五菱宏光手動變速器設(shè)計【三軸式五擋手動變速器】

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變速器作為傳遞動力和改變車速的主要裝置，國外對其操縱的方便性和檔位數(shù)等方面的要求愈來愈高。目前，4檔特別是5檔變速器的用量有日漸增多的趨勢。同時，6檔變速器的裝車率也在上升。電子控制式自動變速器是90年代人們關(guān)注的焦點。它是在機械變速器的基礎(chǔ)上，通過運用電子技術(shù)實現(xiàn)自動換檔、自動控制離合器及油門動作的種先進的變速裝置。在該裝置中，有一個由半導(dǎo)體元件和集成電路組成的電子控制器，它是變速器的“指揮中心”，以模擬控制與數(shù)字控制兩種方式作用，能連續(xù)不斷地把車輛的實際行駛狀況與希望實現(xiàn)的狀況進行比較，如果兩者不吻合，該控制器就會命令操縱機構(gòu)，改換變速器的檔位、離合器的分離與接合以及油門的開度。通過實現(xiàn)自動選擇最佳檔位和最佳換檔時間，電控變速器可直接改善整車的操縱性，并使車輛在經(jīng)濟性最佳的范圍內(nèi)行駛。據(jù)悉，豐田電控變速器可節(jié)油5%左右。盡管電控自動變速器從開始研制至今僅20余年，但由于它既有機械變速器傳動效率高和使用可靠等優(yōu)點，又有液力機械自動變速器動力性好、油耗低和操作簡單的好處，所以國外各大公司都很重視該產(chǎn)品的研制應(yīng)用。豐田公司開發(fā)的ECT電控自動變速器，起動時和低、中速時的加速性都很好，而且變速平穩(wěn)、油耗低。日產(chǎn)研制的全新通檔電控自動變速器，體積小.傳遞效率高，比同類產(chǎn)品更能滿足經(jīng)濟性要求，它在車速超過50km/h時.無論在3檔或4檔都具有轉(zhuǎn)矩鎖定功能。三菱在其最新的電控自動變速系統(tǒng)中，增加了“模糊控制”的新概念。當(dāng)電子控制器根據(jù)所收到的車輛行駛狀況信息，通過模糊邏輯進行判斷之后，會白動選擇最適當(dāng)?shù)膿Q檔方式，從而可以防止車輛上坡時或轉(zhuǎn)彎時自動換人高檔，也可防止車輛下坡時自動由高檔換到低檔。本田開發(fā)的電控變速器也應(yīng)用了模糊控制概念，使變速控制非常簡便、輕松，駕駛者簡直難以覺察到檔位的變換。目前國外轎車的電控自動變速器，主要有三種操縱方式，即電子控制氣動操縱、電子控制液壓操縱和電子控制馬達操縱。［1］ 進入80年代,五十鈴、伊頓、ZF等公司研制電子控制機械自動變速器并裝車成功后,福特公司、大眾公司、菲亞特公司、雷諾公司和豐田公司等也相繼開展AMT的研究和開發(fā)。1995年本田的部分Civic轎車裝用了AMT。1996年寶馬M3轎車所采用的“M序列式變速器”就是在原來的M3型6檔手動機械變速器基礎(chǔ)上作了大幅度的改進,以全新的電液控制系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的機械式變速器的操縱系統(tǒng),并可選擇自動變速和手動變速兩種模式。ZF公司也推出了其電控機械自動變速器新產(chǎn)品——ASTRONIC系列。由于機械式自動變速器是采用現(xiàn)代電子技術(shù)改造傳統(tǒng)手動變速器而得到的,其研究時的一個初衷就是考慮機械變速器部分可以借用原有的結(jié)構(gòu),因而新增生產(chǎn)設(shè)備較少。但這也限制了為改善自動變速器性能所要求的一些結(jié)構(gòu)上的變化。 據(jù)統(tǒng)計,截至1996年底,裝備金屬帶式CVT的轎車就已達120多萬輛。最近,日本本田汽車公司和荷蘭的VDT(Van Doorne' s Transmissie B.V.)變速器公司共同研制的新型無級變速器已裝備在了本田1996Civic HX型轎車上。日產(chǎn)汽車公司原定在21世紀(jì)進入CVT的實用化階段,但因該公司近幾年經(jīng)營情況不理想,為有利于搶占市場,現(xiàn)已明顯加快了CVT實用化步伐,電子控制的哈依帕CVT已裝在藍鳥等排量2L的轎車上。據(jù)統(tǒng)計,目前裝有CVT的轎車約120萬輛,發(fā)動機排量大多在0.6~3.3L。預(yù)計隨時間增加,無級變速器的裝車率,日本將達到15%,而美國將達到38%。這主要集中在中小排量的轎車上,用于大功率傳遞時仍有一些問題需要解決。另外,美國一些高校的研究機構(gòu)以及裝備液力自動變速器量最大的通用汽車公司也正在加緊CVT的研制和試裝車。由此可看出國外汽車企業(yè)對CVT的態(tài)度已由舉棋不定轉(zhuǎn)向了加速發(fā)展。［4］ 2，國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國的汽車及各種車輛的零部件產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上和發(fā)達國家存在著一定的差距，其中一個重要原因就是設(shè)計手段落后，發(fā)達國家在機械產(chǎn)品設(shè)計上早已進入了分析設(shè)計階段，他們利用計算機輔助設(shè)計技術(shù)，將現(xiàn)代設(shè)計方法，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計等應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計中，采用機械CAD系統(tǒng)在計算機上進行建模、分析、仿真、干涉檢查，實現(xiàn)三維設(shè)計，大大地提高產(chǎn)品設(shè)計的一次成功率，減少了試驗費用，縮短了產(chǎn)品更新周期。 隨著中國的改革開放,大量國外轎車進入我國市場,其中許多中高檔轎車是帶有自動變速器的,而其類別幾乎全部是液力自動變速器。這也使一大批汽車修理企業(yè)對液力自動變速器的維修變得十分熟悉。 由于對自動變速器良好性能的逐漸認(rèn)識,用戶的需求量越來越大,使國內(nèi)汽車企業(yè)加快了自動變速器的發(fā)展步伐。1998年,一汽大眾公司生產(chǎn)的“捷達王”已將自動變速器列為選裝件。神龍汽車公司也在其“富康”1.6L的車型上推出了電控式液力自動變速器。上海通用汽車公司在所生產(chǎn)的別克“世紀(jì)”轎車上裝備了目前最為先進的一種液力自動變速器——4T65E型四檔電控自動變速驅(qū)動橋。而廣州本田“雅閣”轎車,自動變速器幾乎是標(biāo)準(zhǔn)配置。因此,在國產(chǎn)車上選裝液力自動變速器已成為必然之勢。 從研究與生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看,CA770液力自動變速器生產(chǎn)過近2 000臺,加之工程機械、軍用車輛采用動力換檔的行星齒輪變速器已有10多年的歷史,近幾年,國內(nèi)也為大功率車輛研制成功電控自動變速器,因此可以說,在液力自動變速器的研究、生產(chǎn)以及修理方面均有一定的基礎(chǔ)。但目前國產(chǎn)轎車所裝用的液力自動變速器全部都依靠進口。不過通用汽車公司在上海的合資企業(yè)已開始試生產(chǎn)4T65E型四檔電控自動變速驅(qū)動橋。當(dāng)然,完全國產(chǎn)化還有一段路要走。 在電子控制機械式自動變速器方面,國內(nèi)有關(guān)部門也正在進行研究。目前已生產(chǎn)出樣機。 至于機械式無級變速器,早在十年前,國內(nèi)就有高校購買過國外樣機作分析研究,但苦于經(jīng)費問題,無法深入進行。近一兩年一些高校才又開始重新起步。根據(jù)國外目前CVT應(yīng)用的趨勢和所做的預(yù)測,CVT可能是小功率(發(fā)動機排量2L以下)液力自動變速器最有威脅的挑戰(zhàn)者,國內(nèi)市場前景不容忽視。但要想完全依靠國內(nèi)自己的力量做成實用的CVT,既不現(xiàn)實,時間上也不允許。走技術(shù)引進的道路是一條捷徑。［11］ （二）選題目的和意義 隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車已經(jīng)不再有錢人的象征。21世紀(jì)，汽車工業(yè)成為中國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車企業(yè)對各系統(tǒng)部件的設(shè)計需求旺盛。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(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一，變速器在汽車傳動系中扮演著至關(guān)重要的角色。它是用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。因此它的性能影響到汽車的動力性和經(jīng)濟性指標(biāo)?？梢哉f，變速器是伴隨著汽車工業(yè)出現(xiàn)的必然產(chǎn)物，是汽車上的必需品。在完成了最基本的傳動功能之外，我們對變速器的要求也是越來越高，汽車的性能、使用壽命、能源消耗、振動噪聲等在很大程度上取決于變速器的性能。由此可見，對汽車的變速器進行研究具有十分重要的意義。 本次設(shè)計是通過合理整合已有的設(shè)計，閱讀大量文獻，掌握機械設(shè)計的基本步驟和要求，以及傳統(tǒng)機械制圖的步驟和規(guī)則，掌握制動器總成的相關(guān)設(shè)計方法，以及進一步扎實汽車設(shè)計基本知識，學(xué)會用CAD進行基本二維制圖，同時提高分析問題和解決問題的能力。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 設(shè)計五菱宏光變速器，要求分析變速器的結(jié)構(gòu)形式及工作原理，確定變速器結(jié)構(gòu)類型，完成變 速器結(jié)構(gòu)布置和總體設(shè)計，對變速器中的關(guān)鍵齒輪和軸等零部件進行設(shè)計并對其進行校核計算。 在給定發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，對變速器齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)、軸的結(jié)構(gòu)尺寸等進行設(shè)計計算，設(shè)計內(nèi)容包括輸入軸、主動輪、從動輪、輸出軸、中間軸、同步器、軸承、操縱機構(gòu)等結(jié)構(gòu)，同時進行必要的運動分析和強度校核。要求所設(shè)計的變速器結(jié)構(gòu)合理，繪制的圖紙格式規(guī)范，圖面質(zhì)量好；撰寫的說明書內(nèi)容完整，格式規(guī)范。 主要內(nèi)容： 1、變速器的主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計 變速器的傳動機構(gòu)布置方案、變速器主要參數(shù)的選擇、各檔傳動比及其模數(shù)、壓力角、螺旋角和齒寬、齒輪變位系數(shù)的選擇等。??? 2、變速器齒輪的強度計算與材料的選擇 ? 齒輪的損壞原因與形式、確定齒數(shù)、齒輪強度計算與校核、倒檔齒輪等。 3、變速器軸的強度計算與校核 ? 變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸、軸的設(shè)計計算、軸的校核等。 4、變速器同步器的設(shè)計 鎖環(huán)式同步器的基本尺寸、同步器的接合齒采用漸開線齒形等。 5、安裝說明 擬解決主要問題： (1)、變速器主要參數(shù)的選擇 (2)、齒輪變位系數(shù) (3)、軸強度校核 (4)、同步器的設(shè)計 三、技術(shù)路線（研究方法） 方 案的確定 變速器參數(shù)確定 變位系數(shù)的確定 確定傳動比 齒輪齒數(shù)的計算 齒輪強度的校核 齒輪的優(yōu)化設(shè)計 軸的設(shè)計 軸強度的校核 軸的優(yōu)化設(shè)計 同步器 的 參數(shù) 同步器的設(shè)計 繪制圖紙 安裝說明 四、進度安排 （1）調(diào)研，資料收集，完成開題報告； 第1-2周（3月2日-3月15日） （2）分析搜集到的資料，提出最優(yōu)設(shè)計方案； 第3-4周（3月16日-3月21日） （3）計算五菱宏光變速器的各項參數(shù)； 第5-6周（3月22日-4月5日） （4）繪制變速器草圖； 第7-8周（4月6日-4月26日） （5）繪制變速器總成圖、零件圖； 第9-12周（4月27日-5月24日） （6）撰寫設(shè)計說明書； 第13-14周（5月25日-6月7日） （7）設(shè)計說明書及圖紙審核及修改； 第15-16周（6月8日-6月21日） （8）畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯。 第17周（6月22日-6月28日） 五、參考文獻 [1] 高維山.變速器[M].北京：人民交通出版社，1990. 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