新型前驅(qū)動轎車變速器結(jié)構(gòu)設計【二軸式變速器】

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自動變速器，幾乎所有的自主整車企業(yè)都在進行研發(fā)，也有企業(yè)推出了產(chǎn)品，但結(jié)構(gòu)都比較簡單，技術(shù)很落后，換檔平順性和經(jīng)濟性都讓人難以滿意。拿AT為例，國內(nèi)車企研究時間最長的是4AT，尚做不出成熟產(chǎn)品，除了如布置方案上的技術(shù)困難，AT對生產(chǎn)設備和工藝控制的要求也是難以具備的。這些因素同樣體現(xiàn)在構(gòu)造特殊的CVT上面。而對于AMT、DCT，最大的技術(shù)難點是在于軟體發(fā)展和控制。在制造方面，部分可以延續(xù)手動變速器的齒軸生產(chǎn)設備，但加工精度仍需要大幅提高。目前國內(nèi)，自動變速箱基本依靠國際廠商提供產(chǎn)品或者技術(shù)，市場競爭還處在手動變速器和自動變速器之間，中國的變速箱發(fā)展同國際水平差距很大，尚處在初級階段。 國內(nèi)手動變速器的技術(shù)在國際上也較為落后，雖然目前大部分廠商都擁有生產(chǎn)手動變速器的設備和能力，但普遍以5檔手動變速箱為主，對于5 檔以上的產(chǎn)品，還得借助一些國外技術(shù)進行研究，并且生產(chǎn)出來的產(chǎn)品或多或少還存在齒輪敲擊嘯叫噪音、換檔性能低下等問題?？梢哉f，目前國內(nèi)的手動變速器在制造或研發(fā)方面處于尚未成熟的階段。 從國際變速器市場看，不同區(qū)域的變速器裝配情況也不一樣。這里主要以日本、歐洲、北美舉例。日本市場一直以來都比較特殊，狹小的國土面積、擁擠的城市交通和對于CVT長期深入的研究使得CVT和AT共存；歐洲出于環(huán)保和節(jié)能，主要采用手動變速器。但近年來，市場不斷被自動變速器吞噬；而在北美地區(qū)，AT市場占有率最高。消費者習慣于對AT的偏愛，而且美國車輛一向以車身大、排量大、油耗高著稱，加上相對較低的油價，美國汽車三巨頭堅持不懈地對AT的研究和提高。幾年前出現(xiàn)的雙離合變速器（DCT），結(jié)合了手動變速器的燃油經(jīng)濟性、運動性和自動變速器的方便舒適性。世界范圍內(nèi)在對其進行大規(guī)模研究和制造，北美已經(jīng)開始在注重舒適性的同時，尋求可以降低油耗的方案，DCT便是很好解決方案之一，而其4AT已經(jīng)成為落后技術(shù)，其將被6AT或者是更多檔位的AT或者是DCT代替；而在歐洲市場，DCT顯示出了更為流行和普遍的趨勢，依靠現(xiàn)成的手動變速器生產(chǎn)設施和條件，DCT在歐洲已經(jīng)被大量生產(chǎn)（大眾的DSG）。由于DCT比4AT節(jié)約大約10%油耗，今后其會逐漸占據(jù)一部分原有的手動變速器和AT的市場?？梢奃CT的出現(xiàn)在一定程度上改變了目前的市場格局。未來短期，全球的變速箱市場競爭主要會在各種自動變速器（AT、CVT、和DCT）間展開 從目前國內(nèi)技術(shù)和生產(chǎn)設備的狀況考慮，手動變速器將占據(jù)今后的大部分市場。國內(nèi)的研究重點主要在5、6檔的手動變速器以及性能提升。AMT由于其仍然存在換檔中斷的特性，只能局限于低端汽車，此外AMT正越來越多的應用在商用車，尤其是重卡上，基于在手動變速器的基礎上增加的控制模塊和執(zhí)行機構(gòu)，是AMT開發(fā)的最大難點。CVT的關鍵部件處于少數(shù)公司壟斷狀態(tài)而且對于加工精度要求很高，再加上中國路面狀況對于關鍵部件的嚴峻考驗，CVT不太可能成為國內(nèi)企業(yè)主攻研發(fā)方向。AT雖然在國內(nèi)有多年研究經(jīng)驗，但一直沒有實現(xiàn)量產(chǎn)，無論從布局設計、軟件開發(fā)還是部件生產(chǎn)，都有著相當大的難度和障礙，而在國際上4AT已經(jīng)成為落后技術(shù)，6AT技術(shù)都已成熟，開始進入8AT的研究階段。因此國內(nèi)主要研發(fā)重點也不會在AT上，而是直接從國外購買現(xiàn)成產(chǎn)品或者技術(shù)。DCT作為有著各方面均衡性能的新興熱門技術(shù)，既能滿足經(jīng)濟性、舒適性，又擁有較強的運動性，能夠滿足消費者各種駕駛需求，加上它在手動變速器生產(chǎn)設備上的延續(xù)性，今后必將成為國內(nèi)各車企的研究重心，不過極大的開發(fā)難度和高成本也使得其產(chǎn)業(yè)化之路漫漫長遠。但隨著技術(shù)的成熟和批量生產(chǎn)之后的成本降低，DCT將會迎來井噴式的市場增長。 2.目的、意義： 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢。而變速器設計是汽車設計中重要的環(huán)節(jié)之一。它是用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，因此它的性能影響到汽車的動力性和經(jīng)濟性指標，對輕型商用車而言，其設計意義更為明顯。在對汽車性能要求越來越高的今天，車輛的舒適性也是評價汽車的一個重要指標，而變速器的設計如果不合理，將會使汽車的舒適性下降，使汽車的運行噪聲增大。通過本題目的設計，學生可綜合運用《汽車構(gòu)造》、《汽車理論》、《汽車設計》、《機械設計》、《液壓傳動》等課程的知識，達到綜合訓練的效果。由于本題目模擬工程一線實際情況，學生通過畢業(yè)設計可與工程實踐直接接觸，從而可以提高學生解決實際問題的能力。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1.基本內(nèi)容： （1）總體方案分析 結(jié)合調(diào)研分析結(jié)果，確定變速器傳動方案和總體結(jié)構(gòu)方案。 （2）確定傳動系統(tǒng)的性能參數(shù) 根據(jù)變速器總體布置情況和傳動動力參數(shù)，確定各級傳動的動力和結(jié)構(gòu)參數(shù)。并分析和校核該參數(shù)設定的合理性，為后續(xù)的力學特性分析打下基礎。 （3）傳動系統(tǒng)的設計 傳動系統(tǒng)的布置和組成取決于發(fā)動機的結(jié)構(gòu)形式、布置位置和車輛的驅(qū)動形式。采用前置前驅(qū)動形式，發(fā)動機的動力通過離合器和變速器后輸出，并直接帶動前橋，同時離合器和變速器與發(fā)動機制成一體，使總體結(jié)構(gòu)緊湊。根據(jù)這一特點，給出合理的變速器傳動系統(tǒng)設計原則。 （4）變速器結(jié)構(gòu)設計與計算 設計變速器總體結(jié)構(gòu)和傳動零件，并進行必要的校核分析。 2.解決問題： （1）變速器的擋數(shù)，各擋傳動比的設計 （2）齒輪、軸等零件的尺寸和參數(shù)設計 （3）齒輪、軸等的強度校核 （4）利用計算機繪制各零件圖及裝配圖 三、技術(shù)路線（研究方法） 總體方案的選擇 傳動機構(gòu)布置方案 變速器參數(shù)選擇 變速器軸系選擇 同步器及箱體的設計 操縱機構(gòu)布置 零部件結(jié)構(gòu)分析 齒輪參數(shù)計算 齒輪的校核 軸的尺寸結(jié)構(gòu) 軸系的校核 四、進度安排 1）第1～2周（2011年2月28日~2011年3月13日） 調(diào)研、開題報告，開題答辯 （2）第3～4周（2014年3月14日~2011年3月27日） 總體傳動方案確定，各檔位傳動比計算及常嚙齒輪齒數(shù)分配 （3）第5～6周（2011年3月28日~2011年4月10日） 各檔位齒輪設計計算及輸入軸、輸出軸的設計及校核 （4）第7～9周（2011年4月11日~2011年5月1日） 變速器裝配草圖設計 （5）第10～11周（2011年5月2日~2011年5月15日） 變速器正式裝配圖設計 （6）第12～13周（2011年5月16日~2011年5月29日） 零件圖設計 （7）第14～15周（2011年5月30日~2011年6月12日） 編寫設計說明書 （8）第16周（2011年6月13日～2011年6月19日） 設計審核、修改 （9）第17周（2011年6月20日～2011年6月26日） 畢業(yè)設計答辯準備及答辯 五、參考文獻 [1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造(上，下冊) [M].北京：人民交通出版社，1994 [2] 高維山.變速器[M].北京：人民交通出版社，1990 [3] 劉海江，于信匯，沈斌.汽車齒輪[M].上海：同濟大學出版社，1997 [4] 王望予.汽車設計（第四版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 [5] 劉惟信.汽車設計[M].北京：清華人學出版社，2001 [6] 徐 灝.機械設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1991 [7] 蔡炳炎，徐勇，林寧.機械式汽車變速器的速比配置分析[J].機械研究與應用 2005-04 [8]王寶璽主編.汽車制造工藝學[M].機械工業(yè)出版社，2006.8 [9]劉維信.汽車設計[M].清華大學出版社，2006.1 [10]李華敏，李瑰賢.齒輪機構(gòu)設計與應用[M].機械工業(yè)出版社，2007.9 [11]蔣春明，阮米慶.汽車變速器多目標可靠性優(yōu)化設計[J].汽車工程，2007.1 [12]sebulke a the 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