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畢業(yè)設計(論文)開題報告
設計(論文)題目: 長安杰勛汽車機械式變速器設計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-7
學 生 姓 名: 武宇
導 師 姓 名: 朱榮福
開 題 時 間: 2011年3月11日
指導委員會審查意見:
簽字: 年 月 日
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名
武宇
院系
汽車與交通
工程學院
專業(yè)、班級
車輛工程B07-7
指導教師姓名
朱榮福
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
長安杰勛汽車機械式變速器設計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、研究現(xiàn)狀
現(xiàn)代汽車變速器的發(fā)展十分快,不斷出現(xiàn)嶄新的變速器裝置。變速器技術的每次跨越都和相關學科的發(fā)展密切相關。計算機技術、自動控制技術、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、先進制造技術、運動仿真等為變速器的進一步發(fā)展提供了有力的保障。變速器的發(fā)展也給相關學科提出更高的理論要求,使人類的認識邁向新的、更高的境界。
變速器由傳動機構(gòu)和變速機構(gòu)組成,可制成單獨變速機構(gòu)或與傳動機構(gòu)合裝在同一殼體內(nèi)。傳動機構(gòu)大多用普通齒輪傳動,也有的用行星齒輪傳動。普通齒輪傳動變速機構(gòu)一般用滑移齒輪和離合器等?;讫X輪有多聯(lián)滑移齒輪和變位滑移齒輪之分。用三聯(lián)滑移齒輪變速,軸向尺寸大;用變位滑移齒輪變速, 結(jié)構(gòu)緊湊, 但傳動比變化小。離合器有嚙合式和摩擦式之分。用嚙合式離合器時,變速應在停車或轉(zhuǎn)速差很小時進行,用摩擦式離合器可在運轉(zhuǎn)中任意轉(zhuǎn)速差時進行變速,但承載能力小,且不能保證兩軸嚴格同步。為克服這一缺點,在嚙合式離合器上裝以摩擦片,變速時先靠摩擦片把從動輪帶到同步轉(zhuǎn)速后再進行接合。行星齒輪傳動變速器可用制動器控制變速。汽車變速器按傳動比變化方式不同可分為有級式、無極式和綜合式三種。有級式變速器應用最為廣泛,目前轎車和輕、中型貨車多有應用;無級式變速器有兩種——電力式變速器和液力式變速器,電力式變速器在傳動系統(tǒng)中也有廣泛采用的趨勢;綜合式變速器目前應用的較多。
機械式變速器(Manual Transmission)采用齒輪組,每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的,所以各檔的變速比是個定值(也就是所謂的“級”)。比如,一檔變速比是3.85, 二檔是2.55, 再到五檔的0.75, 這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動比,總共只有5個值(即有5級),所以說它是有級變速器。曾有人斷言,繁瑣的駕駛操作等缺點,阻礙了汽車高速發(fā)展的步伐,機械式變速器會在不久“下課”,從事物發(fā)展的角度來說,這話確實有道理。但是從目前市場的需求和適用角度來看,機械式變速器不會過早的離開。首先,從商用車的特性上來說,機械式變速器的功用是其他變速器所不能替代的。以卡車為例,卡車用來運輸,通常要裝載數(shù)噸的貨品,面對如此高的“壓力”,除了發(fā)動機需要強勁的動力之外,還需要變速器的全力協(xié)助。我們都知道一檔有“勁”,這樣在起步的時候有足夠的牽引力量將車帶動。特別是面對爬坡路段,它的特點顯露的非常明顯。而對于其他新型的變速器,雖然具有操作簡便等特性,但這些特點尚不具備。其次,對于老司機和大部分男士司機來說,他們的最愛還是機械式變速器。從我國的具體情況來看,機械式變速器幾乎貫穿了整個中國的汽車發(fā)展歷史,資歷較深的司機都是用機械式變速器的,他們對機械式變速器的認識程度是非常深刻的,如果讓他們改變常規(guī)的做法,這是不現(xiàn)實的。雖然自動變速器以及無級變速器已非常的普遍,但是大多數(shù)年輕的司機還是崇尚手動,尤其是喜歡超車時機械式變速器帶來的那種快感,所以一些中高檔的汽車(尤其是轎車)也不敢輕易放棄機械式變速器。另外,現(xiàn)在在我國的汽車駕駛學校中,教練車都是機械式變速器的,除了經(jīng)濟適用之外,關鍵是能夠讓學員打好扎實的基本功以及鍛煉駕駛協(xié)調(diào)性。第三,隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車已經(jīng)進入了家庭,對于普通工薪階級的老百姓來說,經(jīng)濟型轎車最為合適,機械式變速器以其自身的性價比配套于經(jīng)濟型轎車廠家,而且經(jīng)濟適用型轎車的銷量一直在車市名列前茅。例如,夏利、奇瑞、吉利等國內(nèi)廠家的經(jīng)濟型轎車都是機械式變速器的車,它們的各款車型基本上都是5檔機械式變速器。
現(xiàn)在市場上的變速器細分為5類手動變速器(MT),手動自動一體變速器(AMT),無級變速器(CVT)、雙離合器變速器(DCT)和自動變速器(AT),各自都有不同的優(yōu)勢。國內(nèi)外的汽車制造與銷售數(shù)據(jù)顯示人們對汽車駕乘的舒適性越來越重視。在歐洲市場,原本是手動變速器的市場,不斷被自動變速器占領。如在英國,現(xiàn)在裝配自動變速器的汽車占汽車總量的15%。而5年前,這個數(shù)字是13.5%。日前,世界著名的變速器制造商——德國ZF公司預測說到2012年,北美市場出售的汽車中將只有6%是手動擋2013年歐洲變速器市場上,配備手動自動一體的變速器將占20%,可以預見帶有自動功能變速器的汽車是未來市場的主導產(chǎn)品發(fā)展和掌握自動變速器制造技術是追趕世界變速器制造潮流的方向。而優(yōu)先開發(fā)手動自動一體變速器具有技術上的延續(xù)性,對我國來說具有更大的優(yōu)勢。中國市場會在一定時期內(nèi)出現(xiàn)多種變速器品種并存的現(xiàn)狀,這會使中國的市場更加多元化,同時也會使競爭更加激烈。中國汽車產(chǎn)業(yè)巨大的市場,將會使中國變成世界變速器的重要市場。CVT進入中國已經(jīng)有些年頭,但是并沒有被中國消費者廣泛接受。到2010年,中國輕型車市場對最大輸入扭矩為150N?m以下范圍的變速器的需求將超過350萬臺。其中,雙離合器變速器可能會占80%的市場份額。中國汽車變速器市場正處于高速發(fā)展期。2007年中國汽車銷售879.15萬輛,2008年汽車產(chǎn)銷量將突破900萬,2010年汽車銷售規(guī)模將達到1263萬輛。在汽車行業(yè)市場規(guī)模高速增長的情況下,中國變速器行業(yè)面臨著重大機遇。2006年我國汽車變速器市場規(guī)模達300億元人民幣,并且以每年超過20%的速度增長。
汽車變速器是一套用于來協(xié)調(diào)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和車輪的實際行駛速度的變速裝置,用于發(fā)揮發(fā)動機的最佳性能。變速器可以在汽車行駛過程中,在發(fā)動機和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比,通過換擋可以使發(fā)動機工作在其最佳的動力性能狀態(tài)下。變速器的發(fā)展趨勢是越來越復雜,自動化程度也越來越高,自動變速器將是未來的主流。汽車行駛的速度是不斷變化的,這就要求汽車的變速器的變速比要盡量多,這就是無級變速(簡稱CVT)。盡管傳統(tǒng)的齒輪變速箱并不理想,但其以結(jié)構(gòu)簡單、效率高、功率大三大顯著優(yōu)點依然占領著汽車變速箱的主流地位。在跨越了三個世紀的一百多年后的今天,汽車還沒有使用上滿意的無級變速箱。這是汽車的無奈和缺憾。但是,人們始終沒有放棄尋找實現(xiàn)理想汽車變速器的努力,各大汽車廠商對無級變速器(CVT)表現(xiàn)了極大的熱情,極度重視CVT在汽車領域的實用化進程。這是世界范圍尚未根本解決的難題,也是汽車變速器的研究的終極目標。
2、選題目的和意義
變速器的檔位數(shù)和傳動比與發(fā)動機參數(shù)優(yōu)化匹配,可以保證汽車具有良好的動力性與經(jīng)濟性。因此現(xiàn)代汽車變速器向著節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、高效、可靠方向不斷提高,結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊,傳動效率更高。變速器的結(jié)構(gòu)型式選擇、設計參數(shù)選取及設計計算對汽車的整車設計極其重要。
變速器可以改變傳動比,擴大驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍,以適應經(jīng)常變化的行駛條件,如起步、加速、上坡等, 使發(fā)動機在有利的工況下工作;在發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下, 使汽車能倒退行駛;利用空檔,中斷動力傳遞,以使發(fā)動機能夠啟動、怠速,并便于變速器的換檔或進行動力輸出。
變速器設計是對汽車理論方面知識系統(tǒng)的應用,提高理論聯(lián)系實際的能力。
二、設計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、設計的主要內(nèi)容
(1)變速器傳動方案確定;
(2)變速器檔數(shù)及各檔傳動比的確定;
(3)變速器齒輪參數(shù)的選擇及各檔齒輪齒數(shù)的分配;
(4)變速器齒輪的強度計算;
(5)變速器軸和軸承的設計計算及軸的強度驗算;
(6)同步器的選擇;
(7)利用CAD畫裝配圖、零件圖。
2、擬解決的主要問題
(1)變速器倒檔齒輪參數(shù)計算;
(2)變速器軸的設計與校核;
(3)變速器軸承的選擇與校核;
(4)變速器同步器的選擇和主要參數(shù)計算。
三、技術路線(研究方法)
變速器傳動方案確定
變速器傳動機構(gòu)
變速器操縱方式
零、部件結(jié)構(gòu)
變速器主要參數(shù)的選擇
變速器的設計與計算
齒輪、軸和軸承
同步器
利用AUTOCAD繪圖
完成畢業(yè)設計及設計說明書
調(diào)查、研究并查閱資料
四、進度安排
1、資料收集、調(diào)研,完成開題報告 第1~2周(2月28日~3月13日)
2、熟悉變速器的結(jié)構(gòu)原理 第3周(3月14日~3月20日)
3、變速器傳動方案與設計步驟確定 第4周(3月21日~3月27日)
4、變速器參數(shù)的選擇、計算及完成裝配草圖 第5~8周(3月28日~4月24日)
5、對裝配草圖進行修改,繪制零件圖 第9~10周(4月25日~5月8日)
6、設計說明書定稿,完成圖紙繪制 第11~14周(5月9日~6月5日)
7、設計審核、修改 第15~16周(6月6日~6月19日)
8、畢業(yè)論文(設計)答辯 第17周(6月20日~6月26日)
五、參考文獻
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[5] 余志生. 汽車理論[M].北京:機械工業(yè)出版社, 2000.
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[8] 韋志林. 汽車變速器軸承的校核計算[J]. 廣西工學院學報,2000 (11).
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[14] Leitermann.Modern manual transmissions – innovative solutions for a mature technology.VDI – Berichte Nr.1943 ,2006(Germany).
[15] Domian,Grumbach.Passenger car transmissions – today and in the future;ATZ, Germany,2006,2.
六、備注
指導教師意見:
簽字: 年 月 日