現(xiàn)代SUV兩軸五檔變速器設(shè)計

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1、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 系部 汽車與交通工程院 專業(yè)、班級 車輛07-6班 指導(dǎo)教師姓名 職稱 實驗員 從事 專業(yè) 汽車運用技術(shù) 是否外聘 □是□否 題目名稱 現(xiàn)代SUV變速器設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 從上世紀(jì)50年代第一輛國產(chǎn)載貨車下線以來， 我國汽車工業(yè)經(jīng)過了 50多年的發(fā)展，已經(jīng)成為我 國的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著改革開放的深入和社會發(fā)展的廣泛需求， 我國汽車工業(yè)發(fā)展迅速，汽車保有量逐 年上升，2010年我國汽車保有量比 2001年增加了 2.03倍，近十年來年均增長率為 13.4%，保持了較 高的增長速度。 21世紀(jì)，汽車工業(yè)

2、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)。 可以說，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

3、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。 近年來，隨著車輛技術(shù)的進步和車輛密度的加大， 對變速器的性能要求也越來越高。 眾多的汽車 工程師在改進汽車變速器性能的研究中傾注了大量的心血。 使變速器技術(shù)得到飛速的發(fā)展。 機械式變 速器是目前使用最為廣泛的汽車變速器。雖然它有需要全套設(shè)計請聯(lián)系 QQ1537693694諸多缺點，如 換擋沖擊大，體積大，操作麻煩等；但是它也有很多優(yōu)點，如傳動效率高，工作可靠，壽命長，制造 工藝成熟和成本低等。所以如果能改善機械式變速器上述的缺點， 它還是有很大的發(fā)展空間的。如果 在減小機械式變速器的體積和

4、提高傳動平穩(wěn)性兩方面做一些研究，就可以解決這些問題。 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。 本設(shè)計以現(xiàn)有企業(yè)正在生產(chǎn)的車型北京現(xiàn)代途勝為基礎(chǔ)， 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，著重對變速器齒

5、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；并對變速 器的傳動方案和結(jié)構(gòu)形式進行設(shè)計； 同時對操縱機構(gòu)和同步器的結(jié)構(gòu)進行設(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 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

6、行必要的運動分析和強度校核。因為本設(shè)計是北京現(xiàn)代途勝汽車，汽車 的要求是手動，同時發(fā)動機前置，所以選擇兩軸式變速器。 兩軸式變速器因軸與軸承數(shù)少，所以有結(jié)構(gòu)簡單、論過尺寸小和容易布置等優(yōu)點，此外，各中間 檔位因只經(jīng)一對齒輪傳遞動力， 故傳動效率高同時噪聲也低。變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成 一體，發(fā)動機縱置時，主減速器采用弧齒錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪， 發(fā)動機橫置時則采用斜齒圓柱齒輪。 變速器的一檔或倒檔因傳動比大， 工作時在齒輪上作用的力也增大， 并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度 和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作噪聲增加。為此，應(yīng)該布置在靠 近軸的支撐處，以便

7、改善上述不良狀況， 然后按照從低檔到高擋的順序布置各檔齒輪， 這樣做既能使 軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。常用檔位的齒輪因接觸應(yīng)力過高而易造成表面點蝕損壞。 將 高擋布置在靠近軸的兩端支撐中部區(qū)域較為合理， 在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)較小， 齒輪 可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高齒輪壽命。機械式變速器的傳動效率與所選用的傳動方案 有關(guān)，包括傳遞動力時處于工作狀態(tài)的輪對數(shù)、每分鐘轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、輪齒 和殼體等零件的制造精度等。 齒輪的變位是輪齒設(shè)計中一個非常重要的環(huán)節(jié)。 采用變位齒輪，出為了避免齒輪產(chǎn)生跟切合配湊 中心距以外，他還影響齒輪的強度，

8、使用平穩(wěn)性，耐磨損、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。變位齒輪 主要是角度變位，角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。 變位后可增加小齒輪的齒根強度， 使它 達到和大齒輪強度相接近的程度，同時還能降低噪聲。 變速器齒輪是在承受循環(huán)復(fù)合需要全套設(shè)計請聯(lián)系 Q Q1537693694條件下工作，有時還承受沖擊 負荷。對于高擋齒輪，其主要損壞形式是齒面疲勞剝落， 因此應(yīng)按保證最大接觸強度和抗膠合及耐磨 損最有利的原則選擇變位系數(shù)。 為提高接觸強度，應(yīng)使總變位系數(shù)盡可能取大些， 這樣兩齒輪的齒廓 漸開線離基圓較遠，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應(yīng)力。對于抵擋齒輪，由于小齒輪的齒根強度較 低，加之傳遞

9、載荷較大，小齒輪可能出現(xiàn)齒根彎曲、斷裂的現(xiàn)象。為提高小齒輪的抗彎強度，應(yīng)根據(jù) 危險斷面齒厚相等的條件來選擇大、 小齒輪的變位系數(shù)，此時小齒輪的變位系數(shù)大于零。 由于工作需 要，有時齒輪齒數(shù)取得少會造成輪齒跟切。這不僅削弱了輪齒的抗彎強度，而且重合度減小。此時應(yīng) 對齒輪進行正變位，以消除跟切現(xiàn)象。 此次設(shè)計并非創(chuàng)新， 而是在給定數(shù)據(jù)之后進行自主設(shè)計。 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： 一、 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)的分析與布置方案、變速器主要參數(shù)的選擇、齒輪的形式、主減速比的確

10、 定、最低檔傳動比的確定、各檔傳動比、中心距及其模數(shù)、壓力角、螺旋角和齒寬、齒輪變位系 數(shù)的選擇等。 二、 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、各檔位齒數(shù)、修正螺旋角值、對中心距的修正、齒輪彎曲應(yīng)力與 接觸應(yīng)力的強度計算與校核、倒檔齒輪。 三、 變速器軸的強度計算與校核 變速器軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的確定、軸的設(shè)計計算、軸的校核等。 四、 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。 五、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

11、方法） 方 案 的 確 疋 變速器參數(shù)確定 軸 的 設(shè) 計 四、進度安排 （1） 調(diào)研、查閱參考資料，了解變速器的功能、主要結(jié)構(gòu)。撰寫開題報告。 第2周（3月1日?3 月 11 日） （2） 開題。第2周（3月11 日） （3） 分析并確定變速器的具體結(jié)構(gòu)形式，主要零部件及相互位置關(guān)系。根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，按照 有關(guān)的設(shè)計要求和順序進行具體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)計算及其他有關(guān)參數(shù)的選配，針對給定的設(shè)計參 數(shù)優(yōu)選變速器的總體方案。第 3周（3月12日?3月20 日） （4 ）進行變速器零部件的設(shè)計計算。第 4?5周（3月21日?4月2 日） （5） 完成部分設(shè)計圖紙，折合 0#圖紙

12、1張，完成說明書初稿。第6周?8周（4月3日?4月22 日） （6） 中期檢查。第8周（4月22 日） （7） 完成變速器裝配圖、主要零件圖，完成設(shè)計說明書 第9~13周（4月23日?5月27 日） （8） 設(shè)計及說明書初稿提交。第 13周（5月27 日） （9） 畢業(yè)設(shè)計審核、修改。 第14?16周（5月28日?6月17 日） （10） 畢業(yè)設(shè)計答辯。 第17周（6月18日?6月20 日） 五、參考文獻 [1] 高維山.汽車設(shè)計叢書一變速器 [M].北京：人民交通出版社， 1990 [2] 林梅，馬盛明等.汽車手動變速器與變速驅(qū)動橋 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1998

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