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變速箱應(yīng)用及發(fā)展趨勢
摘 要
汽車變速箱的主要功能是滿足汽車在前進的過程中對速度的不同要求。除此之外，變速箱還可以用于汽車的倒退，在重要的時候還應(yīng)存在動力的輸出這項功能。
變速箱按輸出轉(zhuǎn)矩給設(shè)計系列分級，不同的車型選擇不同的變速箱，也可以根據(jù)汽車制造性能的具體要求自行進行設(shè)計制造。還可以根據(jù)性能要求類似的汽車類型在實際檢測中產(chǎn)生的隨機載荷，利用數(shù)學(xué)總結(jié)中統(tǒng)計分析的方法制成載荷譜，以便進行變速箱的使用壽命的計算。這種設(shè)計方案是在實際生產(chǎn)當(dāng)中比較常用的可靠方案，如果在選擇設(shè)計參數(shù)時使用優(yōu)化設(shè)計的方法進行輔助選擇 ，那么將會產(chǎn)生事半功倍的效果，即設(shè)計出用最簡單最小尺就能滿足所有設(shè)計要求的變速箱。當(dāng)然設(shè)計方式并不唯一，有時還可以使用其他的分析方法，如有限元來分析。
根據(jù)變速箱的傳動方式不同一般可分為兩種：三軸式變速箱和兩軸式變速箱。三軸式變速箱適用的汽車類型為發(fā)動機在前驅(qū)動力在后輪上；二軸式變速箱一般適用于發(fā)動機在前驅(qū)動力也在前輪上的小型汽車上。本文是關(guān)于兩軸五檔變速箱的設(shè)計說明。
關(guān)鍵詞：齒輪；強度校核；檔數(shù)；軸；傳動比
Abstract
The main function of the automobile gearbox is to meet the different requirements of speed in the process of moving forward.In addition, the gearbox can also be used to retrograde the car, and it should have the power to output this function when it is important.
The gearbox is graded according to the output torque, and different gearboxes are selected for different models, and it can be designed and manufactured according to the specific requirements of automobile manufacturing performance. Can also according to the performance requirements of similar vehicle type in the actual detection of random load, the method of using mathematical statistical analysis in the summary made load spectrum, so that the service life of the gearbox is calculated. Are frequently used in production of this kind of design scheme is reliable solution, if use when choosing design parameters optimization design method for auxiliary selection, then will produce the effect of get twice the result with half the effort, which designed with the simplest minimum scale can meet all the design requirements of transmission. Of course, the design method is not unique, sometimes other analytical methods can be used, such as finite element analysis.
According to the transmission mode of the gearbox, there are two types of transmission: three-axis gearbox and two-axle gearbox. The three-axis gearbox is suitable for the engine in the front drive on the rear wheel; The two-axis gearbox is generally suitable for the engine in the front drive and on the front wheel of the small car. This article is about the design of the two-axis five-speed gearbox.
Keywords: Gear; Strength check;Block; Axis; Transmission ratio
課題背景
汽車是現(xiàn)代人生活中至關(guān)重要的代步工具，很多城市的限號政策就是因為私家車過多，交通擁堵，而且汽車尾氣污染環(huán)境。但是人們對于汽車的需求依然很大。而變速箱可以說是相當(dāng)于汽車的“心臟”。目前很多國家的設(shè)計師都在致力于汽車變速箱的設(shè)計，當(dāng)然我們國家也不例外，所以對汽車變速箱的研究與設(shè)計是社會發(fā)展中不可或缺的一部分。
汽車變速箱的主要功能是滿足汽車在前進的過程中對速度的不同要求。除此之外，變速箱還可以用于汽車的倒退，在重要的時候還應(yīng)存在動力的輸出這項功能。
相關(guān)理論
綠色汽車、節(jié)能減排已經(jīng)成為當(dāng)今汽車工業(yè)發(fā)展的主旋律，未來新能源汽車的應(yīng)用與車輛的“智能化”結(jié)合，也是汽車工業(yè)發(fā)展的方向。變速箱發(fā)展的總體趨勢主要體現(xiàn)在以下6個方面：產(chǎn)品系列化；結(jié)構(gòu)緊湊化、輕量化、多檔化；高度集成化；更加智能化；信息網(wǎng)絡(luò)化；節(jié)能環(huán)保化。發(fā)達國家車輛變速箱發(fā)展情況和需求各有特點，手動與自動并存，不同地域需求比例不同。
日本和北美市場自動變速和北美市場自動變速箱的普及率較高。北美市場由AT自動變速箱的技術(shù)實力較強，產(chǎn)生能力較大，隨著多檔位AT變速器的開發(fā)，其性能完全可以與CVT變速器抗衡，同時其傳遞扭矩的能力還要好于CVT變速器。因此，在北美的汽車廠家，為了利用現(xiàn)有AT變速器的生產(chǎn)資源，其仍在大力發(fā)展AT變速器，而在CVT變速器的開發(fā)投入工作較少，在MT、AMT變速器的投入就更少了；日本自動變速器市場仍然是傳統(tǒng)的AT自動變速器占主導(dǎo)地位。但是，受燃油供給的限制，其加大了開發(fā)CVT自動變速器的力度，已經(jīng)開發(fā)出能夠傳遞350N.m的CVT變速器；在開發(fā)CVT自動變速器的同時，日本公司也在研究多檔位AT變速器，以延續(xù)現(xiàn)有變速器生產(chǎn)線的壽命。AMT變速器在日本發(fā)展較緩慢，沒有投入太多的研發(fā)力量。
研究目的和意義
歐洲市場受駕乘習(xí)慣與汽車燃油供給的影響自動變速器普及率不高，手動機械式變速器仍占據(jù)變速器的主導(dǎo)地位。引領(lǐng)手動變速器開發(fā)的也是歐洲的整車廠和變速器公司，比如大眾，格特拉克等。就乘用車的手動變速器而言，在過去的20年里面主要從5速向6速方向發(fā)展。由于機械部分設(shè)計、工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟，在要有突破性的發(fā)展空間已經(jīng)非常小了，因為整車開發(fā)的需要，降低排放，耗油是目前發(fā)展方向，所以更多的廠商也將當(dāng)前的目標(biāo)瞄準(zhǔn)了DCT。在手動變速器方面，一方面是系統(tǒng)集成性，安裝性還有發(fā)展空間，另外就是新的材料、工藝，比如沖壓零件，注塑零件替代產(chǎn)品的加工工藝。
在國內(nèi)，仍然以手動變速器為主，自動變速器比例很低，并且主要來自進口。中國乘用車用手動檔變速器生產(chǎn)企業(yè)分為兩類，一類是像一汽、東風(fēng)、上汽等整車生產(chǎn)集團，集團內(nèi)自產(chǎn)變速器為其整車配套；另外一類是獨立的變速器生產(chǎn)企業(yè)，專門為各整車廠配套。其中以一汽集團作為代表，一汽集團除了主要研究手動變速器以外，更以6AT和7DCT作為開發(fā)重點。其發(fā)展趨勢為：a.以手動變速器開發(fā)為基礎(chǔ)，以自動變速器開發(fā)為重點。b.重點提升制造能力和水平。c.重點發(fā)展DCT、AMT，適時發(fā)展AT。d.產(chǎn)品平臺系列化適用面更廣。目前雖然我國手動變速器技術(shù)發(fā)展已日益成熟，但相對發(fā)達國家水平仍然存在一定的差距，因此對于手動變速器的研究仍然十分重要。
結(jié)論
變速箱按輸出轉(zhuǎn)矩給設(shè)計系列分級，不同的車型選擇不同的變速箱，也可以根據(jù)汽車制造性能的具體要求自行進行設(shè)計制造。還可以根據(jù)性能要求類似的汽車類型在實際檢測中產(chǎn)生的隨機載荷，利用數(shù)學(xué)總結(jié)中統(tǒng)計分析的方法制成載荷譜，以便進行變速箱的使用壽命的計算。這種設(shè)計方案是在實際生產(chǎn)當(dāng)中比較常用的可靠方案，如果在選擇設(shè)計參數(shù)時使用優(yōu)化設(shè)計的方法進行輔助選擇 ，那么將會產(chǎn)生事半功倍的效果，即設(shè)計出用最簡單最小尺就能滿足所有設(shè)計要求的變速箱。當(dāng)然設(shè)計方式并不唯一，有時還可以使用其他的分析方法，如有限元來分析。
根據(jù)變速箱的傳動方式不同一般可分為兩種：三軸式變速箱和兩軸式變速箱。三軸式變速箱適用的汽車類型為發(fā)動機在前驅(qū)動力在后輪上；二軸式變速箱一般適用于發(fā)動機在前驅(qū)動力也在前輪上的小型汽車上。本文是關(guān)于兩軸五檔變速箱的設(shè)計說明。
參考文獻
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