HLJIT5H100五檔二軸式變速器設(shè)計（含CAD圖紙和說明書）

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畢業(yè)設(shè)計中期檢查表 填表日期 年4月20日 迄今已進(jìn)行 7 周剩余 9 周 學(xué)生姓名 院系 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-6 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 HLJIT5H-100變速器設(shè)計 學(xué) 生 填 寫 畢業(yè)設(shè)計工作進(jìn)度 已完成主要內(nèi)容 待完成主要內(nèi)容 1、收集畢業(yè)設(shè)計有關(guān)資料，完成開題報告； 2、確定變速器的總體布置方案； 3、根據(jù)變速器的基本參數(shù)計算個檔的傳動比； 4、計算變速器的各檔齒輪并進(jìn)行校核； 5、對變速器的軸和軸承進(jìn)行設(shè)計計算并校核； 6、繪制裝配圖。 　1、確定換擋機(jī)構(gòu)的形式； 2、繪制齒輪和軸的零件圖； 3、撰寫說明書。 存在問題及努力方向 在設(shè)計的過程中，對齒輪計算過程中的湊配齒輪齒數(shù)問題很不熟練，經(jīng)常出錯，一對齒輪的選擇失誤，就會引起所有的齒輪重新計算。經(jīng)過進(jìn)一步的計算，使我的齒輪參數(shù)更加符合設(shè)計要求。 學(xué)生簽字： 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-2 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 系部 汽車與交通工程 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 否 題目名稱 HLJIT5H-100變速器設(shè)計 一、設(shè)計（論文）目的、意義 為了往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的工作特性，滿足消費者對汽車高性能、安全、可靠、舒適性的需求，所以對變速器的性能要求也更高?，F(xiàn)代汽車上廣泛采用的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠和使用方便等優(yōu)點，但其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，因此，在汽車傳動系中設(shè)置了變速器和主減速器，以達(dá)到減速增矩的目的。手動變速器有成本低、可靠性高、維護(hù)簡便的特點。 隨著汽車對安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車變速器作為整車的一個關(guān)鍵部件，其產(chǎn)品的質(zhì)量對整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的，因而對汽車后橋進(jìn)行有效的優(yōu)化設(shè)計計算是非常必要的。 二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 基本參數(shù) 驅(qū)動型式：4*2 總質(zhì)量：1.4t 驅(qū)動橋滿載：0.7T; 最高車速145km/h 最大爬坡：30% 設(shè)計5檔二軸式變速器 設(shè)計的主要內(nèi)容： （1）研究汽車機(jī)械變速器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計； （2）建立有限元計算模型； （3）研究汽車機(jī)械變速器的載荷； （4）加載進(jìn)行應(yīng)力分析與結(jié)果分析； （5）對汽車機(jī)械變速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 技術(shù)要求（研究方法）： （1）要求研究汽車有限元分析、優(yōu)化設(shè)計基本理論，并將其與機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、材料力學(xué)、計算機(jī)軟件等相關(guān)知識有機(jī)結(jié)合、熟練運用； （2）要求運用CAD/CAM/CAE軟件進(jìn)行建模； （3）運用有限元分析軟件進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析，重點進(jìn)行彎曲強(qiáng)度分析； （4）實現(xiàn)變速器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。 三、設(shè)計（論文）完成后應(yīng)提交的成果 設(shè)計圖紙（合0號圖紙2.5張）； 設(shè)計說明書（2萬字左右）； 相關(guān)外文翻譯（1篇2千字左右）； 基于有限元分析軟件的輸出軸靜力學(xué)分析； 四、設(shè)計（論文）進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第2周 （2）整體方案設(shè)計，完成結(jié)構(gòu)示意圖（手繪）第3周 （3）結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，有限元分析，4-8周 （4）繪制設(shè)計圖9-12周 （5）編寫設(shè)計說明書13周 （6）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、修改 第14、15周 （7）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周 五、主要參考資料 [1]劉惟信.汽車設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社，2001.7 [2]臧杰，閻巖.汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.7 [3]王望予.汽車設(shè)計（第4版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.9 [4]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [5]王寶璽，賈慶祥.汽車制造工藝學(xué)（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [6]楊可楨，程光蘊，李仲生.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [7]殷玉楓.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.6 [8]蔡春源.簡明機(jī)械零件手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1996.3 [9]徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊（3）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1991 六、備注 指導(dǎo)教師簽字： 2011年 2 月 28日 教研室主任簽字： 2011年 3 月 1 日 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）推薦表 題 目 HLJIT5H-100變速器設(shè)計 類別 畢業(yè)設(shè)計 學(xué)生姓名 院（系）、專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師 崔宏耀 職 稱 副教授 設(shè)計成果明細(xì)： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計、其它 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: HLJIT5H-100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 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 系部 汽車與交通工程 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 HLJIT5H-100變速器設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1.研究現(xiàn)狀： 現(xiàn)今的汽車變速器發(fā)展的十分迅速，各大公司紛紛推出新的產(chǎn)品，但是變速器技術(shù)的每次革新都與汽車相關(guān)科學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，計算機(jī)技術(shù),先進(jìn)制造技術(shù)，機(jī)械自動化技術(shù)，模擬仿真材料科學(xué)等都為變速器的發(fā)展提供了有力的保障，同時變速器的發(fā)展也為相關(guān)科學(xué)技術(shù)提出了更高的要求。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。變速器作為汽車重要的組成部分，是承擔(dān)放大發(fā)動機(jī)扭矩，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。從最初采用側(cè)鏈傳動到手動變速器，及至液力自動變速器和電控機(jī)械式自動變速器，再到現(xiàn)在無級自動變速器的普及，在汽車工業(yè)技術(shù)不斷前進(jìn)的同時，變速器也向著更平順、更省油、更富駕駛樂趣的方向不斷發(fā)展。直至雙離合自動變速器的出現(xiàn)，變速器技術(shù)又伴隨著速度和夢想，邁向了一個全新的高度?，F(xiàn)代汽車的動力裝置，幾乎都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它具有相當(dāng)多的優(yōu)點，如體積小，質(zhì)量輕，工作可靠，使用方便等。但其性能與汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾。如在坡道上行駛時，所需的牽引力往往是發(fā)動機(jī)所能提供的牽引力的數(shù)倍。而且一般發(fā)動機(jī)如果直接與車輪相連，其輸出轉(zhuǎn)速換算到對應(yīng)的汽車車速上，將達(dá)到現(xiàn)代汽車極限速度的數(shù)倍。上述發(fā)動機(jī)牽引力、轉(zhuǎn)速與汽車牽引力、車速要求之間的矛盾，單靠現(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)本身是無法解決的。因此就出現(xiàn)了車用變速箱和主減速器。它們的共同努力使驅(qū)動輪的扭矩增大到發(fā)動機(jī)扭矩的若干倍，同時又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的幾分之一。另外，現(xiàn)代汽車的使用條件極為復(fù)雜，在不同場合下有不同的要求。往往要受到加載運量、道路坡度、路面好壞及交通是否通暢等條件的影響。這就要求汽車的牽引力和車速能在較大范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)使用的要求。在條件良好的平直路面上要能以高速行駛，而在路面不平和有較大坡度時能提供較大的扭矩。變速箱的多擋位選擇就能滿足這些需求。此外，發(fā)動機(jī)在不同工況下，燃油的消耗量也是不一樣的。駕駛員可以根據(jù)具體情況，選擇變速箱的某一擋位，來減少燃油的消耗。在某些情況下，汽車還需要能倒向行駛。發(fā)動機(jī)本身是不可能倒轉(zhuǎn)的，只有靠變速箱的倒擋齒輪來實現(xiàn)。 變速器的主要功能表現(xiàn)為以下幾點： (1)改變汽車傳動比，增加驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化的范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛工況，同時應(yīng)使發(fā)動機(jī)時刻處于最有利的工況范圍內(nèi)工作； (2)在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，實現(xiàn)汽車的倒退行駛； (3)實現(xiàn)空檔狀態(tài)，暫時中斷動力傳遞，以便發(fā)動機(jī)能夠啟動、怠速等。 變速器作為汽車傳動系的關(guān)鍵部件，對汽車的動力性與經(jīng)濟(jì)性，操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率都有著直接的影響。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)機(jī)械式的手動變速器仍然是目前使用最為廣泛的汽車變速器。即使它有諸多缺點，如換檔沖擊大，體積大，操縱麻煩等：但同時它也有很多優(yōu)點，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，使用壽命長，瞬時傳動比為常數(shù)，傳動效率高達(dá)98％，生產(chǎn)和制造工藝成熟以及成本低等，如果能改善手動變速器上述的缺點，它還是有很大發(fā)展空間的。所以對手動變速器變速傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究是很必要也是很有意義的。目前，國內(nèi)變速器主要采用齒輪傳動機(jī)構(gòu)傳遞動力。齒輪是手動變速器的主要傳動部件，由于其具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長、工作可靠和維修方便等特點，在運動和動力的傳遞等方面得到了非常普遍的應(yīng)用，并且有關(guān)齒輪的設(shè)計方法也已經(jīng)有了相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。然而隨著對汽車節(jié)能環(huán)保和輕量化要求的提高，希望變速器在尺寸和質(zhì)量盡量小的情況下，仍能夠可靠地進(jìn)行高速、重載的傳遞，同時具有更小的噪聲，這些都對變速器的設(shè)計提出了更高的要求。 針對中國變速器市場發(fā)展趨勢，Global Insight的亞洲區(qū)技術(shù)分析師段誠武博士闡述了幾點自己的見解： (一)、在短期內(nèi)，手動檔變速器仍然占據(jù)主要份額，而自動檔變速器將有更大的增長空間。 (二)、鑒于中國市場情況的復(fù)雜性，長期來看變速器不是單一式的發(fā)展趨勢，沒有哪一種形式變速器會成為最后的贏家。 (三)、在中國市場，從技術(shù)支持、目前的市場份額以及設(shè)備提供這幾個方面來看AMT與LPG、AUTOE和汽油、CVTE和混合動力以及DCT和柴油都具有相似性。 (四)、從長遠(yuǎn)來看，中國本土的企業(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。 兩軸式變速器因軸與軸承數(shù)少，有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小和容易布置等優(yōu)點，此外，各中間檔位因只經(jīng)一對齒輪傳遞動力，故傳動效率高同時噪聲也低。變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體，發(fā)動機(jī)縱置時，主減速器采用弧齒錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪，發(fā)動機(jī)橫置時則采用斜齒圓柱齒輪。變速器的一檔或倒檔因傳動比大，工作時在齒輪上作用的力也增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作噪聲增加。為此，應(yīng)該布置在靠近軸的支撐處，以便改善上述不良狀況，然后按照從低檔到高擋的順序布置各檔齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。常用檔位的齒輪因接觸應(yīng)力過高而易造成表面點蝕損壞。將高擋布置在靠近軸的兩端支撐中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)較小，齒輪可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高齒輪壽命。機(jī)械式變速器的傳動效率與所選用的傳動方案有關(guān)，包括傳遞動力時處于工作狀態(tài)的輪對數(shù)、每分鐘轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、輪齒和殼體等零件的制造精度等。。 由于兩軸式變速器結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)械零件設(shè)計與制造精度不十分高，裝配精度也較低，所以工人裝配與修理均比較容易。手動變速器換擋操作完全遵從駕駛者的意志，且結(jié)構(gòu)簡單，故障率相對較低，占據(jù)大部分市場份額。大部分微型轎車都是裝備兩軸式變速器，在汽車向節(jié)能方向發(fā)展的今天，兩軸式變速器將是新時代的寵兒。 2.目的及意義： 隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)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)，汽車的使用已經(jīng)遍布全國。而隨著我國加入WTO，人民生活水平的不斷提高，微型客貨兩用車、轎車等高級消費品已進(jìn)入平常家庭。 在我國，汽車工業(yè)起步較晚。入世后，我國的汽車工業(yè)面臨的是機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著我國汽車工業(yè)不斷的壯大，以及汽車行業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，如何設(shè)計出經(jīng)濟(jì)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(dāng)前汽車設(shè)計者的緊迫問題。在面臨著前所未有的機(jī)遇同時，不得不承認(rèn)在許多技術(shù)上，我國與發(fā)達(dá)國家還一定的差距，所以我們要努力為我國的汽車工業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速非常高，最大功率及最大扭矩僅在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)，為了發(fā)揮發(fā)動機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置。變速器可以在汽車行駛過程中，在發(fā)動機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，通過換擋可以使發(fā)動機(jī)工作在其最佳的動力性和經(jīng)濟(jì)性狀態(tài)下。變速器是汽車傳動系的重要組成部分，其發(fā)展無疑代表著汽車工業(yè)的發(fā)展，它的設(shè)計也是汽車設(shè)計的一個重要部分。而發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的轎車，若變速器傳動比小，則常用兩軸式變速器。兩軸變速器有其結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，制造成本低，傳動效率高等特點在變速器發(fā)展中屹立不倒，雖然現(xiàn)在的自動變速器操作簡單，但是效率很低，所以市場的大部分份額被機(jī)械式變速器占據(jù)著，汽車發(fā)展要向節(jié)能，舒適，操作方便方向發(fā)展， 兩軸機(jī)械變速器更是符合條件的。 經(jīng)過這幾年的刻苦學(xué)習(xí)，我掌握了多門基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識。在大學(xué)畢業(yè)，即將走向工作崗位之際，按國家教委和學(xué)校的要求，進(jìn)行了對轎車五檔兩軸式變速器的設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對每個大學(xué)生進(jìn)行知識掌握與實際運用的一次大檢閱，充分體現(xiàn)了一個設(shè)計者的知識掌握程度和創(chuàng)新思想。通過本次設(shè)計，我將進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識，提高實際運用能力，并為以后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 （1）研究汽車機(jī)械變速器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計； （2）建立有限元計算模型； （3）研究汽車機(jī)械變速器的載荷； （4）加載進(jìn)行應(yīng)力分析與結(jié)果分析； （5）對汽車機(jī)械變速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 2、擬解決的主要問題 （1）傳動機(jī)構(gòu)布置方案 （2）參數(shù)的確定 （3）主要零部件設(shè)計及校核 （4）AutoCAD繪制裝配圖及零件圖 三、技術(shù)路線（研究方法） 收集資料，知識準(zhǔn)備 選擇車型，確定基本性能參數(shù) 變速器傳動機(jī)構(gòu)布置方案 擋數(shù)及各擋傳動比的確定 同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計選用 主要零部件的設(shè)計及計算 齒輪參數(shù)確定及各擋齒輪齒數(shù)分配 輪齒強(qiáng)度計算 軸的設(shè)計及校核 軸承的選擇及校核 軸向尺寸的確定 變速器中心距的確定 變速器基本參數(shù)的確定 有限元分析軟件的輸出軸靜力學(xué)分析 變速器箱體的設(shè)計 CAD繪制裝配圖、零件圖 完成設(shè)計說明書 四、進(jìn)度安排 （1）知識準(zhǔn)備、調(diào)研、收集資料、完成開題報告 第1、2周 （2）整理資料、提出問題、撰寫設(shè)計說明書草稿、繪制裝配草圖 第3～5周 （3）理論聯(lián)系實際分析問題、解決問題，完成各擋傳動比等參數(shù)確定；各擋齒輪的設(shè)計及校核；傳動軸的設(shè)計及校核；軸承的選擇及校核；同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計選用；變速器箱體設(shè)計；CAD繪圖等大部分設(shè)計內(nèi)容，中期檢查 第6～9周 （4）改進(jìn)完成設(shè)計，改進(jìn)完成設(shè)計說明書，指導(dǎo)教師審核，學(xué)生修改 第10～13周 （5）畢業(yè)設(shè)計審核、修改 第14、15周 （6）畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周 五、參考文獻(xiàn) [1]劉惟信.汽車設(shè)計[M].清華大學(xué)出版社，2001.7 [2]臧杰，閻巖.汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.7 [3]王望予.汽車設(shè)計（第4版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.9 [4]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [5]王寶璽，賈慶祥.汽車制造工藝學(xué)（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [6]楊可楨，程光蘊，李仲生.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [7]殷玉楓.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.6 [8]蔡春源.簡明機(jī)械零件手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1996.3 [9]徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊（3）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [10]劉品.機(jī)械精度設(shè)計與檢測基礎(chǔ)（第5版）[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.9 [11]蔡炳炎，徐勇，林寧.機(jī)械式汽車變速器的速比配置分析[J].機(jī)械研究與應(yīng)用 2005-04 [12]向立明.汽車變速器的發(fā)展歷史及未來趨勢[J].公路與汽運，2007.1（1）：21～41 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2、評語中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計（論文）水平、設(shè)計（論文）撰寫質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）實施或?qū)懽鬟^程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評價。 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評分表 學(xué)生姓名 院系 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 HLJIT5H-100變速器設(shè)計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設(shè)等的結(jié)合程度 10 3 綜合運用知識能力（設(shè)計涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 15 4 設(shè)計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應(yīng)用能力 20 5 計算機(jī)應(yīng)用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計說明書撰寫水平；設(shè)計的實用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性 20 7 設(shè)計規(guī)范化程度（設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 8 科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進(jìn)度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設(shè)計能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質(zhì)量（設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導(dǎo)教師簽字： 2011年 6 月 17 日 摘 要 從汽車誕生時起，汽車變速器在汽車傳動系中扮演著至關(guān)重要的角色。現(xiàn)代汽車上廣泛采用內(nèi)燃機(jī)作為動力源，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為解決這一矛盾，在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了變速器。 本文以哈飛路寶汽車的一些整車參數(shù)和發(fā)動機(jī)參數(shù)為依據(jù)，進(jìn)行變速器的設(shè)計。設(shè)計的主要內(nèi)容包括變速器傳動機(jī)構(gòu)布置方案的確定，變速器主要參數(shù)如擋數(shù)、傳動比范圍、中心距、各擋傳動比、外形尺寸、齒輪參數(shù)、各擋齒輪齒數(shù)的選擇，齒輪、軸、軸承的設(shè)計校核，同步器、操縱機(jī)構(gòu)及箱體的設(shè)計及對軸的有限元分析。 在設(shè)計的過程中，本文根據(jù)轎車變速器的設(shè)計要求和車輛動力傳動系統(tǒng)自身的特點，參考多篇文獻(xiàn)資料，以及國內(nèi)外變速器設(shè)計圖冊，從經(jīng)濟(jì)性和實用性方面著手進(jìn)行分析,設(shè)計出一種兩軸式五擋變速器。 關(guān)鍵詞：變速器；齒輪；軸；箱體；設(shè)計  ABSTRACT Since automobile was born, the transmission has played a critical role in the drivetrain. Modern cars widely uses engines as the power source. The range of torque and speed are small, but complex using conditions require the automobile’s dynamic and fuel economical efficiency can change in a very large range. To solve this contradiction, transmission is set up in the drivetrain. The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of Ha Fei Lu Bao automobile in this text. The main design contents include the layout program of transmission drive-mechanism, the selection of main transmission parameters such as shifts, the range of gear ratio, center-spacing, each gear ratio, size, gear parameters and the numble of each gear, the design and verification of gears, shafts and bearings, the design of synchronizer, manipulation-framework and gearbox. Bases on the design requirement and the characteristic of power transmission system, consulting a great deal of literatures and transmission design drafts from both home and overseas,at economical efficiency and practicability angle, a small kind of two-shafted five block transmission is designed. Key words: Transmission；Shell；Gear；Shaft；Design I 附 錄 How Manual Transmissions Work If you drive a stick-shift car, then you may have several questions floating in your head. How does the funny "H" pattern that I am moving this shift knob through have any relation to the gears inside the transmission? What is moving inside the transmission when I move the shifter? When I mess up and hear that horrible grinding sound, what is actually grinding? What would happen if I were to accidentally shift into reverse while I am speeding down the freeway? Would the entire transmission explode? In this article, we'll answer all of these questions and more as we explore the interior of a manual transmission. Cars need transmissions because of the physics of the gasoline engine. First, any engine has a redline -- a maximum rpm value above which the engine cannot go without exploding. Second, if you have read How Horsepower Works, then you know that engines have narrow rpm ranges where horsepower and torque are at their maximum. For example, an engine might produce its maximum horsepower at 5,500 rpm. The transmission allows the gear ratio between the engine and the drive wheels to change as the car speeds up and slows down. You shift gears so the engine can stay below the redline and near the rpm band of its best performance. Ideally, the transmission would be so flexible in its ratios that the engine could always run at its single, best-performance rpm value. That is the idea behind the continuously variable transmission (CVT). A CVT has a nearly infinite range of gear ratios. In the past, CVTs could not compete with four-speed and five-speed transmissions in terms of cost, size and reliability, so you didn't see them in production automobiles. These days, improvements in design have made CVTs more common. The Toyota Prius is a hybrid car that uses a CVT. The transmission is connected to the engine through the clutch. The input shaft of the transmission therefore turns at the same rpm as the engine. A five-speed transmission applies one of five different gear ratios to the input shaft to produce a different rpm value at the output shaft. A Very Simple Transmission To understand the basic idea behind a standard transmission, the diagram below shows a very simple two-speed transmission in neutral: Let's look at each of the parts in this diagram to understand how they fit together: The green shaft comes from the engine through the clutch. The green shaft and green gear are connected as a single unit. (The clutch is a device that lets you connect and disconnect the engine and the transmission. When you push in the clutch pedal, the engine and the transmission are disconnected so the engine can run even if the car is standing still. When you release the clutch pedal, the engine and the green shaft are directly connected to one another. The green shaft and gear turn at the same rpm as the engine.) The red shaft and gears are called the layshaft. These are also connected as a single piece, so all of the gears on the layshaft and the layshaft itself spin as one unit. The green shaft and the red shaft are directly connected through their meshed gears so that if the green shaft is spinning, so is the red shaft. In this way, the layshaft receives its power directly from the engine whenever the clutch is engaged. The yellow shaft is a splined shaft that connects directly to the drive shaft through the differential to the drive wheels of the car. If the wheels are spinning, the yellow shaft is spinning. The blue gears ride on bearings, so they spin on the yellow shaft. If the engine is off but the car is coasting, the yellow shaft can turn inside the blue gears while the blue gears and the layshaft are motionless. Now, let's see what happens when you shift into first gear. First Gear In this picture, the green shaft from the engine turns the layshaft, which turns the blue gear on the right. This gear transmits its energy through the collar to drive the yellow drive shaft. Meanwhile, the blue gear on the left is turning, but it is freewheeling on its bearing so it has no effect on the yellow shaft. When the collar is between the two gears (as shown in the first figure), the transmission is in neutral. Both of the blue gears freewheel on the yellow shaft at the different rates controlled by their ratios to the layshaft. From this discussion, you can answer several questions: When you make a mistake while shifting and hear a horrible grinding sound, you are not hearing the sound of gear teeth mis-meshing. As you can see in these diagrams, all gear teeth are all fully meshed at all times. The grinding is the sound of the dog teeth trying unsuccessfully to engage the holes in the side of a blue gear. The transmission shown here does not have "synchros" (discussed later in the article), so if you were using this transmission you would have to double-clutch it. Double-clutching was common in older cars and is still common in some modern race cars. In double-clutching, you first push the clutch pedal in once to disengage the engine from the transmission. This takes the pressure off the dog teeth so you can move the collar into neutral. Then you release the clutch pedal and rev the engine to the "right speed." The right speed is the rpm value at which the engine should be running in the next gear. The idea is to get the blue gear of the next gear and the collar rotating at the same speed so that the dog teeth can engage. Then you push the clutch pedal in again and lock the collar into the new gear. At every gear change you have to press and release the clutch twice, hence the name "double-clutching." You can also see how a small linear motion in the gear shift knob allows you to change gears. The gear shift knob moves a rod connected to the fork. The fork slides the collar on the yellow shaft to engage one of two gears. In the next section, we'll take a look at a real transmission. A Real Transmission There are three forks controlled by three rods that are engaged by the shift lever. Looking at the shift rods from the top, they look like this in reverse, first and second gear: Keep in mind that the shift lever has a rotation point in the middle. When you push the knob forward to engage first gear, you are actually pulling the rod and fork for first gear back. You can see that as you move the shifter left and right you are engaging different forks (and therefore different collars). Moving the knob forward and backward moves the collar to engage one of the gears。 Reverse gear is handled by a small idler gear (purple). At all times, the blue reverse gear in this diagram is turning in a direction opposite to all of the other blue gears. Therefore, it would be impossible to throw the transmission into reverse while the car is moving forward -- the dog teeth would never engage. However, they will make a lot of noise! 手動變速器如何工作 如果你駕駛一臺手動小轎車，那么你可能會有幾個問題漂浮在腦海中。 當(dāng)移動換擋操縱桿時，是怎樣通過變速器中齒輪的聯(lián)系實現(xiàn)有趣的“H”模式？當(dāng)我移動操縱桿時，變速器里面是如何工作的呢？ 當(dāng)我換錯擋并聽到可怕的摩擦聲時，實際是什么在磨削呢？如果我在高速公路上急行時，突然換倒檔會發(fā)生什么情況呢？變速器會爆炸嗎？ 在本篇文章中，我們將回答所有這些問題，更要探索手動變速器內(nèi)部。 由于物理學(xué)的汽油發(fā)動機(jī)，故汽車需要傳輸動力。首先，任何發(fā)動機(jī)都有一條紅界限——轉(zhuǎn)速超過最大值時，發(fā)動機(jī)不會運行也不會爆炸。第二，如果你知道馬力是如何工作的，那么你一定知道當(dāng)馬力和扭矩達(dá)到最大值時，發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍縮小。例如，發(fā)動機(jī)可能產(chǎn)生的最大馬力為5500轉(zhuǎn)。變速器使發(fā)動機(jī)和驅(qū)動車輪之間的傳動比變小，以使汽車加速行駛。你變速行駛時，發(fā)動機(jī)能停留在紅界限或界限附近以達(dá)到最佳行駛狀態(tài)。 最理想的是，變速器以非常靈活的比率使發(fā)動機(jī)可以始終運行在單一的、最高性能的轉(zhuǎn)速。這種想法基于連續(xù)的變速傳動（無級變速器）。 無級變速器有近無窮的傳動比范圍。在過去，無級變速器在成本、大小和可靠性上不能與四檔和五檔變速器相比，所以沒有大量運用于汽車生產(chǎn)中。近年來，無級變速器的改進(jìn)設(shè)計更為常見。豐田普銳斯是一輛使用無級變速器的混合動力型汽車。 變速器通過離合器與發(fā)動機(jī)相連。因此，變速器輸入軸與發(fā)動機(jī)以同樣的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。 五檔變速器適用于五個不同的傳動比的汽車，它把輸入軸產(chǎn)生的不同轉(zhuǎn)速值傳給輸出軸。 一個非常簡單的變速器 為了理解一臺標(biāo)準(zhǔn)變速器的原理，下面的圖表顯示了一個非常簡單的中間軸式雙速傳動變速器： 讓我們看一看圖表中的每一部分，理解他們是怎樣結(jié)合在一起的：發(fā)動機(jī)的動力通過離合器傳給輸入軸。輸入軸和輸入齒輪以一個單個單元連接。（離合器是一種裝置，它可以連接和斷開發(fā)動機(jī)和變速器。當(dāng)你踏下離合器踏板時，發(fā)動機(jī)和離合器不連接，所以即使汽車停著不動，發(fā)動機(jī)也能運行。當(dāng)你釋放離合器踏板時，發(fā)動機(jī)與輸入軸直接相連。輸入軸與輸出軸的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)相同。） 紅色軸和齒輪被稱為中間軸。這也是作為一個單一的連接件，所以所有的中間軸齒輪和其本身自旋為一個單元。輸入軸和中間軸通過嚙合齒輪直接相連，因此如果輸入軸旋轉(zhuǎn)，中間軸也旋轉(zhuǎn)。這樣，當(dāng)離合器工作時，中間軸收到的動力直接來自發(fā)動機(jī)。 黃色軸是花鍵軸，它通過汽車上不同傳動齒輪與中間軸相連接。如果齒輪旋轉(zhuǎn)，輸出軸也跟著旋轉(zhuǎn)。 藍(lán)色齒輪套在軸承上，所以可以在輸出軸上旋轉(zhuǎn)。如果發(fā)動機(jī)停轉(zhuǎn)而汽車滑行時，當(dāng)輸出軸齒輪與中間軸靜止不動時，輸出軸能在其齒輪中旋轉(zhuǎn)。 現(xiàn)在，讓我們看一看一擋工作過程。 一擋 圖中，輸入軸把來自發(fā)動機(jī)的動力傳給中間軸，通過向右推動藍(lán)色齒輪完成一擋傳動。齒輪通過嚙合套傳遞動力給輸出軸，與此同時，輸出軸左側(cè)藍(lán)齒輪也旋轉(zhuǎn)，但是他是在軸承上空轉(zhuǎn)所以對輸出軸沒有影響。 當(dāng)嚙合套在中間時，變速器處于空擋。兩個齒輪在輸出軸上被中間軸控制以不同的傳動速比。 從這次討論中，你可以回答幾個問題： 當(dāng)你犯了一個錯誤掛錯擋并聽到可怕的磨削聲時，你聽到的只是齒輪錯誤嚙合的聲音。正如你看到的圖表一樣，所有的齒輪一直是嚙合的。磨削聲是齒輪在藍(lán)色齒輪內(nèi)部沒有正確使用造成的。 這里顯示的變速器沒有同步器，因此，如果你使用這樣的傳輸機(jī)構(gòu)，那么你應(yīng)該使用雙向離合器。雙向離合器在過去的轎車中常見，并且現(xiàn)代的賽車中也很常見。離合器雙向控制中，你首先踩下離合器踏板來分離變速器與發(fā)動機(jī)之間的動力。這樣脫離了齒輪上的壓力，便可以把嚙合套移動到中間位置。然而，當(dāng)你釋放離合器踏板，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為“合適的速度”。合適的速度是在發(fā)動機(jī)運行于齒輪下每分鐘適宜的轉(zhuǎn)速值。這樣是使藍(lán)色齒輪和嚙合齒輪以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因此，嚙合齒可以工作。然后，再次踩下離合器踏板，并鎖止在新齒輪上。每一次齒輪傳動變化時，你將踩下并釋放離合器兩次，因此得名“雙向離合器”。 你還可以看到一個小型的直線運動的齒輪換擋操縱桿，可以讓你變更齒輪。操縱桿移動一支桿來連接撥叉，撥叉滑動嚙合套來控制輸出軸上的兩個齒輪。 在下一節(jié)，我們將看一下真正的變速器。 實時傳輸 三個撥叉軸控制換擋撥叉使操縱桿工作。看一下頂端的撥叉軸，它們像這樣旋轉(zhuǎn)，控制第一齒輪和第二齒輪： 記住換擋操縱桿的旋轉(zhuǎn)點在中間。當(dāng)你向前推動撥塊換入一擋，實際上是拉動操縱桿撥叉使一擋齒輪旋轉(zhuǎn)。 你可以認(rèn)為這是你向左和向右移動操縱桿來控制不同的撥叉（因此嚙合套不同）。向前和向后移動撥塊使其中一對齒輪工作。 倒檔齒輪是一個小惰性輪。在任何時候，圖中藍(lán)色倒檔齒輪是在一個方向轉(zhuǎn)向?qū)γ娴乃衅渌{(lán)色齒輪。因此，當(dāng)汽車向前行駛時就不可能把傳輸逆轉(zhuǎn)。然而，它們將會制造很大的噪音！ 6