開題報告-乘用車二軸式五檔變速器總成設(shè)計

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開題報告 開題報告 題 目 乘用車二軸式五檔變速器總成設(shè)計 學 院 專 業(yè) 學 生 學 號 指導(dǎo)教師 一、選題目的的理論價值和現(xiàn)實意義 隨著經(jīng)濟和科學技術(shù)的不斷的發(fā)展，汽車工業(yè)也漸漸成為我國支柱產(chǎn)業(yè)， 如何設(shè)計出經(jīng)濟實惠，工作可靠，性能優(yōu)良，且符合中國國情的汽車已經(jīng)是當前汽車設(shè)計者的緊迫問題。汽車變速器是傳動系統(tǒng)中主要總成之一，也是汽車設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)， 變速器是汽車傳動系統(tǒng)中關(guān)鍵的零部件，它用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步，爬坡，轉(zhuǎn)彎，加速等各種行駛工況下使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空擋，可在啟動發(fā)動機、汽車滑行或停車使發(fā)動機的動力停止向驅(qū)動輪傳輸。變速器設(shè)有倒檔，是汽車獲得倒退行駛能力。需要時，變速器還有動力輸出功能。由于變速器在汽車的運行中扮演著非常重要的角色。所以很多汽車常見的故障也來源于此。而技術(shù)先進的變速箱不僅能夠降低汽車的故障而且還能夠降低動力損失，減少燃油消耗。正因為如此，現(xiàn)在不少的客車用戶在選擇車輛的時候，變速箱都是一項重要的指標。 目前在汽車上使用的變速箱大致可以分為兩類：手動變速箱和自動變速箱。其中，自動變速箱由于駕駛員操作簡便，從而裝備這種變速箱的車輛能夠大大提高駕乘舒適性。但是自動變速箱的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對技術(shù)要求和制造工藝都有較高的要求，而且造價和使用維修費用昂貴。而對于手動檔來說，其優(yōu)點主要有：1.結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；2.易于安裝，維修方便；3.傳動效率高，經(jīng)濟節(jié)油，能延長車輛的使用壽命。短期內(nèi)，自動檔變速器的市場是十分樂觀的。但同時手動檔變速器的節(jié)能型，經(jīng)濟性以及駕駛娛樂性也決定了其不可替代性。手動檔變速器仍然占據(jù)主要份額。所以對于手動變速器的研究和設(shè)計依然十分重要。 轎車多采用前置發(fā)動機前輪驅(qū)動的布置，因為這種布置使汽車的動力-傳動系統(tǒng)緊湊、操縱性好且可使汽車質(zhì)量降低6%~10%。本課題設(shè)計的就是與前置前驅(qū)配用的變速器是二軸式變速器，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊且除最到檔外其他各檔的傳動效率高、噪聲低。 二、本課題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 在汽車變速箱100多年的歷史中，主要經(jīng)歷了從手動到自動的發(fā)展過程，目前世界上使用最多的汽車變速器為手動變速器（MT）、自動變速器（AT）、手自一體變速器（AMT）、無級變速器（CVT）、雙離合變速器（DCT）五種型式。MT的節(jié)能效果最好 經(jīng)濟性娛樂性強，但對駕駛技術(shù)要求高；AT操作簡單、舒適性好、元器件可靠性高；AMT具備前兩者的優(yōu)點，但換擋時會有短暫的中斷，舒適性差一些；CVT結(jié)構(gòu)簡單、效率高、功率大、車速變化平穩(wěn)。但它無法承受較大的載荷；DCT具有良好的燃油經(jīng)濟性和舒適性，目前代表變速器的最高技術(shù)。 變速器作為傳遞動力和改變車速的重要裝置，國外對其操縱的方便性和檔位等方面的要求越來越高。目前對4檔特別是5檔變速器的應(yīng)用有日漸增多的趨勢，同時，6檔變速器的裝車率也在上升。 中國汽車變速器市場正處于高速發(fā)展期。2010年，中國汽車行業(yè)的快速發(fā)展帶動了中國汽車變速器市場規(guī)模迅速擴大。2010年中國汽車變速器需求量超過1800萬臺，增長速度高達32.5%。 中國汽車變速器市場正處于快速發(fā)展變化的時期一方面國內(nèi)汽車市場巨大的潛力為變速器行業(yè)提供了增長空間另一方面，自動變速器技術(shù)的快速發(fā)展，給國內(nèi)汽車變速器市場帶來了新的發(fā)展機遇自動變速器的需求比例不斷提高。 在乘用車領(lǐng)域，目前有能力生產(chǎn)轎車自動變速器的國內(nèi)企業(yè)僅有吉利、奇瑞等少數(shù)幾家，一些合資10多年的企業(yè)，還在使用進口自動變速器。自主品牌轎車自動變速器市場占有率不到10%在商用車手動變速器領(lǐng)域，國產(chǎn)品牌已占主導(dǎo)地位其中重型汽車變速器幾乎由陜西法士特齒輪有限責任公司、綦江齒輪傳動有限公司、山西大同齒輪集團有限責任公司、一汽哈爾濱變速器廠等幾家包攬在但技術(shù)含量更高的自動變速器市場卻是依然進口產(chǎn)品的天下。與此同時，國際自動變速器巨頭已經(jīng)完成了其在中國的戰(zhàn)略布局只賣產(chǎn)品、不賣核心技術(shù)的手段使中國自動變速器對外資依賴性日益加強，年進口額已達100億元左右隨著這種局面的加劇，預(yù)計未來3-5年行業(yè)洗牌和市場整合正在來臨。在短期內(nèi)，手動變速器仍然占據(jù)主要份額，而自動變速器將有更大的增長空間，在中國市場上長期來看變速器不是單一式的發(fā)展趨勢，從長遠來看，中國本土上的企業(yè)應(yīng)該更加關(guān)注DCT這個產(chǎn)品，因為它將有非常好的前景。 三、主要研究內(nèi)容 汽車變速器是傳動系統(tǒng)中主要總成之一，也是汽車設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，由于發(fā)動機前置前驅(qū)沒有縱貫車身前后的傳動軸，車身底板高度可降低，汽車高速行駛時穩(wěn)定性提高，并且車內(nèi)空間較大。因整個傳動系都在車頭，因而其操縱機構(gòu)比較簡單，制造和維修成本也相對較低。因此前置前驅(qū)方式已廣泛在普通轎車及部分微、輕型上使用。與前置前驅(qū)配用的變速器是二軸式變速器，汽車變速器設(shè)計是車輛工程專業(yè)本科學生必須掌握的專業(yè)知識之一，本設(shè)計根據(jù)給定的設(shè)計任務(wù)要求。 1 確定兩軸式變速器傳動方案，設(shè)計變速器及同步器： （1）變速器的概述及其方案的確定 變速器的功用和要求；變速器結(jié)構(gòu)方案的確定；變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析。 (2) 變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計 變速器主要參數(shù)的選擇(檔數(shù)和傳動比、中心距、軸向尺寸、齒輪參數(shù))；各檔傳動比及其齒輪齒數(shù)的確定；齒輪變位系數(shù)的選擇。 (3) 變速器齒輪的強度計算與材料的選擇 齒輪的損壞原因及形式；齒輪的強度計算與校核。 (4) 變速器軸的強度計算與校核 變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸； 軸的校核.。 （5）變速器同步器的設(shè)計及操縱機構(gòu) 同步器的結(jié)構(gòu)；同步環(huán)主要參數(shù)的確定；變速器的操縱機構(gòu)。 （6）變速器箱體設(shè)計 箱體材料與毛坯種類；箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸與計算。 2 擬解決的主要問題： （1）完成變速器的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇； （2）計算變速器的基本參數(shù)，完成變速器齒輪的設(shè)計計算； （3）完成變速器軸與軸承的結(jié)構(gòu)形式選擇、強度校核計算； （4）完成同步器的結(jié)構(gòu)型式選擇； （5）繪制總裝配圖及零件圖。 四、研究方法與實施方案 汽車在行駛過程中，變速器不應(yīng)有自動跳蕩、亂檔、換擋沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生，為減輕駕駛員的疲勞強度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過采用同步器和預(yù)選氣動換擋或自動、半自動來實現(xiàn)。 變速器的中心距影響變速器的重量和體積，選用優(yōu)質(zhì)鋼材，采用合理的熱處理，設(shè)計合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。為減小齒輪的嚙合損失，應(yīng)有直接檔，提高零件的制造精度和安裝質(zhì)量，采用適當?shù)臐櫥投伎梢蕴岣邆鲃有省? 兩軸式變速器的第二軸（即輸出軸）與主減速器主動齒輪做成一體，檔發(fā)動機縱置時，主減速器可用螺旋錐齒輪或雙面齒輪；當發(fā)動機橫置時則可用圓柱齒輪，從而簡化了制造工藝，降低了成本，除倒檔常用滑動齒輪（直齒圓柱齒輪）外，其他檔均采用常嚙合斜齒傳動；低檔的同步器多裝在第二軸上，這是因為一檔的主動齒輪尺寸小，裝同步器有困難；而高檔的同步器也可以裝在第一軸的后端。 兩軸式變速器沒有直接擋，因此在高擋工作時，齒輪和軸承均承載受力，因而噪聲比較大，也增加了磨損，另外，低擋傳動比的上限也收到較大限制，但這一缺點可通過減小各檔傳動比同事增大主減速比來取消， 貫徹零件標準化、部件通用化和變速器總成系列化等設(shè)計要求，遵守有關(guān)表針和法規(guī)。 參考文獻 郝京順，汽車變速器的發(fā)展 [J]，知識講座，2000（6） 王望予，汽車設(shè)計[M]，北京：機械工業(yè)出版社出版，2004。 陳家瑞，汽車構(gòu)造[M]，北京：機械工業(yè)出版社出版，2005。 濮良貴.紀名剛.機械設(shè)計 第七版[M]，北京：高等教育出版社出版 2001 余志生，汽車理論[M]，北京：機械工業(yè)出版社出版，2005。 吳修義，機械變速器系列化及與車輛的匹配[J]，現(xiàn)代零部件，2005（1） 張洪欣，變速器優(yōu)化設(shè)計[J]，哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003 浙江交通學校，汽車構(gòu)造教學圖冊[M]，北京：人民交通出版社出版，1992 [9] 魯民巧，汽車構(gòu)造[M]，北京：機械工業(yè)出版社出版，2003 [10] 陳文才．汽車變速器可靠性設(shè)計研究[J]. 煤炭技術(shù),2010,(9). [12] 劉博軍．變速器設(shè)計.長春汽車研究所.1998: 102～152 [13] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學出版社，2001 [14] 高延齡.汽車運用工程[M].第二版.北京:人民交通出版社，2001 6