5+1檔汽車手動變速器設(shè)計【含CAD圖紙+說明書】

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目前轎車上裝備的變速器主要有手動變速器和自動變速器兩種，裝備自動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)復(fù)雜，對技術(shù)要求和制造工藝都有較高的要求，而手動變速器其結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，易于安裝，維修方便；傳動效率高，經(jīng)濟(jì)節(jié)油，能延長車輛的使用壽命，因此盡管現(xiàn)在自動變速箱在轎車上已經(jīng)非常普及，但是手動變速器的銷量并沒有減少。而當(dāng)今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。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。 2 國內(nèi)外研究狀況 由于手動變速器汽車需要頻繁換擋操作,易使駕駛員疲勞,影響行駛安全;且不同的駕駛技術(shù)對車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性、動力性、乘坐舒適性等差別很大,所以自動變速器是車輛向高級發(fā)展的重要標(biāo)志?？v覽國內(nèi)外各大汽車市場，近些年來日本和北美市場自動變速器的普及率較高；而在歐洲自動變速器的普及率相對低些；國內(nèi)自主研發(fā)自動變速器也在供給國內(nèi)低端市場使用，然而其舒適性，可靠性、故障診斷控制等與國際先進(jìn)水平還有很大的差距。 在現(xiàn)在提倡節(jié)約環(huán)保的環(huán)境下，省油、低排放、操縱方便、駕駛舒適的機(jī)械式無級自動變速器(CVT)一直是人們追求的目標(biāo)。由于CVT能夠協(xié)調(diào)車輛外界行駛條件與發(fā)動機(jī)負(fù)荷,充分發(fā)揮發(fā)動機(jī)潛力,提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性,使汽車具有良好的牽引特性,顯著地提高超車性能,因此日本加大了開發(fā)CVT自動變速器的力度，已經(jīng)開發(fā)出能夠傳遞350N.m的CVT變速器；同時還開發(fā)出滾輪轉(zhuǎn)盤式CVT。因此，隨著其技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，CVT的前景是非常樂觀的。 同時如今一種新能源汽車的產(chǎn)業(yè)在不斷興起，新能源汽車包括代替燃料汽車、電動汽車、燃料電動汽車、混合動力汽車等等。例如電動汽車，世界主要汽車生產(chǎn)國都在加大對電動車輛的研制與開發(fā)，電動汽車正迅速從試驗階段走向應(yīng)用階段。而我國早已在“九五”期間已經(jīng)將電動汽車列入國家科技工程項目。如今純電動汽車的續(xù)航能力、充電時間、制造成本是制約其發(fā)展額重要因素，但隨著技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，電動汽車技術(shù)日臻成熟，許多技術(shù)將被采用，制造成本也會相應(yīng)下降，同時其續(xù)航能力也會增加。以電代油的電動汽車將是21世紀(jì)清潔、高效和可持續(xù)的交通工具。 近年來,隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子控制自動變速器的問世,也給汽車帶來了更理想的傳動系統(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入汽車領(lǐng)域,推動汽車變速器裝置的重大變革。自動變速器裝置出現(xiàn)了電子化趨勢,特別是大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展,使由微機(jī)控制發(fā)動機(jī)和變速器換擋成為可能。其中電子控制無級變速器（ECVT）將電子控制與機(jī)械傳動集于一體，是自動變速器理想的追求。不久的將來，電子控制無級變速器有望得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。 3 選題的目的和意義 通過了解國內(nèi)外的發(fā)展趨勢可知道，變速器是傳動系統(tǒng)中重要的一個部分，同時變速器的發(fā)展也是衡量其國家工業(yè)水平發(fā)展的一個重要依據(jù)。如今電子技術(shù)、新型材料、新能源的發(fā)展也推動了變速器的進(jìn)步。而目前普通轎車應(yīng)用較多、較為常見的是五檔手動變速器，其性能穩(wěn)定，適用性強(qiáng)，能夠滿足現(xiàn)代汽車的需求。 本課題是基于桑塔納轎車MT變速器的基本參數(shù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識和現(xiàn)代化的設(shè)計方法對兩軸五檔變速器進(jìn)行設(shè)計，通過查閱資料、確定方案、繪制圖紙、模型建立、強(qiáng)度校核等步驟，可以鞏固所學(xué)的知識，提高運(yùn)用仿真軟件的能力，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識解決實際問題的方法，一次很好的理論和實踐相結(jié)合的鍛煉機(jī)會。同時可以掌握汽車變速器的設(shè)計步驟和方法，對于我們今后從事實際技術(shù)工作有很大的幫助，以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 4 課題的理論依據(jù)、研究方法、研究內(nèi)容 4.1 理論依據(jù) 根據(jù)企業(yè)要求，1991年在原有桑塔納四檔變速器的基礎(chǔ)上,調(diào)整了四檔的速比,增加了五檔,生產(chǎn)了結(jié)構(gòu)緊湊,自質(zhì)量小,噪聲低,操作靈活的兩軸五檔變速器。兩軸式變速器是前進(jìn)擋的動力傳遞采用兩根軸來實現(xiàn)的變速器，它的特點是動力的輸人軸和輸出軸不在一個軸線上，兩根軸分別為第一軸(動力輸人軸)，第二軸(動力輸出軸)。通常第一軸為離合器的從動軸，第二軸同時也是主減速器的主動軸。與傳統(tǒng)的三軸變速器相比，由于省去了中間軸，在一般檔位只經(jīng)過一對齒輪就可以將輸入軸的動力傳至輸出軸，所以傳動效率要高一些。但是其齒輪壽命短，而且變速器中一般都有差速器總成，變速器噪音不好控制。 4.2 研究方法 ⑴通過利用圖書館、網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)上共享平臺等資源，查閱與變速器設(shè)計有關(guān)的各種文獻(xiàn)資料。認(rèn)真學(xué)習(xí)資料中的內(nèi)容，同時掌握查找資料的方法。為以后的設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)。 ⑵對實驗室的大眾桑坦納2000手動變速器進(jìn)行拆卸解體，測繪出每個零件的尺寸參數(shù)。利用UG建模仿真軟件，根據(jù)查閱及測量得出的數(shù)據(jù)參數(shù)繪制大眾桑坦納2000手動變速器的零件進(jìn)行建模。同時對相關(guān)的傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬裝配與仿真分析。 ⑶對各個換擋過程進(jìn)行仿真，分析其干涉情況，通過計算對主要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核，得出主要的設(shè)計數(shù)據(jù)及圖紙。 5 設(shè)計方案及預(yù)期的結(jié)果 5.1 設(shè)計方案 本設(shè)計是根據(jù)轎車手動變速器而展開的，設(shè)計中所采用的相關(guān)參數(shù)均來源于此種車型： 長/寬/高（mm）：4680/1700/1423 汽車總質(zhì)量：1210kg 汽車滿載總質(zhì)量：1600kg 主減速比：4.444 最高時速：185km/h 輪胎型號：195/60R1485H/無內(nèi)胎子午線胎 最大扭矩：155Nm/3500 最大功率：75kw/5200 道路最大阻力系數(shù)：Ψmax：0.27 汽車傳動系的傳動效率ηT：0.97 發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速：5200r/min 由原來的四檔升級為五檔，同時對三個同步器的位置進(jìn)行了調(diào)整。由原來的三個同步器分布在同一輸出軸上，如圖1；調(diào)整為2、3檔同步器分布在輸入軸上，如圖2。 圖1 圖2 同步器分布在不同的軸上可以縮小變速器的體積，使變速器結(jié)構(gòu)更加緊湊；同時調(diào)整后可以降低輸入軸應(yīng)力分布，減少輸入軸載荷，延長齒輪使用壽命。此方法在其他許多手動變速器車上已經(jīng)采用。 5.2 預(yù)期的結(jié)果 通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，完成開題報告和外文翻譯。運(yùn)用CAXA、UG等軟件，按照測繪和資料中的數(shù)據(jù)繪制二維圖紙，建立三維模型，進(jìn)行動畫仿真，并撰寫設(shè)計說明書。在這個過程中，可以鞏固以往所學(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。同時可以進(jìn)一步熟練CAXA、UG等軟件的運(yùn)用，提高動手能力，為將來從事具體的技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 6 設(shè)計工作進(jìn)度安排 周次 工作進(jìn)度 1～5周 1、調(diào)研 2、收集、查閱有關(guān)設(shè)計資料 3、熟悉設(shè)計任務(wù) 4、完成外文翻譯 5、完成開題報告 6～8周 1、完成變速器各部件的拆卸分解清理測繪。 2、完善中期檢查的各項資料。 9～11周 完成設(shè)計總裝配圖1張A0圖紙，變速器第二軸1張A1圖紙，齒輪1張A2圖紙，三維模型一套 12～15周 1、 完成鎖銷式同步器A1圖紙1張 2、 對各零部件進(jìn)行計算、校核 3、編制設(shè)計說明書 16周 答辯及整理資料 參考文獻(xiàn) [1] 馮櫻，汽車變速器齒輪的三維建模及參數(shù)化設(shè)計，客車技術(shù)與研究，2006年 第1期 [2] 向立明，汽車變速器的發(fā)展歷史及未來趨勢，公路與汽運(yùn)，2007年 第1期 [3] Friedrich Ehrlinger，德國，汽車變速器傳動系統(tǒng)綜合分析,汽車零部件制造，2007年 第9期 [4] 龔瑞國，新能源汽車動力傳遞系統(tǒng)之變速器，北京齒輪總廠 [5] 羅春香，汽車變速器設(shè)計中速比分配問題的研究,西南民族大學(xué)學(xué)報，2004年 第30卷 第3期 [6] 魏濤，趙宗煌，汽車變速器優(yōu)化設(shè)計,武漢工學(xué)院學(xué)報，1992年 第14卷 第4期 [7] 蔡炳炎,徐勇,林寧.機(jī)械式汽車變速器的速比配置分析,機(jī)械研究與應(yīng)用 2005年 第18卷 第2期 [8] 趙錫華，桑塔納2000轎車五檔變速器，汽車與配件，1996年 第19期 [9] 李賢彬，魯民巧，汽車自動變速器的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2003年 第20卷 第3期 [10] 楊歧華，黃旦中，桑塔納變速器的持續(xù)改進(jìn)，上海汽車齒輪總廠，1997年9月 [11] 李文惠，汽車傳動系參數(shù)的優(yōu)化匹配研究，學(xué)位論文，2007年 [12] 徐海山，汽車用手動變速器發(fā)展趨勢，現(xiàn)代零部件，2014年 第4期 [13] 陳靜偉，宋克輝，試論新型汽車手動變速器的設(shè)計與優(yōu)化，科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2011年 [14]MayurR.Mogre, Comparative study between Automatic and anual 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