新型前驅(qū)動轎車變速器結構設計【二軸式變速器】
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SY-025-BY-3
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學生姓名
王博文
系部
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
B07- 6班
指導教師姓名
王慧文
職稱
教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
新型前驅(qū)動轎車變速器結構設計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1.研究現(xiàn)狀:
當今,世界各國汽車變速器發(fā)展都非常迅速,大多數(shù)都采用自動變速器,這種變速器操作方便,行駛性能良好,行車安全性比較高。我國在近30年汽車變速器也在不斷的發(fā)展和壯大,在吸取國外的先進技術的基礎上自主創(chuàng)新,出現(xiàn)了大量的自主創(chuàng)新的產(chǎn)品,尤其是手動變速器,已經(jīng)與國外企業(yè)合資在中國生產(chǎn)。手動變速器的市場主要在歐洲,引領手動變速器發(fā)展的也是歐洲一些變速器公司。我國目前大多數(shù)使用的汽車采用的仍是手動變速,手動變速器依然是主流。原因有兩點:首先我國很多企業(yè)已經(jīng)抓我對手動變速器的開發(fā),所以手動變速器的價格有很大優(yōu)勢。另外,絕大多數(shù)中國駕駛者在學車的時候就是學的手動車,他們更追求手動的操作行能,在駕駛中帶來的樂趣。
中國要成為汽車強國,首先要克服自主技術這塊短板。而汽車的核心部分——動力總成,仍是國內(nèi)一直沒有完全掌握的關鍵汽車零部件技術之一。在發(fā)動機發(fā)展了數(shù)十年之后,變速器,尤其是自動變速器成為了制約國內(nèi)動力總成技術發(fā)展的重要因素。
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,但結構都比較簡單,技術很落后,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)在構造特殊的CVT上面。而對于AMT、DCT,最大的技術難點是在于軟體發(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,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。可以說,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,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,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,6AT技術都已成熟,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。DCT作為有著各方面均衡性能的新興熱門技術,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)動輪上的轉矩和轉速,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
結合調(diào)研分析結果,確定變速器傳動方案和總體結構方案。
(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構參數(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)動機的結構形式、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,使總體結構緊湊。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)變速器結構設計與計算
設計變速器總體結構和傳動零件,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、技術路線(研究方法)
總體方案的選擇
傳動機構布置方案
變速器參數(shù)選擇
變速器軸系選擇
同步器及箱體的設計
操縱機構布置
零部件結構分析
齒輪參數(shù)計算
齒輪的校核
軸的尺寸結構
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
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六、備注
七、指導教師意見:
簽字: 年 月 日
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二軸式變速器
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