車的驅動力和車速能在相當大的范圍內變化，因此要用齒輪傳動來適應駕駛時車速的變化。變速器是傳動系的主要部件,它的性能對整車的動力性、燃油經(jīng)濟性以及乘坐舒適性等方面都有十分重要的影響。手動機械變速器可以完全遵從駕駛者的意志，且結構簡單、傳動效率高、故障率相對較低、經(jīng)濟性好、環(huán)保性強、物美價廉,因此在市場上仍占有一席之地，開發(fā)手動機械變速器也適應當代世界經(jīng)濟的發(fā)展和需要。 四年的的大學生涯讓我掌握了很多汽車設計方面的基礎專業(yè)知識，通過本次的畢業(yè)設計讓之前學過的知識得到了充分的利用，鞏固了專業(yè)方向知識的同時，也將提高實際應用的能力，并為以后的工作打下基礎。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 在中國機械式變速器以其結構簡單、傳動效率高、制造成本低、壽命長等優(yōu)勢，在市場中占很大比重，據(jù)調查 2012 年機械式變速器在市場中占有的份額為 75%，雖然自動變速器是變速器未來的發(fā)展方向，具有非常明顯的優(yōu)勢，但另一方面，自動變速器制造成本高、維修難度大，且我國自動變速器的相關技術尚不成熟，所以自動變速器仍未能普及，手動變速器仍然處于市場主導地位。 在國外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(chǎn)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(jīng)滲透到北美市場，CVT 汽車已經(jīng)成為當今汽車發(fā)展的主要趨勢。 其發(fā)展趨勢將是隨著時間的推移，手動變速器的市場占有率會逐漸降低，自動變速器將不斷增加。發(fā)展趨勢緊緊圍繞安全、環(huán)保、節(jié)能、操縱輕便化、換檔自動化、智能化、整車電子集成控制一體化等方面展開。同時，向大功率、大扭矩化，系列化、多檔位、組合化，小型化、輕量化等方向發(fā)展。 綜上所述手動變速器與自動變速器相比，手動變速器可以給汽車駕駛愛好者帶來更多的操控快感，傳輸效率比自動變速器要高，維修保養(yǎng)也比自動變速器便宜。如果駕駛者換檔熟練，在汽車起步和加速過程中，配有手動變速器的汽車，反應更快更省油。 2 二、論文（設計）研究的內容 1.重點解決的問題 （1）制定出二軸五檔機械式變速器傳動機構的總體設計方案，并對該方案進行評價；（2）對二軸五檔機械式變速器傳動機構方案中具體部件進行理論計算和校核；（3）根據(jù)計算和校核結果對二軸五檔機械式變速器傳動機構進行結構設計并繪圖； 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） （1）查閱相關資料，了解研究課題的意義價值、研究概況和發(fā)展趨勢。（2）某車用二軸五檔變速器傳動機構總體設計方案，并進行評價。 （3）變速器主要參數(shù)的選擇與齒輪設計選擇即能使結構緊湊又能符合傳動性能的中心距和分配合理的各檔傳動比及其齒輪齒數(shù)，使之能夠實現(xiàn)換擋平順。 （4）變速器齒輪的強度計算與材料選擇 選擇正確的齒輪材料并進行強度計算，使齒輪能夠滿足設計要求。（5）變速器軸的設計與校核 設計符合要求的軸的結構和尺寸，并進行校核，使軸能夠滿足設計要求。 （6）根據(jù)計算和校核結果對二軸五檔機械式變速器傳動機構進行結構設計并繪制兩張 A0 的設計圖紙，并用三維軟件繪制三維圖。 3.本論文（設計）預期取得的成果 通過學習及查閱有關資料掌握二軸五檔機械式變速器工作原理以及其傳動機構的設計, 了解現(xiàn)在機械式變速器的發(fā)展趨勢、相關技術的對比及市場前景。通過自主設計并選擇最合理的方案設計能夠得到以下結果： （1）二軸五檔機械式變速器傳動機構設計方案；（2）二軸五檔機械式變速器傳動機構的詳細結構設計（兩張 A0 的設計圖紙與三 維圖）；（3）設計說明書（不少于 10000 漢字）； （4）一篇與變速器傳動機構相關的外文文獻翻譯，不少于 2000 漢字。 3 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；技術路線： a.查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢；b.制定出二軸五檔機械式變速器的總體方案設計，并對其進行評價；c.對二軸五檔機械式變速器方案的具體部分進行理論計算；d.進行二軸五檔機械式變速器傳動機構的結構設計; e.利用計算機輔助設計對方案進行校核。 f.A0 圖紙繪制并用軟件繪制三維圖 2.論文（設計）進度計劃 第 1 周：明確設計主要任務和內容。 第 2 周：查閱相關資料。 第 3 周：撰寫開題報告。 第 4 周：完成畢設開題報告。 第 5 周：擬定二軸五檔機械式變速器傳動機構結構方案設計。 第 6 周：二軸五檔機械式變速器傳動機構結構設計。 第 7 周：二軸五檔機械式變速器傳動機構結構設計。 第 8 周：二軸五檔機械式變速器傳動機構主要部件校核。 第 9 周：二軸五檔機械式變速器傳動機構圖紙繪制。 第 10 周：二軸五檔機械式變速器傳動機構圖紙繪制。 第 11 周：二軸五檔機械式變速器傳動機構裝配圖繪制。 第 12 周：與機械式變速器傳動機構設計相關的外文文獻翻譯。 第 13 周：撰寫畢業(yè)論文。 第 14 周：撰寫畢業(yè)論文，整理畢業(yè)設計資料。 第 15 周：畢業(yè)設計答辯。 4 四、需要閱讀的參考文獻 [1]田韶鵬，陳誠.汽車機械式變速器同步器性能測試系統(tǒng)的研究[J].機械傳動.2014，（11）： 111-115. [2]李祥.汽車機械式變速器的現(xiàn)代化設計方法研究[J].中國新技術新產(chǎn)品.2014，（17）：114-115. [3]陳俊武，李娜，武文娟.汽車機械式變速器變速傳動機構可靠性優(yōu)化設計[J].中外企業(yè) 家.2016 ，(06):204-205. [4]楊榮廣. 汽車機械式變速器變速傳動機構可靠性優(yōu)化設計[J].黑龍江科技信 息.2015,(16):53. [5]占銳，曾昕，李俊，徐康. 輕型車機械式變速器同步器性能試驗研究[J].機械工程 師.2016,(08):205-208. [6]帥宗良. 汽車機械式變速器的可靠性優(yōu)化設計[J].電子技術與軟件工程.2015，（04）：256. [7]閆福剛. 汽車機械式變速器的可靠性優(yōu)化設計研究[J].科技風.2016,(16):139. [8]李鵬飛.汽車機械式變速器變速傳動機構可靠性優(yōu)化設計[J].科技傳播.2014,(17):195-201. [9]尤建祥. 汽車機械式變速器變速傳動機構可靠性優(yōu)化設計[J].汽車實用技 術.2016,(02):57-69. [10]朱艷軍. 對汽車機械式變速器可靠性優(yōu)化設計的研究[J].民營科技.2014,(07):43. [11]梁兆祥. 汽車機械式變速器變速傳動機構的可靠性優(yōu)化[J].山東工業(yè)技術.2016,(20):287. [12]章濤. 小型汽車機械式變速器的設計與仿真分析[J].科技風.2015,(19):76. [13]Xu Wanli,Zhao Wei,Su Bin et al.Investigation of manual transmission synchronizer failure mechanism induced by interface material/lubricant combinations[J].Wear: an International Journal on the Science and Technology of Friction, Lubrication and Wear.2015,328/329:475-479. 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Journal of Automobile Engineering.2013,227 (10):1446-1458. 附：文獻綜述 5 文獻綜述 從汽車誕生之日起，汽車變速器就在汽車傳動系統(tǒng)中扮演著至關重要的角色?，F(xiàn)代汽車廣泛采用活塞式內燃機，活塞式內燃機提供的轉矩和轉速變化范圍較小，無法滿足汽車各種復雜的使用條件。為了解決這些矛盾，需要在傳動系統(tǒng)中設置變速器。變速器的作用主要有 3 個方面： （1）改變傳動速比，增大驅動輪的轉矩和轉速變化范圍，以適應運行中經(jīng)常變化 的行駛情況；（2）在發(fā)動機旋向不變的前提下，實現(xiàn)汽車倒車； （3）利用空擋、切斷動力的傳遞，使發(fā)動機能起動、怠速運行，并便于變速器進行換擋或動力輸出。 根據(jù)操作方式的不同，汽車變速器可分為自動變速器和手動變速器，其中自動變速器又有有級變速和無級變速之分。自動變速器是變速器未來的發(fā)展方向，具有非常明顯的優(yōu)勢，可大大減少駕駛人員的操作頻率與難度，還能提高乘客的乘坐舒適性。但另一方面，自動變速器制造成本高、維修難度大，且我國自動變速器的相關技術尚不成熟，所以自動變速器仍未能普及，手動變速器仍然處于市場主導地位，占有大部分的市場份額。 1.國內變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 國內手動變速器的技術在國際上較為落后，雖然目前大部分廠商都擁有生產(chǎn)手動變速器的設備和能力，但普遍以 5 擋手動變速器為主，對于 5 擋以上的產(chǎn)品，還得借助一些國外技術進行研究，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、換擋性能低下等問題。 對于自動變速器，幾乎所有的自主整車企業(yè)都在進行研發(fā)，也有企業(yè)推出了產(chǎn)品，但結構都比較簡單，技術很落后，換擋平順性和經(jīng)濟性都難以滿意要求。國內車企研究時間最長的是 4AT，目前也做不出成熟產(chǎn)品。除了布置方案上的技術困難，AT 對于生產(chǎn)設備和工藝控制的要求也是國內難以具備的。這些因素同樣體現(xiàn)在構造特殊的 CVT 上面。而對于 AMT、DCT，最大的技術難點是在于軟體發(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)設備，但加工精度仍需要大幅提高。目前國內自動變速器基本依靠國際廠商提供產(chǎn)品或者技術，我國的變速器發(fā)展同國際水平差距很大，尚處在初級階段。 究其原因有很多方面，其中之一便是自動變速器的關鍵零部件技術被外資企業(yè)壟斷。就國內汽車自動變速器行業(yè)而言，國內制造的乘用車所用的自動變速器大都來自跨國公司。并且隨著國內市場對自動變速器需求量的增加，我國缺乏自動變速器核心技術將日益嚴重。對于 AT、DCT、AMT、CVT 等自動變速器的關鍵技術，國內變速器行業(yè)目前面臨的情況是：AT 的研發(fā)技術已經(jīng)被國外公司的技術專利覆蓋，想要再申請這些專利，如果完全靠自己的能力來實現(xiàn)當前技術的突破，既需要提供高昂的研發(fā)費用，又具有很高的商業(yè)化風險。DCT 的核心技術目前掌握在美國博格華納和德國 LUK 兩家公司手中，LUK 公司既不與中國的企業(yè)合資，也不把變速器的相關技術專利轉讓給國內變速器廠家。而美國博格華納公司提出的合資條件則十分苛刻，其要求取得合資企業(yè)的主控權。國內企業(yè)想要避開這兩家公司的技術專利，并通過自主研發(fā)在短時間內對 DCT 有突破性的成果，其難度很大。國內 AMT 大多應用在重型貨車上，盡管具有一定的知識產(chǎn)權，但是 AMT 的 ECU 控制技術受到國外企業(yè)的封鎖，自主開發(fā)進度緩慢。對于 CVT 技術，我國民營企業(yè)獨自研發(fā)的 CVT 不僅進行了 3 萬千米的道路試驗、20萬千米的臺架試驗，并且實現(xiàn)了無故障運轉，但是最終由于資金缺乏無法進行大批量 6 化生產(chǎn)，丟失了技術產(chǎn)業(yè)化的有利時機。 由此可見我國變速器產(chǎn)業(yè)的特點是，以自主開發(fā)及生產(chǎn)機械式變速器為主，國內汽車用自動變速器主要依賴進口。從中國汽車工程學會針對國內所有汽車零部件企業(yè)的調查中發(fā)現(xiàn)，國內的變速器生產(chǎn)企業(yè)均以生產(chǎn)機械式變速器為主，很少發(fā)現(xiàn)有生產(chǎn)自動變速器的公司。雖然國內有一些產(chǎn)、學、研機構正在潛心研究自動變速器的核心技術，但是研究成果還沒有達到產(chǎn)業(yè)化的地步，自動變速器仍然依靠進口。自動變速器暫時還無法取代機械式變速器在中國變速器市場的主流地位。 2.國外變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)變速器在全球的使用情況，將全球市場分為北美市場、歐洲市場和日本市場。自動變速器在北美市場使用比較廣泛，手動變速器在歐洲市場占據(jù)較大的比重，而無級變速器卻受到日本人的青睞。 在過去的幾年里，歐洲企業(yè)在手動變速器的基礎上，開發(fā)出來了雙離合變速器，并且依據(jù)已有的生產(chǎn)設備和條件，大批量生產(chǎn)雙離合變速器。在節(jié)能減排方面，比傳統(tǒng)的手動變速器要節(jié)約 10%的燃油，排放更少，逐漸占據(jù)原有手動變速器的市場。大眾汽車公司已經(jīng)在中高級轎車上配備雙離合變速器，而且其他車企也逐步為生產(chǎn)的汽車配備雙離合變速器。在不久的未來，我們將會看到越來越多的汽車配備雙離合變速器，占有的市場份額越來越大。 在北美，美國人對自動變速器情有獨鐘，美國車企依然致力于研究自動變速器，提高其綜合性能。在四速自動變速器的基礎上，發(fā)明了更加先進，燃油經(jīng)濟性更好的六速變速器。面對日益攀升的油價，美國人在關心乘坐舒適性的同時，開始致力于研究降低燃油消耗的方法，雙離合技術進入了美國企業(yè)的眼睛。在不遠的將來，手動變速器的占有率將會越來越低，6 速自動變速器將逐漸取代 4 速自動變速器，而雙離合變速器也會在北美市場占有一席之地。 日本由于國土面積狹小，交通擁擠，資源比較匱乏，節(jié)油一直以來是日企的目標，配備無級變速器和液力自動變速器的汽車以其在節(jié)油方面的優(yōu)勢，受到日本消費者的歡迎。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(chǎn)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(jīng)滲透到北美市場，CVT 汽車已經(jīng)成為當今汽車發(fā)展的主要趨勢。 3.變速器的發(fā)展趨勢 隨著時間的推移，手動變速器的市場占有率會逐漸降低，自動變速器將不斷增加。發(fā)展趨勢緊緊圍繞安全、環(huán)保、節(jié)能、操縱輕便化、換檔自動化、智能化、整車電子集成控制一體化等方面展開。同時，向以下方向發(fā)展。 大功率、大扭矩化。為了節(jié)能、環(huán)保，降低發(fā)動機的比油耗，減少排放污染，降低噪聲，汽車發(fā)動機朝著大功率、大扭矩和低轉速的方向發(fā)展。與之匹配的轎車變速器最大輸入功率已達 450 馬力、扭矩已達 800Nm；客車變速器最大輸入功率已達 380 馬力、扭矩已達 2100Nm；商用車變速器最大輸入功率已達 650 馬力、扭矩已達 3300Nm。 系列化、多檔位、組合化。為了適應各種不同的使用工況，汽車變速器普遍朝著系列化、多檔位、組合化方向發(fā)展。轎車變速器檔位朝 6 檔方向發(fā)展，轎車用 7 檔手動和自動變速器(如：奔馳新型 7G-TRONIC 自動變速器)已開發(fā)成功；微型車、輕型商用車及客車變速器朝 6 檔方向發(fā)展，大型客車變速器已發(fā)展至 8 檔；重型商用車變速器普遍采用組合式 9 檔、10 檔，最多已達 16 檔。 7 大傳動比、小檔間級差化。為了滿足商用車重載或坡道起步以及在困難路面上穩(wěn)定行駛的要求，與之匹配的汽車變速器傳動比范圍均有不同程度的增大趨勢，特別是重型商用車尤為明顯，目前最低檔傳動比已至 17 左右，最高檔傳動比已至 0.7 左右；各檔位之間的傳動比級差逐步縮小，趨于“理想功率水平”。 小型化、輕量化。小型化是指傳遞同等扭矩的情況下，變速器的尺寸朝著越來越小的方向發(fā)展。輕量化是指傳遞同等扭矩的情況下，重量越來越輕的發(fā)展趨勢。廣泛采用高強度鎂鋁合金，主、副箱整體集成化筒式結構殼體，進一步減輕變速器重量；采用短行程、雙錐面、多錐面新型同步器，使結構更趨緊湊。大量采用 CAD/CAE/CAM 等輔助設計、分析、制造方法，不斷地優(yōu)化結構，減少零部件，提高制造精度，提高承載能力是變速器小型化、輕量化重要途徑之一。 操縱輕便化、換檔自動化、整車電子集成控制一體化。汽車變速器正朝著換檔力不斷減小，操縱更加輕便、靈活以及多元化(AT、CVT、雙離合器、AMT 等)自動換檔方向發(fā)展，采用的技術包括：優(yōu)化設計齒形參數(shù)和操縱機構；采用新材料和高效、高精度加工方法；減小旋轉零件的轉動慣量；采用短行程，雙錐面、多錐面同步器等。另外，整車電子集成控制一體化，全面優(yōu)化車輛自動控制系統(tǒng)也是重要的發(fā)展方向，即將 ECU 與 EDC、ABS、ASR 等有機地集成一體，通過 CAN 總線技術適時進行數(shù)據(jù)同步交換、共享，實現(xiàn)全面優(yōu)化自動控制。 綠色環(huán)?；?。汽車變速器是汽車節(jié)能技術重要的發(fā)展方向，未來汽車變速器將更加注重綠色環(huán)保化發(fā)展。對于汽車變速器而言，進一步降低噪聲，防止?jié)B漏油，與環(huán)保發(fā)動機有機、協(xié)調發(fā)展，全面配置兼容各種型式的緩速器，減少來自傳統(tǒng)制動系的污染，并同時保證車輛制動安全、可靠等是變速器綠色環(huán)?；夹g的重要發(fā)展方向。4.研究手動變速器的意義 雖然和自動變速器相比，手動變速器在操作上略顯復雜，但能給汽車愛好者帶來更好的操作體驗、較高的傳動效率、較好的燃油經(jīng)濟性，手動變速器的動力性也強于自動變速器，可使汽車在更短時間內加速或超車。另外，手動變速器問世己久，各方面技術都己非常成熟，制造及維修成本也更低。 據(jù)統(tǒng)計，在輕型車中一款手動變速器的制造成本一般占整車制造的 7％，屬于汽車制造中的大型零部件。而對于消費者，一款變速器的品質優(yōu)劣直接影響著車輛的操縱性、可靠性、舒適性和經(jīng)濟性等汽車性能。另外，整車的操縱性、燃油經(jīng)濟性、尾氣排放在很大程度上與發(fā)動機和變速器的組合性能相關。我國的汽車市場在不斷擴大，且保持著高位增長，加上手動變速器在汽車上有著絕對領先的占有率，所以手動變速器仍在國內市場有著絕對的優(yōu)勢。這樣一來，對于手動變速器的研究就有著重大意義。 5.擬開展的工作 查閱相關資料，了解研究課題的意義價值、研究概況和發(fā)展趨勢。針對某車用二軸五檔變速器傳動機構總體設計方案，并進行評價，對變速器主要參數(shù)的選擇與齒輪設計。選擇既能使結構緊湊又能符合傳動性能的中心距和分配合理的各檔傳動比及其齒輪齒數(shù)，使之能夠實現(xiàn)換擋平順；對變速器齒輪的強度進行計算與材料選擇，使齒輪能夠滿足設計要求；設計與校核變速器軸，使軸能夠滿足設計要求，根據(jù)計算和校核結果對二軸五檔機械式變速器傳動機構進行結構設計并繪制兩張 A0 的設計圖紙，并用三維軟件繪制三維圖。 8