畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開題報(bào)告 學(xué)生姓名 劉佳良 系部 汽車與交通 工程學(xué)院 專業(yè) 班級(jí) 車輛工程 BW07 9 指導(dǎo)教師姓名 崔宏耀 職稱 副教授 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 是 否 題目名稱 HLJIT4H 10 變速器設(shè)計(jì) 一 課題研究現(xiàn)狀 選題目的和意義 1 課題研究現(xiàn)狀 汽車工業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一 根據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)資料顯示 我國(guó)已經(jīng)成 為世界第四大汽車生產(chǎn)國(guó) 伴隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程 汽車工業(yè)的發(fā)展將會(huì)有著更為強(qiáng)勁的勢(shì)頭 隨著社會(huì)的快速發(fā)展和人們生活水平的迅速提高 汽車 尤其是轎車 作為一種必不可少的交 通工具已走進(jìn)千家萬(wàn)戶 改革開放 30 年來(lái) 我國(guó)汽車變速器行業(yè)隨著整車行業(yè)的快速發(fā)展而發(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(guó)外先進(jìn)技術(shù)方面取得了突出 的成績(jī) 并不斷堅(jiān)持自主創(chuàng)新 在手動(dòng)變速器領(lǐng)域 尤其是在重型車用和微型車用手動(dòng)變速器 上 涌現(xiàn)了大量自主創(chuàng)新的產(chǎn)片 另外 一些跨國(guó)公司或合資的變速器企業(yè)開始陸續(xù)在中國(guó)設(shè) 廠 為滿足持續(xù)高速增長(zhǎng)的中國(guó)汽車市場(chǎng)需求作出了非常大的貢獻(xiàn) 汽車變速器是汽車的重要部件之一 變速器可以在汽車行駛過(guò)程中 在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間 產(chǎn)生不同的變速比 通過(guò)換擋可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下 通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī) 傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 目的是在原地起步 爬坡 轉(zhuǎn)彎 加速等各種行使工況下 使汽 車獲得不同的牽引力和速度 同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作 變速器設(shè)有空擋 可 在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 汽車滑行或停車時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力停止向驅(qū)動(dòng)輪傳輸 變速器設(shè)有倒擋 使汽 車獲得倒退行使能力 傳統(tǒng)的變速器設(shè)計(jì)方法一般是根據(jù)性能要求利用經(jīng)驗(yàn)公式取初值 然后計(jì)算取其強(qiáng)度 傳 動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)等 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì) 可綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)方案 與實(shí)踐直接接觸 從而可以提 高解決實(shí)際問題的能力 綜合提高自身的設(shè)計(jì)和制造水平 在中國(guó) 手動(dòng)變速器仍然是車用變速器的主流 具體有兩個(gè)原因 首先 目前國(guó)內(nèi)企業(yè)已 經(jīng)基本掌握對(duì)手動(dòng)變速器的開發(fā) 所以在一定程度上加大了手動(dòng)變速器的價(jià)格優(yōu)勢(shì) 另外 絕 大多數(shù)中國(guó)駕駛者在學(xué)車時(shí)就用的是手動(dòng)車 他們更加享受手動(dòng)車帶來(lái)的駕駛樂趣 在自動(dòng)變 速器方面 除吉利汽車開發(fā)出有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液壓控制的三速自動(dòng)變速器外 其他企業(yè)尚沒 SY 025 BY 3 有一家具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 悉數(shù)依賴國(guó)外技術(shù)和進(jìn)口 從技術(shù) 節(jié)能和基礎(chǔ)設(shè)施角度 對(duì)各種變速器在中國(guó)和國(guó)外的發(fā)展情況作以下簡(jiǎn)要分 析 1 手動(dòng)變速器 MT 亦稱手排變速器 是汽車變速器中最基本的一種類型 其作用是 改變傳動(dòng)比 亦稱齒輪比 是引擎扭力被變速器齒輪放大的倍數(shù) 車輛靜止剛起步時(shí) 由于本 身質(zhì)量較大 慣性也較大 使其運(yùn)動(dòng)將使用較大的力 根據(jù)杠桿原理用半徑最長(zhǎng)扭力最大的低 速檔大直徑齒輪把引擎扭力放大 協(xié)助車輛開始向前行駛 車輛開始行駛后 由于慣性將保持 向前方移動(dòng) 用較小的扭力即可讓車輛繼續(xù)向前行駛 所以改換入齒輪半徑較小齒輪比小 扭 力放大倍數(shù)較小但旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速較快的小齒輪高速檔 即可用較少的引擎轉(zhuǎn)速達(dá)到相同的車速來(lái)省 油 或讓車速更快 齒輪比小于一的省油檔稱為 overdrive 超比檔 密齒輪比是指各檔位齒輪比 落差小 代表各檔扭力落差小 有利于車輛加速 并提供倒檔和空檔 通常 駕駛員通過(guò)踩離 合器踏板和操縱換擋桿可以在任何檔位間進(jìn)行選擇 也有少數(shù)手動(dòng)變速器 如摩托車變速器 某些賽車變速器 只允許順序換擋 這些變速器被稱為順序換擋變速器 近年來(lái)隨著電子控制 元件耐用度的改善 由電腦控制自動(dòng)切換離合器自動(dòng)換檔的自動(dòng)手排變速箱在歐洲車上也愈來(lái) 愈普及 福斯賽車與福特汽車則在市售車上提供更新一代的雙離合器自動(dòng)手排 變速箱同時(shí)具 有兩組離合器 每次換檔時(shí)自動(dòng)切換到另一組未使用的離合器迅速嚙合 不需如傳統(tǒng)手排變速 箱得等唯一一組離合器分開后再重新嚙合 換檔速度更快 換檔震動(dòng)也更小 手動(dòng)變速器應(yīng) 該說(shuō)是最為節(jié)能的變速方式 另外由于中國(guó)企業(yè)已經(jīng)掌握該技術(shù) 而且在生產(chǎn)方面也積累了長(zhǎng) 期經(jīng)驗(yàn) 從而在價(jià)格和質(zhì)量方面會(huì)有較大優(yōu)勢(shì) 所以在短期內(nèi)仍將是變速器主流 其不足在于 操控上的不便 尤其是在城市工況 2 自動(dòng)手動(dòng)變速器 AMT 自動(dòng)手動(dòng)變速器實(shí)際上是由一個(gè)機(jī)器系統(tǒng)來(lái)完成操作離合 器和選擋這兩個(gè)動(dòng)作 AMT 的汽車駕駛簡(jiǎn)單 省去了離合器踏板 駕駛者只要踩油門 選速器 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇換擋的最佳時(shí)機(jī) 從而消除了發(fā)動(dòng)機(jī) 離合器和變速器的錯(cuò)誤使用 以避免錯(cuò) 換擋位 這一點(diǎn)對(duì)新手和整車的可靠性都非常重要 選速器大大簡(jiǎn)化了駕駛的復(fù)雜性 令 AMT 汽車駕駛更加簡(jiǎn)便 省心 且能夠保證最低的動(dòng)力損耗 由選速器完成駕駛者踩離合器換擋的 動(dòng)作 選擇的換擋時(shí)機(jī)要比駕駛者完成得更準(zhǔn)確 因此 在能源日益緊缺和 CO2排放壓力越來(lái) 越大這一背景下 AMT 順應(yīng)了 節(jié)能減排 這一趨勢(shì) 是一項(xiàng)非常適合中國(guó)市場(chǎng)的先進(jìn)技術(shù) AMT 的制造成本遠(yuǎn)低于電液控自動(dòng)變速器 國(guó)內(nèi)的很多車型都準(zhǔn)備采用這一領(lǐng)先技術(shù) 即有可 能隨著中國(guó)汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展 將有更多車型采用 AMT 中國(guó)也將會(huì)取代歐洲和美洲 成為 世界上最大的 AMT 的應(yīng)用市場(chǎng) 3 電子控制液力自動(dòng)變速器 AT 電子控制液力自動(dòng)變速器近些年新技術(shù)也不斷在 使用 它正朝著多擋位 數(shù)字化控制等方面發(fā)展 日本最大的自動(dòng)變速器生產(chǎn)商 AISIN AW 公司 2006 年成功推出型號(hào)為 AA80E 型 8 前速自動(dòng) 變速器 目前被使用在雷克薩斯 LS460 車上 這就形成了更大的總傳動(dòng)比范圍 同時(shí)各個(gè)傳動(dòng) 比之間也比 5 速變速器更加接近 因此 駕駛員幾乎在各種行駛條件中都可以選擇最佳傳動(dòng)比 電子控制模塊可以選擇更多的傳動(dòng)比 傳動(dòng)比取決于行駛條件 從而降低了油耗并提高了換擋 平順性 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與行駛狀態(tài)的最優(yōu)化匹配意味著發(fā)動(dòng)機(jī)提高了動(dòng)力 燃油經(jīng)濟(jì)性并降低了 運(yùn)行噪聲 4 無(wú)級(jí)變速器 CVT 無(wú)級(jí)變速器則只需兩組可移動(dòng)錐輪以及傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈 即可 實(shí)現(xiàn)無(wú)數(shù)個(gè)前進(jìn)擋的變速過(guò)程 CVT 采用傳動(dòng)帶 傳動(dòng)鏈和可變槽寬的錐輪進(jìn)行動(dòng)力傳遞及傳 動(dòng)比的選擇 即當(dāng)錐輪變化槽寬時(shí) 相應(yīng)改變主動(dòng)輪與從動(dòng)輪上傳動(dòng)帶的接觸半徑進(jìn)行變速 CVT 是真正無(wú)級(jí)化了 與 AT 相比具有較高的運(yùn)行效率 油耗較低 通過(guò)近幾年市場(chǎng)上的應(yīng)用看 其發(fā)展勢(shì)頭也比較迅猛 目前在我國(guó)應(yīng)用的車型已迅速發(fā)展到 5 6 種以上 目前 全世界各大汽車廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力都在大力進(jìn)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(dá)到近 50 萬(wàn)輛 值得注意的一點(diǎn)是 裝備有 CVT 的汽車市場(chǎng) 由最初的日本 歐洲 已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng) CVT 汽車已經(jīng)成為當(dāng)今汽車發(fā)展的主要趨勢(shì) 5 雙離合器變速器 DCT 雙離合器變速器最早是德國(guó)大眾技術(shù) 因此在大眾車系里 又稱 DSG 變速器 它可以說(shuō)是目前世界上最先進(jìn)的 具有革命性的變速器系統(tǒng) 大眾汽車在 2002 年于德國(guó)沃爾夫斯堡首次向世界展示了這一技術(shù)創(chuàng)新 2 意義 21 世紀(jì) 汽車工業(yè)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一 汽車企業(yè)對(duì)各系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)需求 旺盛 可以說(shuō) 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(dòng)功能之外 我們對(duì)變速器的要求也是越來(lái)越高 這是變速箱演變過(guò)程的首要催產(chǎn)素 由此可見 對(duì)汽車的變速器進(jìn)行研究具有十分重要的意義 設(shè)計(jì)一臺(tái)匹配性好的變速器 是汽車設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要工作 在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以詳細(xì)了解 掌握變速器中齒輪 軸的設(shè)計(jì)方法 不同條件下軸承的選取方法 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析方法 以及箱體的設(shè)計(jì)方法 汽車變速器是汽車傳動(dòng)系的重要組成 變速器用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 使汽車獲得不同的牽引力和速度 同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作 對(duì)汽車的動(dòng)力性 燃油經(jīng)濟(jì)性有重要的影響 因此 依據(jù)整車的主要技術(shù)指標(biāo) 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 轉(zhuǎn)速和車輛行駛條 件 來(lái)確定變速器的結(jié)構(gòu)型式的選擇 設(shè)計(jì)參數(shù)的選取及各大零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 通過(guò)設(shè)計(jì)可以掌握汽車變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和方法 使本科階段所學(xué)習(xí)的汽車?yán)碚摲矫嬷?識(shí)得到系統(tǒng)的應(yīng)用 提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力 3 選課目的 通過(guò)對(duì)變速器的了解 確定變速器的傳動(dòng)路線 整體布置以及變速器的各項(xiàng)參數(shù) 依據(jù)經(jīng) 驗(yàn)公式進(jìn)行設(shè)計(jì) 運(yùn)用有限元分析軟件進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析 重點(diǎn)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度分析 為了縮短設(shè)計(jì)周期和降低開發(fā)成本 通過(guò) CAD 軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)汽車變速器的輔助設(shè)計(jì) 使產(chǎn)品 的設(shè)計(jì)階段以較少的時(shí)間和精力進(jìn)行虛擬裝配并對(duì)裝配結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證 得到了可靠的裝配檢驗(yàn)結(jié)果 減少建模時(shí)間 增加模型可信度 提高產(chǎn)品質(zhì)量 加快產(chǎn)品上市的時(shí)間 二 設(shè)計(jì) 論文 的基本內(nèi)容 擬解決的主要問題 1 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1 本田 W125 6 摩托車發(fā)動(dòng)機(jī) 變速器結(jié)構(gòu)的總體布置及工作原理 2 變速器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)置 各檔齒輪的設(shè)計(jì)及其校核 確定各檔傳動(dòng)比 3 確定零部件結(jié)構(gòu)尺寸 4 使用 AutoCAD 完成工程圖紙 利用 CAD 建立體圖 5 有限元分析 整體優(yōu)化設(shè)計(jì) 2 擬解決的主要問題 1 掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 變速器的結(jié)構(gòu) 2 掌握汽車變速器各零件的設(shè)計(jì)方法 3 變速器各檔齒輪的校核 有限元分析 4 對(duì)變速器內(nèi)部 合理布局 5 掌握 CAD Pro E 等軟件的操作方法 并進(jìn)行零件圖測(cè)繪 實(shí)體圖裝配等 三 技術(shù)路線 研究方法 齒輪參數(shù)確定及各擋齒輪齒數(shù)分配 輪齒強(qiáng)度計(jì)算 軸的設(shè)計(jì)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 確定基本性能參數(shù) 收集資料及其相關(guān)信息 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 擋數(shù)及各擋傳動(dòng)比的確定 主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選用 變速器箱體的設(shè)計(jì) CAD 繪制裝配圖 零件圖 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書 有限元分析 四 進(jìn)度安排 1 資料收集 調(diào)研 完成開題報(bào)告 第 1 2 周 2 月 28 3 月 13 2 熟悉車輛及變速器各參數(shù) 掌握設(shè)計(jì)方法及過(guò)程 第 3 周 3 月 14 3 月 20 3 變速器方案確定 第 4 5 周 3 月 21 4 月 3 日 4 變速器參數(shù)的選擇 設(shè)計(jì) 計(jì)算 第 6 10 周 4 月 4 日 5 月 8 日 5 設(shè)計(jì)說(shuō)明書定稿 完成圖紙繪制 第 11 14 周 5 月 9 日 6 月 5 日 6 設(shè)計(jì)審核 修改 第 15 16 周 6 月 6 日 6 月 19 日 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第 17 周 6 月 20 月 6 月 27 日 五 參考文獻(xiàn) 1 劉惟信 汽車設(shè)計(jì) M 北京 清華大學(xué)出版社 2001 2 王望予 汽車設(shè)計(jì) M 第 3 版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 3 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 4 余志生 汽車?yán)碚?M 第 3 版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 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 6 劉選 變速器鎖銷式同步器的設(shè)計(jì)計(jì)算 J 機(jī)械工程與自動(dòng)化 2006 10 7 張 毅 離合器及機(jī)械變速器 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 8 石允國(guó) 汽車變速器的現(xiàn)狀與前景 J 機(jī)械研究與應(yīng)用 2007 4 9 韋志林 汽車變速器軸承壽命的校核計(jì)算 J 廣西工學(xué)院學(xué)報(bào) 2000 6 10 林紹義 一種汽車變速器設(shè)計(jì) J 機(jī)電技術(shù) 2004 1 11 丁華 汽車變速器齒輪的強(qiáng)度分析 J 機(jī)械研究與應(yīng)用 2001 12 12 羅春香 汽車變速器設(shè)計(jì)中速比分配問題的研究 J 西南民族大學(xué)學(xué)報(bào) 2004 6 13 劉法順 乘用車兩軸式機(jī)械變速器的設(shè)計(jì) J 交通科技與經(jīng)濟(jì) 2008 4 14 程乃士 減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 15 Leitermann Modern manual transmissions innovative solutions for a mature technology VDI Berichte Nr 1943 2006 Germany 16 Volker Schindler Immo Sievers Forschung fuer das Auto von morger Springer 2008 六 備注 指導(dǎo)教師意見 簽字 年 月 日