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畢業(yè)設(shè)計開題報告
設(shè) 計 題 目: 比亞迪F3R手動變速器設(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
目錄
一課題研究現(xiàn)狀,選題目的、依據(jù)和意義 3
1.課題研究現(xiàn)狀 3
2.選題的目的依據(jù)和意義 5
二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容,擬決的主要問題 5
1.設(shè)計的基本內(nèi)容 5
2.擬解決的主要問題 5
三、技術(shù)路線(研究方法) 6
四、進(jìn)度安排 6
五、參考文獻(xiàn) 7
六、備注 7
七、指導(dǎo)教師意見 7
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué)生姓名
趙磊
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程BW07-8
指導(dǎo)教師姓名
趙國遷
職稱
高級實驗師
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用
是否外聘
□是否
題目名稱
比亞迪F3R手動變速器設(shè)計
一課題研究現(xiàn)狀,選題目的、依據(jù)和意義
1.課題研究現(xiàn)狀
21世紀(jì),汽車工業(yè)成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一,汽車企業(yè)對各系統(tǒng)部件的設(shè)計需求旺盛。其實,汽車與人一樣,也是有著整套健康系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體。發(fā)動機(jī)是心臟,車輪、底盤與懸掛是軀干與四肢,然而連接它們的,是類似于人體經(jīng)脈的變速器系統(tǒng)。如果汽車喪失了變速器這個中心環(huán)節(jié),心臟、四肢與軀干再好,汽車只能如同植物人般成為廢鐵一堆!可以說,變速器是伴隨著汽車工業(yè)出現(xiàn)的必然產(chǎn)物,是汽車上的必需品。在完成了最基本的傳動功能之外,我們對變速器的要求也是越來越高,這是變速箱演變過程的首要催產(chǎn)素[1]。由此可見,對汽車的變速器進(jìn)行研究具有十分重要的意義。
由于汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速較高,而產(chǎn)生的扭矩又較小,因此需要一種降速增扭的機(jī)構(gòu)——變速器,以保證汽車在各種道路條件下均能正常地行駛。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。變速器為汽車重要的組成部分,是承擔(dān)放大發(fā)動機(jī)扭矩,配合引擎功扭特性,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。發(fā)動機(jī)是汽車的心臟,發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力必須經(jīng)過傳動系統(tǒng)才能驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動[2]。
變速器是傳動系統(tǒng)的心臟。由于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化范圍小,而汽車行駛速度的變化范圍廣,所以一開始傳動系統(tǒng)就設(shè)置了變速器。變速器的作用:①改變汽車的傳動比,擴(kuò)大驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的范圍,使車輛適應(yīng)各種變化的行駛工況,同時使發(fā)動機(jī)在理想的工況下工作;②在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩方向不變的前提下,實現(xiàn)汽車的倒退行駛;③實現(xiàn)空擋,中斷發(fā)動機(jī)傳遞給車輪的動力,使發(fā)動機(jī)能夠起動、怠速。100多年中,變速器經(jīng)歷了用變速桿改變鏈條的傳動比一手動變速器一有級自動變速器一無級自動變速器的發(fā)展歷程[3]。
早期的汽車傳動系統(tǒng),從發(fā)動機(jī)到車輪之間的動力形式很簡單。發(fā)動機(jī)驅(qū)動一組錐齒減速齒再傳動到一根軸和皮帶輪。皮帶輪和驅(qū)動橋上的內(nèi)齒輪嚙合,使汽車行駛,大齒輪用來加速,能使汽車達(dá)到32 km/h的速度。如果遇到上坡,而爬坡能力不夠時,駕駛員就停下車子,把小鏈輪嚙合后進(jìn)行驅(qū)動.。
(1)變速器類型及特點
現(xiàn)在市場上的變速器細(xì)分為5類手動變速器(MT),手動自動一體變速器(AMT),無級變速器(CVT)、雙離合器變速器(DCT)和自動變速器(AT),各自都有不同的優(yōu)勢。按變速器功能可分為兩類:手動變速器和自動變速器。手動變速器即MT,自動變速器包括傳統(tǒng)AT、AMT、CVT及DCT。如果按變速結(jié)構(gòu)可分為三類:圓柱齒輪、行星齒輪及錐盤。圓柱齒輪類包括MT、AMT、DCT;行星齒輪類包括傳統(tǒng)AT及使用了多片濕式離合器替代液力變矩器的AT。錐盤類包括金屬鋼帶CVT及半環(huán)面錐輪無級變速器等??刂萍夹g(shù)和電子信息技術(shù)的高速發(fā)展,使得自動變速器得到快速發(fā)展,手動變速器向自動變速器發(fā)展的趨勢越發(fā)明顯。新技術(shù)的發(fā)展一方面仍在不斷改善現(xiàn)有變速器的性能。我所要設(shè)計的是手動變速器也就是MT。MT的優(yōu)勢是傳動效率高及成本低,但換檔復(fù)雜。AMT傳動效率也高。且具備自動換檔功能,但換檔沖擊性有待解決[4]
MT主要工作原理是通過變速操縱桿撥動不同齒輪組問的嚙合套從而組成不同的檔位,因為每檔齒輪組的齒數(shù)是固定的,所以各檔的變速比是一定的,屬于有級變速器。在低速時,讓傳動比大的齒輪副工作;而在高速時,讓傳動比小的齒輪副工作?!皟奢S一中間軸”,它們構(gòu)成了變速器的主體,還有一根倒擋惰輪軸常見的手動變速器由鑄鐵或鋁制變速器殼體、軸、軸承、齒輪、同步器和換擋機(jī)構(gòu)組成MT變速器應(yīng)用的歷史時間最長,其產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展十分有限,憑借與其它形式變速器相比的成本優(yōu)勢及較高的傳動效率,仍然占據(jù)乘用車變速器市場上相當(dāng)?shù)氖袌龇蓊~[5]。
(2)國外手動變速器研究現(xiàn)狀
國外在手動變速器的研究上開始趨于自動變速器,這是為了節(jié)省燃油以及緩解駕駛者在頻繁換擋中產(chǎn)生的疲勞感等一系列缺點。據(jù)預(yù)測,2013年歐洲變速器市場上,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%,配備無極變速器的將占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%。,可見手動變速器依然占據(jù)著半壁江山,這證實了手動變速器在消費(fèi)者心中的分量。國外專家指出,新變速器產(chǎn)品還在不斷研發(fā)的過程中,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。 目前許多變速器生產(chǎn)企業(yè)正在研發(fā)一些燃油經(jīng)濟(jì)性更好、換擋性能更高的變速器,以滿足市場上的多層次需求。例如,某公司正在研制一種傳動效率可達(dá)92%、換擋性能更好的變速器。
(3)國內(nèi)手動變速器研究現(xiàn)狀及發(fā)展
改革開放30年來,我國汽車變速器行業(yè)隨著整車行業(yè)的快速發(fā)展而不斷發(fā)展壯大,形成了一批頗具規(guī)模的變速器企業(yè)。大多數(shù)本土變速器企業(yè)在引進(jìn)消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)方面取得了突出成績,并不斷堅持自主創(chuàng)新,在手動變速器領(lǐng)域,,尤其是在重型車用和微型車用手動變速器上,涌現(xiàn)了大量自主創(chuàng)新的產(chǎn)品。另外,一些跨國公司獨資或合資的變速器企業(yè)開始陸續(xù)在中國設(shè)廠,為滿足持續(xù)高速增長的中國汽車市場需求作出了非常大的貢獻(xiàn)。
隨著中共十七屆五中全會召開,中國政府起草并通過了國家“十二五”規(guī)劃,規(guī)劃中明確提出,中國迫切需要完成從汽車大國到汽車強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。
中國要成為汽車強(qiáng)國,首先要克服自主技術(shù)這塊短板。而汽車的核心部分——動力總成,仍是國內(nèi)一直沒有完全掌握的關(guān)鍵汽車零部件技術(shù)之一。
目前,在中國乘用車手動變速器市場,國產(chǎn)品牌已占主導(dǎo)地位,隨著中國乘用車市場的快速發(fā)展,對變速器的要求無論從數(shù)量上還是從技術(shù)水平上均不斷提高,但技術(shù)落后嚴(yán)重阻礙著國產(chǎn)品牌變速器企業(yè)的發(fā)展。雖然現(xiàn)在越來越多的人在買車的時候選擇了自動變速器,但是在中國,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(nèi)企業(yè)已經(jīng)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(shù)中國駕駛者在學(xué)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
2006年中國手動檔乘用車共銷售354.54萬輛,較2005年增長20.54%。2007年1~9月份,手動檔乘用車共銷售308.65萬輛,同比增長21.70%。在中國乘用車用手動變速器市場中,國產(chǎn)品牌占主導(dǎo)地位,進(jìn)口量很小,因而隨著手動檔乘用車銷量的快速增長,手動變速器市場也將不斷擴(kuò)大[6]。
2.選題的目的依據(jù)和意義
比亞迪股份有限公司由王傳福創(chuàng)立于1995年,2002年7月31日在香港主板發(fā)行上市,是一家擁有IT和汽車兩大產(chǎn)業(yè)群的高新技術(shù)民營企業(yè)。2003年,比亞迪收購西安秦川汽車有限責(zé)任公司(現(xiàn)“比亞迪汽車有限公司”),正式進(jìn)入汽車制造與銷售領(lǐng)域,開始民族自主品牌汽車的發(fā)展征程。發(fā)展至今,在整車制造、模具研發(fā)、車型開發(fā)等方面都達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,產(chǎn)業(yè)格局日漸完善并已迅速成長為中國最具創(chuàng)新的新銳品牌。汽車產(chǎn)品包括各種高、中、低端系列燃油轎車,以及汽車模具、汽車零部件、雙模電動汽車、純電動汽車等。代表車型包括F0、F3、F3-R兩廂、F6、S8硬頂敞篷跑車、F3DM雙模電動汽車、S6(SUV)、M6(MPV)等。應(yīng)用在比亞迪F3R車型上的手動變速器技術(shù)比較落后,但是手動變速器在變速器市場一直占據(jù)重要份額,在中國,更是贏得了大多數(shù)消費(fèi)者的偏愛。無論是燃油經(jīng)濟(jì)型上的優(yōu)勢,實施上的低成本,還是駕駛者的操縱感,都使得手動變速器成為OEM在設(shè)計某款汽車時的重要考慮。然而手動變速器也有其自身的缺點,由于手動變速器在穩(wěn)定性、燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性上存在著一定的不足,而且在當(dāng)今的大城市中,堵車”現(xiàn)象愈演愈烈,駕駛員需頻繁地踩離合器換檔,體力消耗大,發(fā)動機(jī)很難工作在最佳的狀態(tài),動力性沒有完全發(fā)揮,經(jīng)濟(jì)性差,排氣中有害物質(zhì)含量高,污染嚴(yán)重,所以鑒于以上缺點必須設(shè)計出一款克服這些缺點并應(yīng)用到比亞迪F3R轎車上的手動變速器使得手動變速器的路能夠走的更遠(yuǎn)。
二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容,擬決的主要問題
1.設(shè)計的基本內(nèi)容
(1)研究國內(nèi)外汽車變速器研究現(xiàn)狀及發(fā)展歷史,理解本課題研究的意義
(2)分析各種汽車變速器的基本原理和優(yōu)缺點
(3)利用比亞迪F3R相關(guān)發(fā)動機(jī)參數(shù),完成變速器結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計。
(4)選擇發(fā)動機(jī)參數(shù),確定變速器結(jié)構(gòu)類型,對變速器中的各級齒輪和軸等零部件進(jìn)行設(shè)計,并對主要零部件進(jìn)行校核。
2.擬解決的主要問題
(1)通過文獻(xiàn)資料,熟悉汽車變速器設(shè)計和CAD的相關(guān)知識,掌握汽車變速器設(shè)計計算方法。
(2)調(diào)研,掌握汽車變速器設(shè)計過程。
(3)鞏固以往所學(xué)的理論知識,熟悉變速器結(jié)構(gòu),掌握變速器的設(shè)計方法和CAD軟件在變速器設(shè)計中的應(yīng)用步驟,提高動手能力為以后打下良好基礎(chǔ)
(4)確定汽車變速器設(shè)計的各項參數(shù),計算確定主要零件的參數(shù)和尺寸,完成CAD圖紙
三、技術(shù)路線(研究方法)
完成畢業(yè)設(shè)計和設(shè)計說明書
調(diào)查研究
變速器結(jié)構(gòu)分析與類型選擇
變速器設(shè)計計算
齒輪大小與齒數(shù)計算
軸參數(shù)計算
變速器主要參數(shù)校核
利用AUTOCAD進(jìn)行繪圖
四、進(jìn)度安排
(1)調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報告 第1~2周(3月3日~3月16日) (2)確定總體方案 第3~4周(3月17日~3月30日) (3)對變速器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計第5~6周(3月31日~4月13日) (4)對變速器尺寸進(jìn)行設(shè)計7~8周(4月14日~4月27日)
(5)畫變速器的零件圖第第8~9周(4月21日~5月4日) (5)畫變速器的裝配圖第9~10周(4月28日~ 5月11日)
(6)完成設(shè)計說明書第11~13周(5月12日~6月2日) (7)設(shè)計審核、修改 第14~16周(6月3日~6月23日) (8)畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周(6月24日~7月1日)
五、參考文獻(xiàn)
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[21]A.Higuchi,Y. Saitoh. Optimal Control of Four Wheel Steering Vehicle:Vehicle System Dynamic,1993,2
六、備注
七、指導(dǎo)教師意見
簽字: 年 月 日
8