東方之子1.8轎車5擋變速器設(shè)計[三維PROE][兩軸式五檔]

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近年來，隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子控制自動變速器的問世，給汽車帶來了更理想的傳動系統(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入汽車領(lǐng)域，推動汽車變速器裝置的重大變革。自動變速器裝置出現(xiàn)了電子化趨勢，特別是大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，使由微機(jī)控制發(fā)動機(jī)和變速器換擋成為可能。目前，在汽車上所使用的自動變速器主要有以下幾類：液力自動變速器、電子控制機(jī)械自動變速器和機(jī)械無級自動變速器。液力自動變速器（Automatic Transmission 或Automatic Transaxle，AT）的基本形式是液力變矩器與動力換檔的旋轉(zhuǎn)軸式機(jī)械變速器串聯(lián)。從50年代起，裝備液力自動變速器的轎車開始增多，但由于其效率明顯低于機(jī)械變速器，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，從而限制了它的發(fā)展。60年代的研究重點(diǎn)是采用多元件工作輪來提高液力變矩器的效率。70年代是使用閉鎖離合器提高變速器在高速時的效率。80年代則采用增加行星齒輪變速器檔位的方法及使用電子控制。90年代，大量電子技術(shù)的應(yīng)用，使液力自動變速器的發(fā)展進(jìn)入了一個新的時期，綜合性能有了較大的提高。如今，液力自動變速器在汽車上的裝備率，美國為90%，日本為80%。電子控制機(jī)械自動變速器是一種由普通齒輪式機(jī)械變速器組成的有級機(jī)械自動變速器。作為汽車關(guān)鍵總成之一，變速器技術(shù)在汽車誕生的百年歷史中在不斷地與時俱進(jìn)。手動變速器由于其傳遞動力的直接與高效性，加上制作技術(shù)的成熟與低成本，現(xiàn)代汽車中裝備手動變速器的汽車仍然占有很大比例。但隨著人們對汽車舒適性要求越來越高，現(xiàn)代汽車自動變速器裝備率越來越高卻是一個不爭的事實(shí)，尤其是當(dāng)自動變速器也逐漸能夠兼顧操控性的時候。但，傳統(tǒng)自動變速器技術(shù)卻由于其效率的低下而在等待一場革命。 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(dá)國家存在著一定的差距，發(fā)達(dá)國家再機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計上早已進(jìn)入了分析階段，他們利用計算機(jī)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(jī)械CAD系統(tǒng)在計算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干涉檢查、實(shí)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(yàn)費(fèi)用，縮短了產(chǎn)品更新周期。而我們的設(shè)計手段仍處于以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計為主的二維設(shè)計階段，設(shè)計完成后在投產(chǎn)中往往要進(jìn)行很大的改動，使得產(chǎn)品開發(fā)周期很長，性能質(zhì)量低等。為改變我國的車輛零部件的生產(chǎn)和設(shè)計手段的落后狀況，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高市場競爭力，有必要開發(fā)一些適合中國國情的汽車及零部件的CAD系統(tǒng)，對已開發(fā)的CAD系統(tǒng)需進(jìn)一步提高和完善。 美國的CAD技術(shù)一直處于領(lǐng)先地位，其主要目標(biāo)就是建立完善的CAD/CAM集成系統(tǒng)。美國汽車工業(yè)最早應(yīng)用了CAD系統(tǒng)。美國通用汽車公司、福特汽車公司等都已廣泛應(yīng)用CAD技術(shù)。他們將結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、剛度等計算、三維實(shí)體造型應(yīng)用于汽車的設(shè)計開發(fā)中，將CAD、CAM、CAPP、CAE集成，是生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，市場響應(yīng)速度提高，從而大大地提高了他們的競爭力，為他們帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。他們應(yīng)用的CAD軟件主要有PRO/E、UG、CATIA、IGES等。 手動變速器的許多最近的發(fā)展集中在為降低成本和體積的新制造方法上。傳統(tǒng)來說，變速器制造包含大量昂貴的機(jī)器，以及為機(jī)械加工和裝配操作所需留出的空間限制的設(shè)計。最新的技術(shù)包括，如在最新的Ford／Getra96檔變速器中可以看到的激光焊接沖壓鋼滑動齒輪選擇軸套。為替代前一代變速器的鑄鐵撥叉，這種精致而堅固的設(shè)計方案可以導(dǎo)致更少的對內(nèi)部的損害。齒輪盤片的激光和摩擦焊接同時保證了所需機(jī)器設(shè)計空間的降低，這是一種由雷諾公司在5檔副軸圓型變速器設(shè)計中發(fā)明的技術(shù)，命名為EMI，曾在2000年展出并因?yàn)樗暮唵魏洼p便僅22公斤卻能提供140N·m的轉(zhuǎn)矩而出名。另一方面，設(shè)計人員也在其齒輪提供轉(zhuǎn)矩輸出的設(shè)計上進(jìn)行了認(rèn)真的研究，提高了耐久性和低噪聲水平。 2.選題意義 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽車工業(yè)相應(yīng)得到了迅速發(fā)展。如何快速而平穩(wěn)地把發(fā)動機(jī)的動力傳遞到驅(qū)動車輪上，是影響汽車操縱方便性與平順性的關(guān)鍵之所在，要想解決好這些問題，首先要了解自動變速器技術(shù)特別是液力變矩器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。在我國，汽車工業(yè)起步較晚。入世后，我國的汽車工業(yè)面臨的是機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著我國汽車工業(yè)不斷的壯大，以及汽車行業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，如何設(shè)計出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，工作可靠，性能優(yōu)良，且符合中國國情的汽車已經(jīng)是當(dāng)前汽車設(shè)計者的緊迫問題。在面臨著前所未有的機(jī)遇同時，不得不承認(rèn)在許多技術(shù)上，我國與發(fā)達(dá)國家還一定的差距，所以我們要努力為我國的汽車工業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 汽車問世百余年來，特別是從汽車的大批量生產(chǎn)及汽車工業(yè)的大發(fā)展以來，汽車已為世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、為人類進(jìn)入現(xiàn)代生活，產(chǎn)生了無法估量的巨大影響， 為人類社會的進(jìn)步做出了不可磨滅的巨大貢獻(xiàn)，掀起了一場劃時代的革命ElI。自從汽車采用內(nèi)燃機(jī)作為動力裝置開始，變速器就成為了汽車重要的組成部分， 現(xiàn)代汽車上廣泛采用的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，故其性能與汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾，這對矛盾靠現(xiàn)代汽車的內(nèi)燃機(jī)本身是無法解決的。因此，在汽車傳動系中設(shè)置了變速器和主減速器，以達(dá)到減速增矩的目的。 3.選題目的 變速器設(shè)有空擋和倒擋。需要時變速器還有動力輸出功能。本次設(shè)計車型變速器可以在汽車行駛過程中在發(fā)動機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，換檔可以使得發(fā)動機(jī)工作在其最佳的動力性能狀態(tài)下。變速器通過離合器與發(fā)動機(jī)相連，變速器的輸入軸就可以和發(fā)動機(jī)達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。通過本次變速器的設(shè)計可以使我們更好的了解變速器的構(gòu)造和設(shè)計方法，把我們大學(xué)所學(xué)的知識連成線，穿在一起，讓我們運(yùn)用的更加熟練；并根據(jù)所確定的參數(shù)設(shè)計出了變速器的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計的過程中注重了變速器的合理性與實(shí)用性，最后畫出了變速器的工程圖，同時也為我們以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)，鍛煉了我們的動手和實(shí)踐能力，讓我們的學(xué)習(xí)生活變的更有意義。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1. 基本內(nèi)容： 1) 研究東方之子1.8轎車機(jī)械變速器的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理與設(shè)計； 2) 變速器傳動方案設(shè)計； 3) 計算變速器各部件的尺寸參數(shù)并進(jìn)行驗(yàn)證； 4) 變速器關(guān)鍵零部件校核計算； 5) 在Pro/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型； 6) 進(jìn)行三維零件的虛擬裝配（利用部件的鏈接關(guān)系建立部件之間的裝配）； 7) 利用CAD完成裝配圖、關(guān)鍵零件的零件圖； 2. 擬解決的問題： 1） 查找資料通過對比的方法選定東方之子1.8L轎車的基本參數(shù)； 2） 擬定多種布置方案，從中選出適合本設(shè)計的方案； 3） 利用汽車設(shè)計所學(xué)原理、公式對齒輪和軸進(jìn)行設(shè)計； 4） 利用有限元分析的方法進(jìn)行三維實(shí)體建模； 4） 應(yīng)用工程力學(xué)所學(xué)知識對所設(shè)計的齒輪和軸進(jìn)行校核； 5） 利用AutoCAD軟件完成裝配圖、零件圖的繪制； 三、技術(shù)路線（研究方法） 針對東方之子1.85擋手動轎車課題要求，首先在網(wǎng)絡(luò)及書刊上查找了一些相關(guān)的參數(shù)并進(jìn)行整理與篩選，在圖書館和網(wǎng)絡(luò)上查找了一些變速器相關(guān)的資料，對變速器進(jìn)行更深的了解，并在實(shí)驗(yàn)室對實(shí)物進(jìn)行了觀察，對變速器進(jìn)一步的認(rèn)識，看清了變速器的結(jié)構(gòu)與原理，對接下來的設(shè)計有了很大的幫助，設(shè)計的步驟如下： （1）通過網(wǎng)絡(luò)書刊，論文等途徑查詢變速器設(shè)計所需資料； （2）編寫開題報告； （3）選定設(shè)計參數(shù)列出設(shè)計大綱； （4）布置方案的確定； 〈1〉變速器的功用 〈2〉變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 〈3〉變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析 （5）變速器主要參數(shù)的選擇和主要零件的設(shè)計； 〈1〉變速器主要參數(shù)的選擇 〈2〉各檔傳動比及其齒輪齒數(shù)的確定 〈3〉齒輪變位系數(shù)的確定 （6）變速器齒輪的強(qiáng)度計算與材料的選擇； 〈1〉齒輪的損壞原因及形式 〈2〉齒輪強(qiáng)度計算與校核 （7）變速器齒輪軸的設(shè)計; 〈1〉輸入軸、輸出軸的布置形式及主要參數(shù)的確定 〈2〉輸入軸、輸出軸的剛度校核和強(qiáng)度校核 （8）變速器同步器的設(shè)計； （9）變速器的操縱機(jī)構(gòu)、箱體的設(shè)計； （10）使用AutoCAD完成工程圖紙（裝配圖與零件圖）； （11）編寫說明書； 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開題報告 第1～2周（2月28日～3月13日） （2）參數(shù)選擇方案確定，齒數(shù)分配、傳動軸、箱體、操作系統(tǒng)的初步設(shè)計 第3～4周（3月14日～3月27日） （3）設(shè)計計算 第5～6周（3月28日～4月10日） （4）完成設(shè)計說明書，完成圖紙繪制 第7～13周（4月11日～5月29日） （5）交稿，畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備 第14周（5月30日～6月5日） （6）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、修改 第15～16周（6月6日～6月19日） （7）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月20日～6月24日） 五、參考文獻(xiàn) [1]陳家瑞主編. 汽車構(gòu)造[M] .北京：人民交通出版社，2006 [2]余志生主編. 汽車?yán)碚揫M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [3]王望予主編. 汽車設(shè)計. 第3版[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000 [4]龔微寒主編. 汽車現(xiàn)代設(shè)計制造[M]. 北京：人民交通出版社，1995 [5]黃宗益主編. 現(xiàn)代轎車自動變速器原理和設(shè)計[M]. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2006 [6]張龍主編. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2006 [7]馬秋生主編. 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [8]臧杰 閻巖主編[M]. 汽車構(gòu)造（下冊）. 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