贾铭真三轴五档昌河CH1010微型车变速器设计报告.doc

毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目:昌河CH1010型微型车变速器设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程08-8 学 生 姓 名: 贾铭真 导 师 姓 名: 吕德刚 开 题 时 间: 2011-3-14 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日 一、 课题研究的目的和意义 汽车变速器是汽车传动系的重要组成，变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，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，对汽车的动力性、燃油经济性有重要的影响。因此，根据整车的主要技术指标、发动机功率、转速和车辆行驶条件，变速器的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计极其重要。设计一台匹配性好的变速器，就成为了汽车设计的一项重要工作。 通过设计可以使学生掌握汽车变速器结构设计原则和方法。培养理论联系实际的技能。 变速器作为微型车统中关键的零部件，在微型车的运行中扮演着非常重要的角色。不仅很多微型车常见的故障来源于此，而且，技术先进的变速箱还能够降低动力损失，减少燃油消耗。正因为如此，现在不少的微型车选择车辆的时候，变速箱都是一项重要的指标。 目前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，但是由于自动变速箱的结构复杂，对技术要求和制造工艺都有较高的要求，因而一直处于微型车的高端市场。但对于手动档来说，其优点是：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，所以，尽管现在自动变速箱在轿车上已经非常普及。但在微型车仍然只有一些高端的汽车使用。 本毕业设计课题设计的是昌河CH1010型微型车，其目的是发展我国独有商用车变速器的生产技术,降低生产、制造成本，减少汽车传动路径中的损耗，提高汽车传动效率，改善燃油经济性。提高对汽车零部件的自主开发能力，为我国今后汽车零部件的研发具有积极的引领作用变速器作为汽车传动系统中关键的零部件。 二、研究变速器国内外动态 1、 国内研究动态 手动变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。 而与自动变速器比，手动变速器驾驶乐趣更多，可操控性强。在中低速运行时较省油。低档控制车速的能力较强，在下山和雪地驾驶有优势。而自动档虽然也可以，但是由于是液力耦合比起机械传动的效果要差一些。此外，手动变速器的维修较容易，费用也相对便宜，在紧急情况下，可以利用启动马达移动不能发动的汽车。 但是，不可回避的是，五速手动变速器在城市驾驶比较累，多了离合器一个环节也就增加了故障点，与自动变速器相比，大较度的坡起比较难，涉水操作的要求高，大坡度停车也较困难。 在飞速发展的汽车领域，变速器的革新也是日新月异，所以手动变速器能至今占有难以取代的地位其优点和对于一些车型的必要性是不可替代的。 当然，凡事不能一成不变。变速器作为汽车动力总成的重要组成部分，也正处于上升期。据统计，2009年我国汽车变速器市场规模达520亿元，并且以每年超过20％的速度增长，预计2015年有望达到1500亿元。变化的不仅仅是数量上的需求，而且与国际市场上的发展轨迹相吻合，尤其是我国变速器产业同时也处于由手动到自动的快速转型期。需要全套设计请联系QQ1537693694 手动变速器在目前仍占据着最大的市场份额,由于其成熟的技术、较低的价格以及较好的驾驶控制感,手动变速器在未来很长时间内仍将大量使用。但目前针对手动变速器换档品质评价方面的研究,国内仍然较为薄弱。已有的评价体系也都是以驾驶员评分的方法进行换档品质评价,主观性太强,脱离了变速器内在的性能数据,这种方法可以说是很不科学和客观的。本文在国内外行业标准及相关研究资料的指导下,对换档品质评价提出了一个以客观数据为主,兼顾主观评价的评价方法和体系。首先,在对研究目标详细分析的基础上,精心选择各类传感器、驱动设备及硬件设备等,科学地确立试验参数,最终研制了一台换档操纵性能试验台。该试验台为全自动化控制,可以对变速器的换档操纵性能、拉索性能、离合器性能进行测试。对换档操纵性能,测试目标值为换档力、换档角度、输入输出轴转速等参数。这些数据为换档品质评价提供了一个精确的客观依据。在对实测数据的分析基础上,提出四大换档品质评价指标,分别为RMR、冲量系数a、换档力极值Fmax及斜率差异系数B四大换档品质评价指标,并以关联矩阵法确定了各指标的权重和换档品质评价等级,综合各档的换档品质等级和各档位在实际行车过程中的 来自中国汽车工业协会的统计数据显示，在国产自动挡乘用车中，80%左右搭载的是进口自动变速器，而剩下的20%也主要来自外资控股的合资企业，凭借对中国市场的垄断，跨国公司从中国获取了惊人的超额利润，他们的自动变速器产品在中国的售价是其本国售价的三倍，近几年的进口数字显示，每年仅自动变速器的进口额就高达100亿元以上。更为严重的是，跨国公司还对中资企业自动变速器进口实行严格的配额限制，以此来保持本国汽车产业的整体竞争优势，使得中国一些整车企业不得不因此放弃自动挡汽车的生产。同时也导致我国很多自主车型在自动变速器匹配上缺乏合作伙伴，汽车自动变速器已经成为制约我国汽车工业发展的瓶颈。  面对时下的情况，我们也并不是没做出努力，全球知名咨询公司HIS环球透视公司数据显示，截至2009年，我国自主品牌整车自动变速器的配装率仍保持在10%左右，相比前几年没有明显提升。但HIS预测，从2010年开始，自主品牌整车自动变速器配装率将逐年提升，到2015年达到30%左右。同时，中国乘用车市场自动变速器的份额将增加至47%。  可是面对巨大的市场空间，外资也虎视眈眈，外资自动变速器企业纷纷开始在华布局，包括日本加特可、本田、意大利马瑞利等国际知名企业，都先后在中国成立合资或独资公司，实现自动变速器的本土化生产。2010年5月，大众DSG(双离合器变速器)也在大连工厂正式投产。  专家认为，外资变速器企业加快在华本土化生产的脚步，并不能改变未来几年，我国变速器进口值增长或保持在高位的现状，市场发展很快，本土生产的自动变速器和进口自动变速器的比重会发生变化，但变速器进口额还会增加。  　 自动变速器开发难度大，已经成为我国汽车在动力总成系统开发中的一块顽固的阵地，外资企业对国内企业的技术封锁很严厉,进口自动变速器价格高，以成本优势参与市场竞争的自主品牌整车企业难以负担，因此很多自主品牌车型仍以手动挡为主,核心技术的缺失使我国自主自动变速器生产基本处于一片空白，对进口自动变速器形不成任何竞争压力，这使外资企业在产业布局时有更大的选择空间，他们可以放缓本土化生产的步伐，在保护核心技术的同时，保持高额利润。当然，面对这种情况我们国家的各大企业并没有束手待毙。 目前，一汽和国内所有企业一样都在自主研发自动变速器，国内部分技术已经产业化了，并且供给国内低端市场使用，当然，舒适性差，可靠性、故障诊断等控制不完备是这类变速器的不足之处。国内在这方面做的最好的要数吉利，但是距离国际先进水平还有很大的差距。 差距主要体现在四个方面：一是双锥同步器，国内虽然已研制出来，但是性能差、质量不稳定。二是制作材料问题，例如合金类材料，有时候材料的差距几乎就决定了产品性能的差距。三是轻量化问题，国内产品重量大，即浪费材料又耗油，导致制造成本上升。四是自动变速器的传感器多，与发动机匹配难度大。由于整车厂整体技术还很不成熟，我国研发的电控发动机也处于初期阶段，安全不匹配、稳定性不够。 但是我相信在大量人才和资金注入的情况下，拥有一套属于我们国家自己的关于自动变速器的成熟技术只不过是时间的问题。 2、国外研究动态 纵览国外各大汽车市场，据权威统计表明，日本和北美市场自动变速器的普及率较高；在欧洲自动变速器的普及率相对低些，北美市场由于AT自动变速器的技术实力较强，生产能力较大，随着多档位AT变速器的开发，其性能完全可以与CVT变速器抗衡，同时其传递扭矩的能力还要好于CVT变速器。因此，在北美的汽车厂家，为了利用现有AT自动变速器的生产资源，其仍在大力发展AT变速器（现已开发8AT变速器），而在CVT变速器的开发投入工作较少，在AMT变速器的投入就更少了。 3、选题的依据和意义 机械式手动变速器是新型变速器发展的基础，对于我们没有经验的大学生来说，应当选择最基础的变速器——手动变速器作为我们的设计。 在目前我国的变速器的发展及其售后服务维修与世界发达国家还是有一定差距的。我国在这方面要达到国际先进水平还有—段较长的路要走，这需要业内同仁们共同努力找出一条适合国情并与国际先进接轨的售后服务及变速器发展之路,才能迅速提高整个行业的水平和地位。这正是我选择这个题目为我毕业设计的原因。 二、 基本内容、拟解决的主要问题 1、基本内容 本设计所选用的车型为昌河CH1010型微型车，基本参数为： 发动机最大功率 Pemax kW/np （r/min） 25.7/3500 发动机最大转矩 Temax N·m/nr （r/min） 51.5/3500 整车整备质量kg 870 汽车总质量kg 1227 最大车速 km/h 95 最小离地间隙>170 mm 所选定车型的基本参数，完成变速器结构布置和设计。设计的主要内容有选择所设计发动机参数，确定变速器结构类型，确定操纵机构的结构形式，确定同步器的形式，对变速器中的各级齿轮和轴等零部件进行设计，并对主要零部件进行校核。 本设计通过市场调研并参考相关资料，进行了微型车变速器传动机构的方案分析，确定了变速器传动机构的结构型式为手动变速器。根据设计要求，对变速器进行了传动机构进行布置设计及各档传动比的确定，通过计算与分析，确定了变速器传动机构的主要参数——中心距、齿轮模数、各档传动比以及各档齿轮齿数的分配。 在齿轮齿数、齿轮的尺寸计算之后对每个齿轮进行强度校核，并在此基础上确定了的第一、第二、中间轴的尺寸和位置以及第二轴上花键的参数，并对第一、第二轴、第二轴上花键进行强度校核。并选择满足其承载能力的同步器。利用电脑完成变速器传动机构装配图、第一轴、第二轴、一档齿轮的绘制。 对变速器的基本要求如下。 (1) 保证汽车有必要的动力性和经济性。 (2) 设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的转输。 (3) 设置倒挡，使汽车能倒退行驶。 (4) 设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。 (5) 换挡迅速、省力、方便。 (6) 工作可靠，不得有跳挡、乱挡、换挡冲击等现象发生。 (7) 传动效率高。 (8) 工作噪声低。 除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸方面的要求，同时要质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等。 为满足汽车必要的动力性和经济性指标，应合理设计变速器的挡数、传动比范围、及各挡位传动比。 2、拟解决的主要问题 (1)确定一档齿轮的齿数。 (2)第一轴强度与刚度校核。 (3)第二轴的校核计算。 (4)齿轮的强度计算与校核。 (5)确定常啮合齿轮副的齿数。 四、技术路线 搜集变速器的资料 采用两轴式变速器 变速器传动机构方案选择 同步器换挡 挡数和传动比范围 外形尺寸大小 变速器参数的确定 齿轮参数 齿轮弯曲强度校核 齿轮接触强度校核 校核计算 轴的强度校核和刚度校核核 零件图及装配图的绘制 五、进度安排 (1) 第1～2周 调研、查阅相关资料、完成开题报告（3月1日～3月14日） (2) 第3～4周 确定总体方案（3月15日～3月28日） (3) 第5～6周 对变速器结构进行设计（3月29日～4月11日） (4) 第7～8周 对变速器尺寸进行设计（4月12日～4月25日） (5第9～11周 建立变速器的零件图及装配模型（4月26日～5月16日） (6) 第12～13周 书写设计说明书（5月17日～5月30日） (7) 第14～16周 设计审核、修改设计说明书（6月1日～6月20日） (8) 第17周 毕业设计答辩准备及答辩（6月21日～6月27日） 六、主要参考文献 [1] 董云海, 殷晨波, 何茂先, 杨敏, 岳刚鹏. 基于MATLAB优化工具箱的齿轮传动优化设计[J]. 组合机床与自动化加工技术, 2005, (11) [2] 刘鹤松, 崔胜民. 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