开题报告-乘用车二轴式五档变速器总成设计

开题报告开题报告题 目 乘用车二轴式五档变速器总成设计学 院 专 业 学 生 学 号 指导教师 一、选题目的的理论价值和现实意义随着经济和科学技术的不断的发展，汽车工业也渐渐成为我国支柱产业， 如何设计出经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。汽车变速器是传动系统中主要总成之一，也是汽车设计的一个重要环节， 变速器是汽车传动系统中关键的零部件，它用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡，可在启动发动机、汽车滑行或停车使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒档，是汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输出功能。由于变速器在汽车的运行中扮演着非常重要的角色。所以很多汽车常见的故障也来源于此。而技术先进的变速箱不仅能够降低汽车的故障而且还能够降低动力损失，减少燃油消耗。正因为如此，现在不少的客车用户在选择车辆的时候，变速箱都是一项重要的指标。 目前在汽车上使用的变速箱大致可以分为两类：手动变速箱和自动变速箱。其中，自动变速箱由于驾驶员操作简便，从而装备这种变速箱的车辆能够大大提高驾乘舒适性。但是自动变速箱的结构比较复杂，对技术要求和制造工艺都有较高的要求，而且造价和使用维修费用昂贵。而对于手动档来说，其优点主要有：1.结构简单，制造成本低；2.易于安装，维修方便；3.传动效率高，经济节油，能延长车辆的使用寿命。短期内，自动档变速器的市场是十分乐观的。但同时手动档变速器的节能型，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。手动档变速器仍然占据主要份额。所以对于手动变速器的研究和设计依然十分重要。轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置，因为这种布置使汽车的动力-传动系统紧凑、操纵性好且可使汽车质量降低6%10%。本课题设计的就是与前置前驱配用的变速器是二轴式变速器，其结构简单、紧凑且除最到档外其他各档的传动效率高、噪声低。二、本课题在国内外的研究现状 在汽车变速箱100多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程，目前世界上使用最多的汽车变速器为手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器（AMT）、无级变速器（CVT）、双离合变速器（DCT）五种型式。MT的节能效果最好经济性娱乐性强，但对驾驶技术要求高；AT操作简单、舒适性好、元器件可靠性高；AMT具备前两者的优点，但换挡时会有短暂的中断，舒适性差一些；CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳。但它无法承受较大的载荷；DCT具有良好的燃油经济性和舒适性，目前代表变速器的最高技术。变速器作为传递动力和改变车速的重要装置，国外对其操纵的方便性和档位等方面的要求越来越高。目前对4档特别是5档变速器的应用有日渐增多的趋势，同时，6档变速器的装车率也在上升。中国汽车变速器市场正处于高速发展期。2010年，中国汽车行业的快速发展带动了中国汽车变速器市场规模迅速扩大。2010年中国汽车变速器需求量超过1800万台，增长速度高达32.5%。中国汽车变速器市场正处于快速发展变化的时期一方面国内汽车市场巨大的潜力为变速器行业提供了增长空间另一方面，自动变速器技术的快速发展，给国内汽车变速器市场带来了新的发展机遇自动变速器的需求比例不断提高。 在乘用车领域，目前有能力生产轿车自动变速器的国内企业仅有吉利、奇瑞等少数几家，一些合资10多年的企业，还在使用进口自动变速器。自主品牌轿车自动变速器市场占有率不到10%在商用车手动变速器领域，国产品牌已占主导地位其中重型汽车变速器几乎由陕西法士特齿轮有限责任公司、綦江齿轮传动有限公司、山西大同齿轮集团有限责任公司、一汽哈尔滨变速器厂等几家包揽在但技术含量更高的自动变速器市场却是依然进口产品的天下。与此同时，国际自动变速器巨头已经完成了其在中国的战略布局只卖产品、不卖核心技术的手段使中国自动变速器对外资依赖性日益加强，年进口额已达100亿元左右随着这种局面的加剧，预计未来3-5年行业洗牌和市场整合正在来临。在短期内，手动变速器仍然占据主要份额，而自动变速器将有更大的增长空间，在中国市场上长期来看变速器不是单一式的发展趋势，从长远来看，中国本土上的企业应该更加关注DCT这个产品，因为它将有非常好的前景。 三、主要研究内容汽车变速器是传动系统中主要总成之一，也是汽车设计的一个重要环节，由于发动机前置前驱没有纵贯车身前后的传动轴，车身底板高度可降低，汽车高速行驶时稳定性提高，并且车内空间较大。因整个传动系都在车头，因而其操纵机构比较简单，制造和维修成本也相对较低。因此前置前驱方式已广泛在普通轿车及部分微、轻型上使用。与前置前驱配用的变速器是二轴式变速器，汽车变速器设计是车辆工程专业本科学生必须掌握的专业知识之一，本设计根据给定的设计任务要求。1 确定两轴式变速器传动方案，设计变速器及同步器：（1）变速器的概述及其方案的确定变速器的功用和要求；变速器结构方案的确定；变速器主要零件结构的方案分析。(2) 变速器主要参数的选择与主要零件的设计变速器主要参数的选择(档数和传动比、中心距、轴向尺寸、齿轮参数)；各档传动比及其齿轮齿数的确定；齿轮变位系数的选择。(3) 变速器齿轮的强度计算与材料的选择齿轮的损坏原因及形式；齿轮的强度计算与校核。(4) 变速器轴的强度计算与校核变速器轴的结构和尺寸； 轴的校核.。（5）变速器同步器的设计及操纵机构同步器的结构；同步环主要参数的确定；变速器的操纵机构。（6）变速器箱体设计箱体材料与毛坯种类；箱体主要结构尺寸与计算。2 拟解决的主要问题：（1）完成变速器的结构分析与型式选择；（2）计算变速器的基本参数，完成变速器齿轮的设计计算； （3）完成变速器轴与轴承的结构形式选择、强度校核计算； （4）完成同步器的结构型式选择； （5）绘制总装配图及零件图。 四、研究方法与实施方案汽车在行驶过程中，变速器不应有自动跳荡、乱档、换挡冲击等现象的发生，为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换挡或自动、半自动来实现。 变速器的中心距影响变速器的重量和体积，选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档，提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。 两轴式变速器的第二轴（即输出轴）与主减速器主动齿轮做成一体，档发动机纵置时，主减速器可用螺旋锥齿轮或双面齿轮；当发动机横置时则可用圆柱齿轮，从而简化了制造工艺，降低了成本，除倒档常用滑动齿轮（直齿圆柱齿轮）外，其他档均采用常啮合斜齿传动；低档的同步器多装在第二轴上，这是因为一档的主动齿轮尺寸小，装同步器有困难；而高档的同步器也可以装在第一轴的后端。两轴式变速器没有直接挡，因此在高挡工作时，齿轮和轴承均承载受力，因而噪声比较大，也增加了磨损，另外，低挡传动比的上限也收到较大限制，但这一缺点可通过减小各档传动比同事增大主减速比来取消，贯彻零件标准化、部件通用化和变速器总成系列化等设计要求，遵守有关表针和法规。 参考文献 郝京顺，汽车变速器的发展 J，知识讲座，2000（6） 王望予，汽车设计M，北京：机械工业出版社出版，2004。 陈家瑞，汽车构造M，北京：机械工业出版社出版，2005。 濮良贵.纪名刚.机械设计 第七版M，北京：高等教育出版社出版 2001 余志生，汽车理论M，北京：机械工业出版社出版，2005。 吴修义，机械变速器系列化及与车辆的匹配J，现代零部件，2005（1） 张洪欣，变速器优化设计J，哈尔滨工业大学出版社，2003 浙江交通学校，汽车构造教学图册M，北京：人民交通出版社出版，19929 鲁民巧，汽车构造M，北京：机械工业出版社出版，200310 陈文才汽车变速器可靠性设计研究J. 煤炭技术,2010,(9). 12 刘博军变速器设计.长春汽车研究所.1998: 102152 13 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，200114 高延龄.汽车运用工程M.第二版.北京:人民交通出版社，2001 6