两轴奇瑞A3变速器设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目: 奇瑞A3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08-4班 学 生 姓 名: 范超 导 师 姓 名: 王悦新 开 题 时 间: 2012年3月14日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日 1课题研究目的和意义 在历史变迁中，车的变迁，可谓与人们的生活息息相关，都具有着时代的个性，代表着一种文化背景和品位。汽车从它的由简到繁、由人(畜)力到机械、由慢到快。随着社会的进步，生活的提高，人们对于汽车的性能要求越来越高，汽车的物理操作性和驾乘舒适性的变化也越来越大，越来越高。汽车发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩仅在一定的转速区域出现，为了发挥发动机的最佳性能，就必须有一套变速装置。 1.1研究目的 研究变速器的目的就是为了使汽车越来越方便，使其性能越来越高。此次设计要求我们运用专业基础理论和专业知识，确定奇瑞A3轿车变速器设计方案，进行部件的设计计算和结构设计。使其达到以下要求：保证汽车必要的动力性和经济性指标，合理选择和配置变速器挡位及各档速比。另外变速器涵盖大量的机械零件、部件等，因此变速器设计涉及的机械零部件及元件极为广泛，通过对变速器的涉及，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。需要全套设计请联系QQ1537693694 1)在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小 由于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h，而在市区内，车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时，行驶阻力很小，则当满载上坡时，行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。 2)实现倒车行驶 汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。 3)实现空档 当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。 1.2研究意义 机械式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。 汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的传动比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。 2文献综述（课题研究现状及分析） 2.1变速器种类 现在，每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器。 从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。 2.1.1手动变速器(MT) 手动变速器（Manual Transmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。 曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速器会在不久“下课”，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。但是从目前市场的需求和适用角度来看，笔者认为手动变速器不会过早的离开。 首先，从商用车的特性上来说，手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。以卡车为例，卡车用来运输，通常要装载数吨的货品，面对如此高的“压力”，除了发动机需要强劲的动力之外，还需要变速器的全力协助。我们都知道一档有“劲”，这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。特别是面对爬坡路段，它的特点显露的非常明显。而对于其他新型的变速器，虽然具有操作简便等特性，但这些特点尚不具备。 其次，对于老司机和大部分男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。从我国的具体情况来看，手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史，资历郊深的司机都是“手动”驾车的，他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的，如果让他们改变常规的做法，这是不现实的。虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍，但是大多数年轻的司机还是崇尚手动，尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感，所以一些中高档的汽车（尤其是轿车）也不敢轻易放弃手动变速器。另外，现在在我国的汽车驾驶学校中，教练车都是手动变速器的，除了经济适用之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。 第三，随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级的老百姓来说，经济型轿车最为合适，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型轿车厂家，而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。例如，夏利、奇瑞、吉利等国内厂家的经济型轿车都是手动变速的车，它们的各款车型基本上都是5档手动变速。 2.1.2自动变速器（AT） 自动变速器（AutomaticTransmission），利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。虽说自动变速汽车没有离合器，但自动变速器中有很多离合器，这些离合器能随车速变化而自动分离或合闭，从而达到自动变速的目的。 在中档车的市场上，自动变速器有着一片自己的天空。使用此类车型的用户希望在驾驶汽车的时候为了简便操作、降低驾驶疲劳，尽可能的享受高速驾驶时快乐的感觉。在高速公路上，这是个体现地非常完美。而且，以北京市来说，现在的交通状况不好，堵车是经常的事情，有时要不停地起步停步数次，司机如果使用手动档，则会反复地挂档摘档，操作十分烦琐，尤其对于新手来说更是苦不堪言。使用自动档，就不会这样麻烦了。 在市场上，此类汽车销售状况还是不错的，尤其是对于女性朋友比较适合，通常女性朋友驾车时力求便捷。而我国要普及这种车型，关键要解决的是路况问题，现在的路况状况不均匀，难以发挥自动档汽车的优势。 2.1.3手动/自动变速器（AMT） 其实通过对一些车友的了解，他们并不希望摒弃传统的手动变速器，而且在某些时候也需要自动的感觉。这样手动/自动变速器便由此诞生。这种变速器在德国保时捷车厂911车型上首先推出，称为Tiptronic，它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚，让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时，可自由变换降档(-)或加档(+)，如同手动档一样。 自动—手动变速系统向人们提供两种驾驶方式—为了驾驶乐趣使用手动档，而在交通拥挤时使用自动档，这样的变速方式对于我国的现状还是非常适合的。笔者曾在上面提到，手动变速器有着很大的使用群体,而自动变速器也能适应女士群体以及解决交通堵塞带来的麻烦，这样对于一些夫妻双方均会驾车的家庭来说，可谓是兼顾了双方，体现了“夫妻档”。虽然这种二合一的配置拥有较高的技术含量，但这类的汽车并不会在价格上都高不可攀，比如广州本田飞度1.3L CVT 两厢、南京菲亚特2004派力奥1.3 HL Speedgear、南京菲亚特 西耶那Speedgear EL这些“二合一”的车型价格均在10万元左右，这个价格层面还比较低的。 所以，手动/自动车在普及上还是具有相当的优势。而汽车厂商和配套的变速器厂家应该以此为契机，根据市场要求精心打造此类变速器。因为这类变速器是有比较广阔的市场的。 2.1.4无级变速器 当今汽车产业的发展，是非常迅速的，用户对于汽车性能的要求是越来越高的。汽车变速器的发展也并不仅限于此，无级变速器便是人们追求的“最高境界”。无级变速器最早由荷兰人范·多尼斯（VanDoorne’s）发明。无级变速系统不像手动变速器或自动变速器那样用齿轮变速，而是用两个滑轮和一个钢带来变速，其传动比可以随意变化，没有换档的突跳感觉。它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。通常有些朋友将自动变速器称为无级变速器，这是错误的。虽然它们有着共同点，但是自动变速器只有换档是自动的，但它的传动比是有级的，也就是我们常说的档，一般自动变速器有2～7个档。而无级变速器能在一定范围内实现速比的无级变化，并选定几个常用的速比作为常用的“档”。装配该技术的发动机可在任何转速下自动获得最合适的传动比。 从市场走向来看，虽然无级变速器是一个技术分量比较高的部件，但是也已经走进了普通轿车的“身体” 之中，广本两厢飞度每个排量都有一款配置了CVT无级变速器，既方便又省油，且售价也仅在9.68～11.68万元。而且奇瑞汽车销售公司表示QQ无级变速器型年底上市。看来无级变速器在中档车中的运用将越为广泛。 2.2国内研究动态 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。 2.3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。 日本自动变速器市场仍然是传统的AT自动变速器占主导地位。但是，受燃油供给的限制，其加大了开发CVT自动变速器的力度，已经开发出能够传递350N.m的CVT变速器；同时日产公司还开发出滚轮转盘式CVT。CVT变速器由于存在自身结构的缺点，所以传递的扭炬容量受到限制，进而制约了CVT变速器的应用。但是，随着其技术的不断完善和发展，其前景是非常乐观的。在开发CVT变速器的同时，日本各公司也在研究多档位AT变速器（如7AT），以延续现有的AT变速器生产线的寿命。AMT变速器在日本发展较缓慢，没有投入太多的研发力量具体比例见表一 表1.1  国外自动变速器普及率统计 自动变速器中的比例% 北美市场 日本市场 欧洲市场 AT自动变速器普及率 87 78 20 CVT自动变速器普及率 2.5 9 1.25 AMT自动变速器普及率 0.8 0.1 1.5 欧洲自动变速器市场受驾乘习惯与汽车燃油供给的影响，手动机械式变速器仍占据变速器的主导地位。据最新调查，欧洲AMT变速器发展较快，但是受AMT变速器性能的限制（换档时动力中断），其正在加紧开发双离合器自动变速器（DCT），并且已经应用到批产车型中，如奥迪、宝马7等车型。  2.4自我总结 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。 3基本内容、拟解决的主要问题 3.1设计的主要内容 1)掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理图。运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，正确地解决变速器设计中的功能分析、工艺计算、变速器结构设计和零件设计等问题; 2)确定齿轮结构，合理分配传动比，选择最佳功能和尺寸结构的工艺方案。确定主要零件部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。进行齿轮齿数、齿轮型号、中心距、轴承型号的选用，轴向力、轴所受剪切力、齿轮、轴承受力的计算。对所选用的齿轮进行齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度的校核和轴的受剪切力的校核; 3)确定零部件结构尺寸; 4)使用AutoCAD完成工程图纸; 5)编写设计说明书。 3.2拟解决的主要问题 1）完成变速器各零部件的计算、并校核，设计说明书1.5万字以上； 2）完成装配图、关键零部件的零件图拆合 A0图纸不少于3张 。 3.3技术要求 1)发动机排量1.6 L； 2)最大功率（Kw（ps）/rpm）95/5500; 3)最大扭矩（N.m/rpm）190/3900； 4)最高车速（km/h）180； 5)要求设计两轴式五档手动变速器； 6)生产纲领为成批生产。 4技术路线图（或研究方法） 1)查找资料文献弄清汽车变速器原理、结构以及设计等基本理论; 2)制定变速器设计方案，进行相关参数的计算; 3)将机械制图、机械设计、计算机辅助设计等相关知识有机结合并熟练运用，绘制出各零件图; 4)运用CAD或Pro/E进行零件绘图与零件装配; 5)完成设计和撰写说明书。 5进度安排 1）第1-2周（2.27-3.9） 知识准备、调研、收集资料、完成开题报告. 2）第3-5周（3.12-3.30） 整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图. 3）第6-8周（4.2-4.20） 理论联系实际分析问题、解决问题，完成各档传动比等参数确定，各档齿轮的设计及校核，传动轴的设计及校核，轴承的选择及校核，同步器和操纵机构的设计选用等主要设计计算内容，CAD绘制部分装配图，中期检查. 4）第9-12周（4.23-5.18） 改进完成设计图纸，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改. 5）第13周（5.21-5.25） 教师评阅、学生修改. 6）第14周（5.28-6.1） 毕业设计预答辩. 7）第15-16周（6.4-6.15） 毕业设计修改. 8）第17周（6.18-6.22） 毕业设计答辩. 6主要参考文献 [1]云亮.变速器的作用.太平洋汽车网.2010. 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