雙離合自動變速器的七檔齒輪變數(shù)器設計【8張CAD圖紙+PDF圖】

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哈爾濱華德學院 畢業(yè)論文開題報告 學生姓名 董偉 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程08-2班 指導教師姓名 趙雨旸 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 ■是□否 題目名稱 雙離合器自動變速器的七檔齒輪變速器設計 一、論文的目 的、意義及研究發(fā)展方向 1、課題研究的目的、意義 傳統(tǒng)的汽車自動變速器主要有液力機械式自動變速器（AT）、無級自動變速器（CVT）以及近幾年開發(fā)的電控機械式自動變速器（AMT）。AT具有較好的駕駛舒適性，操作簡單，技術成熟，但結構復雜、成本高、傳動效率低、油耗較高;CVT具有良好的操作性、駕駛舒適性和較高的傳動效率，但成本也較高，且目前只適用于小排量轎車；AMT是通過在手動變速器上加裝計算機控制的操縱系統(tǒng)來實現(xiàn)自動變速控制具有機構簡單、效率高、成本低等特點，使用手動變速器實現(xiàn)自動換擋成為可能。但換擋時要切斷動力（分離離合器），在動力切斷和再次接合時必然引起傳動系統(tǒng)沖擊，同時動力切斷過程也造成了動力損失，影響了車輛的乘坐舒適性和動力性，目前只能在低檔轎車和重型車輛上應用。 為從根本上解決AMT切斷動力換擋帶來的問題，近年來出現(xiàn)了一種雙離合器式自動變速器(DCT)，DCT是基于平行軸手動變速器發(fā)展而來，它繼承了手動變速器傳動效率高、安裝空間緊湊、質量輕、價格低等許多優(yōu)點，而且實現(xiàn)了動力換擋，這不僅保證了車輛的加速性，而且由于車輛不再產(chǎn)生由于換擋引起的急劇減速情況，也極大地改善了車輛運行的舒適性。所以我設計一款雙離合器自動變速器的七檔齒輪變速器。 DCT在推廣使用方面的一個顯著的優(yōu)點是它幾乎不受傳遞功率的限制，應用范圍廣，它既可以應用在大型載重汽車、城市公共汽車、工程機械、中型貨車等大中型車輛上，使駕駛員免于頻繁的換擋操作，而且由于它的換擋時間很短，也可以應用在運動型車輛上。通常在功率較大的車輛中，它的應用更為有利。這是因為，一般情況下它有兩根傳動軸是同心的，即中間的一根傳動軸是實心的，而套在他外面的則是一根空心的，由于軸的剛度、強度以及結構尺寸等方面的原因，較大的傳動軸軸徑有利于雙離合自動變速器的設計，多適合功率較大的車輛，對于小功率車輛，如果要開發(fā)設計雙離合器式自動變速器，也可以采用雙中間軸的布置方案。這種方案不再采用軸套的方式，而是采用了兩個獨立的中間軸，其剛度和強度都不再有問題，而且這樣設計的雙離合器式自動變速器軸向尺寸非常緊湊。 DCT在推廣使用方面的另一個顯著的優(yōu)點生產(chǎn)成本低。它是靠離合器和齒輪傳遞動力的，復雜程度低，對現(xiàn)有的手動擋變速器生產(chǎn)線稍加改造就可以轉而生產(chǎn)DCT，充分利用原有手動變速器生產(chǎn)設備，生產(chǎn)廠將產(chǎn)品升級到自動變速器。 2、課題研究發(fā)展方向 DCT的動力傳遞通過兩個離合器聯(lián)接兩根輸入軸,相鄰各檔的被動齒輪交錯與兩輸入軸齒輪技術導向嚙合,配合兩離合器的控制,能夠實現(xiàn)在不切斷動力的情況下轉換傳動比,從而縮短換檔時間,有效提高換檔品質。DCT既繼承了手動變速器傳動效率高、安裝空間緊湊、重量輕、價格便宜等許多優(yōu)點,而且實現(xiàn)了換檔過程的動力換檔,即在換檔過程中不中斷動力,這不僅對AMT來說是一個巨大的進步,而且還保留了AT、CVT等換檔品質好的優(yōu)點,因此是自動變速器的發(fā)展方向。 3、課題國外的研究狀況 1940年,Darmstadt大學教授RudolphFranke第一個申請了DCT專利,隨后保時捷也發(fā)明了專用于賽車的雙離合變速器(PDK)。然而,在那個時代,未能成功將DCT/PDK技術投入批量生產(chǎn)。到了20世紀90年代末期,大眾公司和博格華納攜手合作生產(chǎn)第一個適用于大批量生產(chǎn)和應用于主流車型的DCT。2002年,DCT應用在德國大眾高爾夫R32和奧迪TTV6上。2003年,其相繼推廣到高爾夫等其他車型上。2004年,DCT在德國大眾途安車型上首次與TDI柴油發(fā)動機匹配。到2006年,搭載DCT的大眾車型累計達到70萬輛。2007年,法拉利、雷諾等公司紛紛推出了各自的賽車,一個共同的特點是全都搭載了類似DCT的變速器。同時,Recardo公司開發(fā)出了DCT樣機,并裝備在Bugatti-Veyron跑車上。LuK公司與Ford、Getrag公司合作,共同開發(fā)帶有干式離合器的DCT,稱為平行軸式變速器(PSG)。目前的DCT車型多為扭矩在350Nm左右的中級車,現(xiàn)在正準備向扭矩在150Nm左右的小型車發(fā)展。日本一家小型車巨頭已經(jīng)確定引入DCT,不久將會有DCT版的小型車批量推向市場。 4、課題國內(nèi)的研究狀況 目前，國內(nèi)DCT項目模式為中發(fā)聯(lián)提供DCT核心模塊，國內(nèi)整車廠自己生產(chǎn)箱體和總成。由于各個成員間開發(fā)實力以及條件的原因，DCT二次合資并未成功。其中，一汽在長春的DCT總成合資公司預計2011年底投產(chǎn)；上汽則在吉孚的幫助下自行開發(fā)DCT總成；長安、江淮將組團開發(fā)總成的研發(fā)成果和生產(chǎn)線；合資后的廣汽將利用杭州IVECO生產(chǎn)DCT總成；手握DSI的吉利也具備了研制和制造總成的能力；奇瑞將利用自建的總成生產(chǎn)線以及來自于DSI的變速器技術人員來開發(fā)DCT總成；華晨和長城則計劃從上汽或一汽采購總成?！岸魏腺Y”的失敗在一定層面上說明國內(nèi)自主OEM在DCT產(chǎn)品上都急切想邁出市場“第一步”。國內(nèi)自主品牌也在同步進行著DCT整機的實驗開發(fā)，并取得了相當大的進步和一些值得推崇的經(jīng)驗，比如一汽、吉利、上汽以及江淮等等。 目前一汽的第一款DCT產(chǎn)品6DT-200的研發(fā)工作已經(jīng)完成，在重量、動力性和燃油經(jīng)濟性方面具有明顯優(yōu)勢。 二、論文基本內(nèi)容 1、變速器總體概述 2、雙離合器式自動變速器的七檔齒輪變速器變速器結構方案分析 3、雙離合器式自動變速器的七檔齒輪變速器主要參數(shù)確定 4、雙離合器式自動變速器的七檔齒輪變速器主要參數(shù)的選擇與設計計算； 5、同步器的主要參數(shù)的確定 三、研究方法 1、本課題的技術路線如下圖 變速器主要參數(shù)選擇 變速器的基本設計方案 變速器軸的設計計算 變速器各檔齒輪的設計計 滾動軸承選擇和計算 變速器齒輪的校核 變速器軸的校核 2、要解決的主要問題和技術關鍵 1）、變速器的結構型式及的選擇； 2）、變速器軸的結構選擇； 3）、校核部件解決變速器的壽命問題; 4）、設計方法與設計過程參照汽車設計變速器設計規(guī)定進行。 5）、運用汽車汽車設計、機械制圖、機械設計、材料力學等相關知識，并將這些知識有機結合、熟練運用； 6）、工藝合理、成本低、可靠性高； 7)、用AutoCAD完成裝配圖、零件圖，設計表達設計 四、設計（論文）進度安排 第1~2周：選題，進行調研，收集資料，完成開題報告。 第3周：研究結構原理、設計步驟與設計方法，確定總體方案。 第4~7周：主要參數(shù)的選擇與設計計算。 第8~10周：完成所設計裝配圖與零件圖圖紙。 第11周：完成設計修改;整理完成設計說明書，結題。 第12周：準備答辯 五、主要參考資料 [1] 郭新華.汽車構造.北京：高等教育出版社，2009.9，第二版 [2] 王望予.汽車設計.北京：機械工業(yè)出版社，2004.8，第四版 [3] 劉惟信.汽車設計.北京：清華大學出版社，2001.7，第一版 [4] 程燕平.理論力學.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2008.7，第一版 [5] 王春香.基礎材料力學.北京：科學出版社，2007.8，第一版 [6] 王黎欽.機械設計.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2008.8，第四版 [7] 劉品.李哲.機械精度設計與檢測基礎.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)出版社，2007.7，第五版 [8] 《汽車工程手冊》委員會.汽車工程手冊——設計篇.人民交通出版社，2001.5，第一版 [9]ThomasC.Bowen,RochesterHills,ML(US).TwinClutchAutomatedTransmission.US,pub.No,:0088 289 A 1,2002 [10] Abdreas Hegerath,Bergheim(DE).Dual Clutch For A Transmission With Two Input Shafts. US, Patent NO:6929107B2.2005 [11] 李健 雙離合式自動變速器換擋品質研究[期刊論文]-客車技術 2009(5) [12] 荊崇波.苑士華.郭曉林 雙離合器自動變速器及其應用前景分析[期刊論文]-機械傳動 2005 六、指導教師評語 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日