二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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e.利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)方案進(jìn)行校核。 f.A0 圖紙繪制并用軟件繪制三維圖 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周：明確設(shè)計(jì)主要任務(wù)和內(nèi)容。 第 2 周：查閱相關(guān)資料。 第 3 周：撰寫開題報(bào)告。 第 4 周：完成畢設(shè)開題報(bào)告。 第 5 周：擬定二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。 第 6 周：二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第 7 周：二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第 8 周：二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要部件校核。 第 9 周：二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖紙繪制。 第 10 周：二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖紙繪制。 第 11 周：二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配圖繪制。 第 12 周：與機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)的外文文獻(xiàn)翻譯。 第 13 周：撰寫畢業(yè)論文。 第 14 周：撰寫畢業(yè)論文，整理畢業(yè)設(shè)計(jì)資料。 第 15 周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 5 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) 1田韶鵬 ， 陳誠 .汽車機(jī)械式變速器同步器性能測試系統(tǒng)的研究 J.機(jī)械傳 動(dòng) .2014，（ 11）： 111-115. 2李祥 .汽車機(jī)械式變速器的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法研究 J.中國新技術(shù)新產(chǎn) 品 .2014，（ 17）： 114-115. 3陳俊武，李娜，武文娟 .汽車機(jī)械式變速器變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) J.中外企業(yè) 家 .2016 ， (06):204-205. 4楊榮廣 . 汽車機(jī)械式變速器變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) J.黑龍江科技信 息 .2015,(16):53. 5占銳，曾昕，李俊，徐康 . 輕型車機(jī)械式變速器同步器性能試驗(yàn)研究 J.機(jī)械工程 師 .2016,(08):205-208. 6帥宗良 . 汽車機(jī)械式變速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) J.電子技術(shù)與軟件工 程 .2015，（ 04）： 256. 7閆福剛 . 汽車機(jī)械式變速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 J.科技風(fēng) .2016,(16):139. 8李鵬飛 .汽車機(jī)械式變速器變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) J.科技傳播 .2014,(17):195-201. 9尤建祥 . 汽車機(jī)械式變速器變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) J.汽車實(shí)用技 術(shù) .2016,(02):57-69. 10朱艷軍 . 對(duì)汽車機(jī)械式變速器可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究 J.民營科技 .2014,(07):43. 11梁兆祥 . 汽車機(jī)械式變速器變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可靠性優(yōu)化 J.山東工業(yè)技術(shù) .2016,(20):287. 12章濤 . 小型汽車機(jī)械式變速器的設(shè)計(jì)與仿真分析 J.科技風(fēng) .2015,(19):76. 13Xu Wanli,Zhao Wei,Su Bin et al.Investigation of manual transmission synchronizer failure mechanism induced by interface material/lubricant combinationsJ.Wear: an International Journal on the Science and Technology of Friction, Lubrication and Wear.2015,328/329:475-479. 14Lin, Shusen,Chang, Siqin,Li, Bo et al.Improving the gearshifts events in automated manual transmission by using an electromagnetic actuatorJ.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C. Journal of mechanical engineering science.2015,229(9):1548- 1561. 15Chih-Hsien Yu,Chyuan-Yow Tseng.Research on gear-change control technology for the clutchless automatic-manual transmission of an electric vehicleJ.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D. Journal of Automobile Engineering.2013,227 (10):1446-1458. 附：文獻(xiàn) 綜述 6 文獻(xiàn)綜述 從汽車誕生之日起，汽車變速器就在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色?，F(xiàn) 代汽車廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)，活塞式內(nèi)燃機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，無法 滿足汽車各種復(fù)雜的使用條件。為了解決這些矛盾，需要在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置變速器。 變速器的作用主要有 3 個(gè)方面： （ 1）改變傳動(dòng)速比，增大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍，以適應(yīng)運(yùn)行中經(jīng)常變化 的行駛情況； （ 2）在發(fā)動(dòng)機(jī)旋向不變的前提下，實(shí)現(xiàn)汽車倒車； （ 3）利用空擋、切斷動(dòng)力的傳遞，使發(fā)動(dòng)機(jī)能起動(dòng)、怠速運(yùn)行，并便于變速器進(jìn) 行換擋或動(dòng)力輸出。 根據(jù)操作方式的不同，汽車變速器可分為自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器，其中自動(dòng)變 速器又有有級(jí)變速和無級(jí)變速之分。自動(dòng)變速器是變速器未來的發(fā)展方向，具有非常 明顯的優(yōu)勢，可大大減少駕駛?cè)藛T的操作頻率與難度，還能提高乘客的乘坐舒適性。 但另一方面，自動(dòng)變速器制造成本高、維修難度大，且我國自動(dòng)變速器的相關(guān)技術(shù)尚 不成熟，所以自動(dòng)變速器仍未能普及，手動(dòng)變速器仍然處于市場主導(dǎo)地位，占有大部 分的市場份額 。 1.國內(nèi)變速器的 發(fā)展 現(xiàn)狀 國內(nèi)手動(dòng)變速器的技術(shù)在國際上較為落后，雖然目前大部分廠商都擁有生產(chǎn)手動(dòng) 變速器的設(shè)備和能力，但普遍以 5 擋手動(dòng)變速器為主，對(duì)于 5 擋以上的產(chǎn)品，還得 借助一些國外技術(shù)進(jìn)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、換擋性能低下等問題。 對(duì)于自動(dòng)變速器，幾乎所有的自主整車企業(yè)都在進(jìn)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，換擋平順性和經(jīng)濟(jì)性都難以滿意要求。國內(nèi)車企研 究時(shí)間最長的是 4AT，目前也做不出成熟產(chǎn)品。除了布置方案上的技術(shù)困難， AT 對(duì) 于生產(chǎn)設(shè)備和工藝控制的要求也是國內(nèi)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(duì)于 AMT、 DCT，最大的技術(shù)難點(diǎn)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(dòng)變速器的齒軸生產(chǎn)設(shè)備，但加工精度仍需要大幅提高。目前國內(nèi)自 動(dòng)變速器基本依靠國際廠商提供產(chǎn)品或者技術(shù)，我國的變速器發(fā)展同國際水平差距很 大，尚處在初級(jí)階段。 究其原因有很多方面，其中之一便是 自動(dòng)變速器的關(guān)鍵零部件技術(shù)被外資企業(yè)壟 斷。就國內(nèi)汽車自動(dòng)變速器行業(yè)而言，國內(nèi)制造的乘用車所用的自動(dòng)變速器大都來自 跨國公司。并且隨著國內(nèi)市場對(duì)自動(dòng)變速器需求量的增加，我國缺乏自動(dòng)變速器核心 技術(shù)將日益嚴(yán)重。對(duì)于 AT、 DCT、 AMT、 CVT 等自動(dòng)變速器的關(guān)鍵技術(shù)，國內(nèi)變速器行 業(yè)目前面臨的情況是 ： AT 的研發(fā)技術(shù)已經(jīng)被國外公司的技術(shù)專利覆蓋，想要再申請(qǐng)這 些專利，如果完全靠自己的能力來實(shí)現(xiàn)當(dāng)前技術(shù)的突破，既需要提供高昂的研發(fā)費(fèi)用， 又具有很高的商業(yè)化風(fēng)險(xiǎn)。 DCT 的核心技術(shù)目前掌握在美國博格華納和德國 LUK 兩家 公司手中， LUK 公司既不與中國的企業(yè)合資，也不把變速器的相關(guān)技術(shù)專利轉(zhuǎn)讓給國 內(nèi)變速器廠家。而美國博格華納公司提出的合資條件則十分苛刻，其要求取得合資企 業(yè)的主控權(quán)。國內(nèi)企業(yè)想要避開這兩家公司的技術(shù)專利，并通過自主研發(fā)在短時(shí)間內(nèi) 對(duì) DCT 有突破性的成果，其難度很大。國內(nèi) AMT 大多應(yīng)用在重型貨車上，盡管具有 一 定的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但是 AMT 的 ECU 控制技術(shù)受到國外企業(yè)的封鎖，自主開發(fā)進(jìn)度緩慢。 對(duì)于 CVT 技術(shù)，我國民營企業(yè)獨(dú)自研發(fā)的 CVT 不僅進(jìn)行了 3 萬千米的道路試驗(yàn)、 20 萬千米的臺(tái)架試驗(yàn)，并且實(shí)現(xiàn)了無故障運(yùn)轉(zhuǎn)，但是最終由于資金缺乏無法進(jìn)行大批量 7 化生產(chǎn)，丟失了技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的有利時(shí)機(jī)。 由此可見 我國變速器產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是，以自主開發(fā)及生產(chǎn)機(jī)械式變速器為主，國內(nèi) 汽車用自動(dòng)變速器主要依賴進(jìn)口。從中國汽車工程學(xué)會(huì)針對(duì)國內(nèi)所有汽車零部件企業(yè) 的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)的變速器生產(chǎn)企業(yè)均以生產(chǎn)機(jī)械式變速器為主，很少發(fā)現(xiàn)有生產(chǎn) 自動(dòng)變速器的公司。雖然國 內(nèi)有一些產(chǎn)、學(xué)、研機(jī)構(gòu)正在潛心研究自動(dòng)變速器的核心 技術(shù)，但是研究成果還沒有達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的地步，自動(dòng)變速器仍然依靠進(jìn)口。自動(dòng)變速 器暫時(shí)還無法取代機(jī)械式變速器在中國變速器市場的主流地位。 2.國外變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)變速器在全球的使用情況，將全球市場分為北美市場、歐洲市場和日本市場。 自 動(dòng)變速器在北美市場使用比較廣泛，手動(dòng)變速器在歐洲市場占據(jù)較大的比重，而無 級(jí)變速器卻受到日本人的青睞。 在過去的幾年里，歐洲企業(yè)在手動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上，開發(fā)出來了雙離合變速器， 并且依據(jù)已有的生產(chǎn)設(shè)備和條件，大批量生產(chǎn)雙離合變速器。在 節(jié)能減排方面，比傳 統(tǒng)的手動(dòng)變速器要節(jié)約 10%的燃油，排放更少，逐漸占據(jù)原有手動(dòng)變速器的市場。大 眾汽車公司已經(jīng)在中高級(jí)轎車上配備雙離合變速器，而且其他車企也逐步為生產(chǎn)的汽 車配備雙離合變速器。在不久的未來，我們將會(huì)看到越來越多的汽車配備雙離合變速 器，占有的市場份額越來越大。 在北美，美國人對(duì)自動(dòng)變速器情有獨(dú)鐘，美國車企依然致力于研究自動(dòng)變速器， 提高其綜合性能。在四速自動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上，發(fā)明了更加先進(jìn)，燃油經(jīng)濟(jì)性更好的 六速變速器。面對(duì)日益攀升的油價(jià)，美國人在關(guān)心乘坐舒適性的同時(shí)，開始致力于研 究降低燃油消耗的方法 ，雙離合技術(shù)進(jìn)入了美國企業(yè)的眼睛。在不遠(yuǎn)的將來，手動(dòng)變 速器的占有率將會(huì)越來越低， 6 速自動(dòng)變速器將逐漸取代 4 速自動(dòng)變速器，而雙離 合變速器也會(huì)在北美市場占有一席之地。 日本由于國土面積狹小，交通擁擠，資源比較匱乏，節(jié)油一直以來是日企的目標(biāo)， 配備無級(jí)變速器和液力自動(dòng)變速器的汽車以其在節(jié)油方面的優(yōu)勢，受到日本消費(fèi)者的 歡迎。 目前，全世界各大汽車廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力都在大力進(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 萬輛。值得注意的一點(diǎn)是，裝備有 CVT 的汽車市 場，由最初的日本、歐洲已經(jīng)滲透到北美市場， CVT 汽車已經(jīng)成為當(dāng)今汽車發(fā)展的主 要趨勢 。 3.變速器的發(fā)展趨勢 隨著時(shí)間的推移，手動(dòng)變速器的市場占有率會(huì)逐漸降低，自動(dòng)變速器將不斷增加。 發(fā)展趨勢緊緊圍繞安全、環(huán)保、節(jié)能、操縱輕便化、換檔自動(dòng)化、智能化、整車電子 集成控制一體化等方面展開。同時(shí)，向以下方向發(fā)展。 大功率、大扭矩化。為了節(jié)能、環(huán)保，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗，減少排放污染，降 低噪聲，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)朝著大功率、大扭矩和低轉(zhuǎn)速的方向發(fā)展。與之匹配的 轎車變速 器最大輸入功率已達(dá) 450 馬力、扭矩已達(dá) 800Nm；客車變速器最大輸入功率已達(dá) 380 馬力、扭矩已達(dá) 2100Nm；商用車變速器最大輸入功率已達(dá) 650 馬力、扭矩已達(dá) 3300Nm。 系列化、多檔位、組合化。為了適應(yīng)各種不同的使用工況，汽車變速器普遍朝著 系列化、多檔位、組合化方向發(fā)展。轎車變速器檔位朝 6 檔方向發(fā)展，轎車用 7 檔手 動(dòng)和自動(dòng)變速器 (如：奔馳新型 7G-TRONIC 自動(dòng)變速器 )已開發(fā)成功；微型車、輕型商 用車及客車變速器朝 6 檔方向發(fā)展，大型客車變速器已發(fā)展至 8 檔；重型商用車變速 器普遍采用組合 式 9 檔、 10 檔，最多已達(dá) 16 檔。 8 大傳動(dòng)比、小檔間級(jí)差化。為了滿足商用車重載或坡道起步以及在困難路面上穩(wěn) 定行駛的要求，與之匹配的汽車變速器傳動(dòng)比范圍均有不同程度的增大趨勢，特別是 重型商用車尤為明顯，目前最低檔傳動(dòng)比已至 17 左右，最高檔傳動(dòng)比已至 0.7 左右； 各檔位之間的傳動(dòng)比級(jí)差逐步縮小，趨于“理想功率水平”。 小型化、輕量化。小型化是指傳遞同等扭矩的情況下，變速器的尺寸朝著越來越 小的方向發(fā)展。輕量化是指傳遞同等扭矩的情況下，重量越來越輕的發(fā)展趨勢。廣泛 采用高強(qiáng)度鎂鋁合金，主、副箱 整體集成化筒式結(jié)構(gòu)殼體，進(jìn)一步減輕變速器重量； 采用短行程、雙錐面、多錐面新型同步器，使結(jié)構(gòu)更趨緊湊。大量采用 CAD/CAE/CAM 等輔助設(shè)計(jì)、分析、制造方法，不斷地優(yōu)化結(jié)構(gòu)，減少零部件，提高制造精度，提高 承載能力是變速器小型化、輕量化重要途徑之一。 操縱輕便化、換檔自動(dòng)化、整車電子集成控制一體化。汽車變速器正朝著換檔力 不斷減小，操縱更加輕便、靈活以及多元化 (AT、 CVT、雙離合器、 AMT 等 )自動(dòng)換檔方 向發(fā)展，采用的技術(shù)包括：優(yōu)化設(shè)計(jì)齒形參數(shù)和操縱機(jī)構(gòu)；采用新材料和高效、高精 度加工方法；減小旋轉(zhuǎn) 零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；采用短行程，雙錐面、多錐面同步器等。另 外，整車電子集成控制一體化，全面優(yōu)化車輛自動(dòng)控制系統(tǒng)也是重要的發(fā)展方向，即 將 ECU 與 EDC、 ABS、 ASR 等有機(jī)地集成一體，通過 CAN 總線技術(shù)適時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步交 換、共享，實(shí)現(xiàn)全面優(yōu)化自動(dòng)控制。 綠色環(huán)保化。汽車變速器是汽車節(jié)能技術(shù)重要的發(fā)展方向，未來汽車變速器將更 加注重綠色環(huán)?；l(fā)展。對(duì)于汽車變速器而言，進(jìn)一步降低噪聲，防止?jié)B漏油，與環(huán) 保發(fā)動(dòng)機(jī)有機(jī)、協(xié)調(diào)發(fā)展，全面配置兼容各種型式的緩速器，減少來自傳統(tǒng)制動(dòng)系的 污染，并同時(shí)保證車輛制動(dòng)安全、可靠等是 變速器綠色環(huán)?；夹g(shù)的重要發(fā)展方向。 4.研究手動(dòng)變速器的意義 雖然和自動(dòng)變速器相比，手動(dòng)變速器在操作上略顯復(fù)雜，但能給汽車愛好者帶來 更好的操作體驗(yàn)、較高的傳動(dòng)效率、較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，手動(dòng)變速器的動(dòng)力性也強(qiáng)于 自動(dòng)變速器，可使汽車在更短時(shí)間內(nèi)加速或超車。另外，手動(dòng)變速器問世己久，各方 面技術(shù)都己非常成熟，制造及維修成本也更低。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在輕型車中一款手動(dòng)變速器的制造成本一般占整車制造的 7，屬于汽 車制造中的大型零部件。而對(duì)于消費(fèi)者，一款變速器的品質(zhì)優(yōu)劣直接影響著車輛的操 縱性、可靠性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性等汽車性能。另 外，整車的操縱性、燃油經(jīng)濟(jì)性、尾 氣排放在很大程度上與發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的組合性能相關(guān)。我國的汽車市場在不斷擴(kuò) 大，且保持著高位增長，加上手動(dòng)變速器在汽車上有著絕對(duì)領(lǐng)先的占有率，所以手動(dòng) 變速器仍在國內(nèi)市場有著絕對(duì)的優(yōu)勢。這樣一來， 對(duì)于 手動(dòng)變速器 的研究 就有著重大 意義 。 5.擬開展的工作 查閱相關(guān)資料，了解研究課題的意義價(jià)值、研究概況和發(fā)展趨勢。 針對(duì) 某車用二 軸五檔變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行評(píng)價(jià) ，對(duì) 變速器主要參數(shù)的選擇與齒輪 設(shè)計(jì) 。選擇既 能使結(jié)構(gòu)緊湊又能符合傳動(dòng)性能的中心距和分配合理的各檔傳動(dòng)比及其 齒輪齒數(shù) ，使之能夠?qū)崿F(xiàn)換擋平順 ；對(duì) 變速器齒輪的強(qiáng)度 進(jìn)行 計(jì)算與材料選擇 ， 使齒 輪能夠滿足設(shè)計(jì)要求 ；設(shè)計(jì)與校核變速器軸，使軸能夠滿足設(shè)計(jì)要求 ， 根據(jù)計(jì)算和校 核結(jié)果對(duì)二軸五檔機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制兩張 A0 的設(shè)計(jì)圖紙， 并用三維軟件繪制三維圖。