五菱宏光手動變速器設(shè)計【面包車、商務車三軸五檔式變速箱】【含CAD高清圖紙和說明書】

五菱宏光手動變速器設(shè)計【面包車、商務車三軸五檔式變速箱】【含CAD高清圖紙和說明書】,面包車、商務車三軸五檔式變速箱,含CAD高清圖紙和說明書,五菱宏光,手動,變速器,設(shè)計,面包車,商務車,五檔,變速箱,cad,高清,圖紙,以及,說明書,仿單 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 學生姓名 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛07-6 指導教師姓名 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 五菱宏光手動變速器設(shè)計 一、設(shè)計（論文）目的、意義 五菱宏光商務型轎車保有量近年來日益提高，其變速器是汽車傳動系的重要組成部分。是傳動系的主要部件,其功用是在不同的使用條件下, 改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速, 使汽車得到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。它的性能對整車的動力性、燃油經(jīng)濟性以及乘坐舒適性等方面都有十分重要的影響。通過對變速器的設(shè)計，使其變速器性能更好，同時使學生全面復習過去所學知識，因此具有一定的實際意義。 二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 1、設(shè)計內(nèi)容 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。 2、技術(shù)要求 （1）利用AutoCAD完成變速器總裝配圖； （2）利用AutoCAD完成齒輪及軸的零件圖； （3）齒輪及軸的校核。 三、設(shè)計（論文）完成后應提交的成果 （1）設(shè)計說明書一份（1.5萬字以上）； （2）折合A0圖紙3張。 四、設(shè)計（論文）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)計答辯準備及答辯。 第17周（6月22日-6月28日） 五、主要參考資料 [1] 高維山.變速器[M].北京：人民交通出版社，1990. [2] 余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. [3] 王望予.汽車設(shè)計（第四版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. [4] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華人學出版社，2001. [5] 蔡炳炎，徐勇，林寧.機械式汽車變速器的速比配置分析[J].機械研究與應用 2005-04：25-26. [6] 劉海江，于信匯，沈　斌.汽車齒輪[M].上海：同濟大學出版社，1997. [7] 孫恒，傅則紹.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1990. [8] 陳家瑞.汽車構(gòu)造(上，下冊) [M].北京：人民交通出版社，1994. [9] 李君，張建武，馮金芝，雷雨龍，葛安林.電控機械式自動變速器的發(fā)展、現(xiàn)狀和展望[J].汽車技術(shù)，2000(03). 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: 五菱宏光手動變速器設(shè)計 院 系 名 稱:專 業(yè) 班 級: 學 生 姓 名:導 師 姓 名: 開 題 時 間: 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術(shù)路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學生姓名 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是否 題目名稱 五菱宏光手動變速器設(shè)計 1、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 （一）研究現(xiàn)狀 1,國外研究現(xiàn)狀 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?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”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準配置。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應用的趨勢和所做的預測,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，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?？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. [2] 余志生.汽車理論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. [3] 王望予.汽車設(shè)計（第四版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004. [4] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華人學出版社，2001. [5] 蔡炳炎，徐勇，林寧.機械式汽車變速器的速比配置分析[J].機械研究與應用 2005-04：25-26. [6] 劉海江，于信匯，沈　斌.汽車齒輪[M].上海：同濟大學出版社，1997. [7] 孫恒，傅則紹.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1990. [8] 陳家瑞.汽車構(gòu)造(上，下冊) [M].北京：人民交通出版社，1994. [9]張炳力，趙韓，今朝勇，朱可.汽車自動變速器研究現(xiàn)轉(zhuǎn)機展望[J] 中國機械工程，2006（S2） [10]過學迅,吳濤.汽車自動變速器在中國的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J] 汽車研究與開發(fā)，1999，（06） [11]王銘.汽車變速器全解析[J] 汽車維修，2010,（05） [12]吳光強，孫賢安.汽車自動變速器發(fā)展綜述[J] 同濟大學學報（自然科學版）2010,（10） [13]彭運鈞. 自動變速器的換擋規(guī)律[J] 工程機械與維修 , 2005, (07) [14]楊勝義.現(xiàn)代汽車變速器技術(shù)發(fā)展[J] 中國商界(上半月),2010,(09) [15]Nakayama T,Suda E.The present and future of electric power steering.Int.J.of Vehicle Design,1994,15(3,4,5):243-254 [16]Yasuo Shimizu,Toshitake Kawai.Dsvslopment of Electric Power Steering.SAE Paper No.910014 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 摘 要 變速器用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步，爬坡，轉(zhuǎn)彎，加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利工況范圍內(nèi)工作。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。 因為變速箱在低檔工作時作用有較大的力，所以一般變速箱的低檔都布置靠近軸的后支承處，然后按照從低檔到高檔順序布置各檔位齒輪。這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證裝配容易。變速箱整體結(jié)構(gòu)剛性與軸和殼體的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。一般通過控制軸的長度即控制檔數(shù)，來保證變速箱有足夠的剛性。 本文設(shè)計研究了三軸式五擋手動變速器，對變速器的工作原理做了闡述，變速器的各擋齒輪和軸做了詳細的設(shè)計計算，并進行了強度校核，對一些標準件進行了選型。變速器的傳動方案設(shè)計并講述了變速器中各部件材料的選擇。 關(guān)鍵字：變速器；設(shè)計；齒輪；軸；校核 ABSTRACT Transmission to change the engine reached on the driving wheel torque and speed, is aimed at marking start, climbing, turning, accelerate various driving conditions, the car was different traction and speed Meanwhile engine in the most favorable working conditions within the scope of the work. And the trans mission in neutral gear with reverse gear. Transmission also need power output function. Gearbox because of the low-grade work at a larger role, In general, the low-grade gearbox layout are close to the axis after support, Following from low-grade to high-grade order of the layout of stalls gear. This will not only allow axis are large enough for a rigid, but also ensures easy assembly. Gear box overall structure and rigid axle and the shell structure of relations. Generally through the control shaft length control over several stalls to ensure that adequate gear box rigid. This paper describes the design of three-axis five block manual tran mission, the transmission principle of work elaborated, Transmission of the gear shaft and do a detailed design, and the intensity of a school. For some standard parts for the selection. Transmission Trans mission program design. A brief description of the trans mission of all components of the material choice. Keywords : Transmission; Design; Gear; Axis;Checking 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 第1章 緒論 1 1.1選題的背景 1 1.2目的及意義 2 第2章 總體方案設(shè)計 3 2.1汽車參數(shù)的選擇 3 2.2變速器設(shè)計應滿足的基本要求 3 2.3傳動機構(gòu)布置方案分析 3 2.3.1固定軸式變速器 3 2.3.2倒檔布置方案 4 2.3.3其它問題 6 2.4齒輪形式 7 2.5換擋機構(gòu)形式 7 2.6變速器軸承 8 2.7本章小結(jié) 9 第3章 變速器設(shè)計和計算 10 3.1檔數(shù) 11 3.2傳動比范圍 11 3.3各檔傳動比的確定 11 3.3.1主減速器傳動比的確定 11 3.3.2最低檔傳動比的確定 12 3.3.3各檔傳動比的確定 13 3.3.4中心距的選定 13 3.3.5變速器的外形尺寸 14 3.4齒輪參數(shù) 14 3.4.1模數(shù)的選取 14 3.4.2壓力角 15 3.4.3螺旋角 15 3.4.4齒寬 16 3.4.5齒頂高系數(shù) 17 3.4.6變位系數(shù)的選擇原則 17 3.5各檔齒數(shù)的分配 18 3.5.1確定一檔齒輪的齒數(shù) 18 3.5.2對中心距進行修正 20 3.5.3確定常嚙合傳動齒輪副齒數(shù)及變位系數(shù) 20 3.5.4確定其他各檔齒數(shù)及變位系數(shù) 21 3.5.5確定倒檔齒輪齒數(shù)及變位系數(shù) 26 3.6本章小結(jié) 28 第4章 變速器的校核 29 4.1齒輪的損壞形式 29 4.2 齒輪強度計算 28 4.2.1齒輪彎曲強度計算 28 4.2.2齒輪接觸應力計算 30 4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 32 4.4軸的強度驗算 33 4.4.1軸的剛度的計算 33 4.4.2軸的強度的計算 38 4.5軸承壽命計算 41 4.6本章小結(jié) 44 第5章 同步器的設(shè)計 45 5.1 鎖銷式同步器 45 5.1.1鎖銷式同步器結(jié)構(gòu) 45 5.1.2鎖銷式同步器工作原理 45 5.2鎖環(huán)式同步器 46 5.2.1鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu) 46 5.2.2鎖環(huán)式同步器的工作原理 46 5.2.3鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 47 5.3 本章小結(jié) 49 第6章 變速器操縱機構(gòu) 50 6.1直接操縱手動換擋變速器 50 6.2遠距離操縱手動換擋變速器 50 6.3本章小結(jié) 51 結(jié)論 52 參考文獻 53 致謝 54 附錄 55 3 1 附 錄 Research on Self-Adaptive Shift Schedule in Automated Mechanical Transmission of Heavy-Duty Commercial Vehicle In our country, commercial vehicles include heavy-duty commercial vehicles, middle- duty commercial vehicles, light-duty commercial vehicles and mini commercial vehicles. Heavy-duty commercial vehicles market in china has been growing up rapidly in these years. With the increase of the fuel price, heavier emissions regulations, continued pressure on operating costs, increasing traffic congestion, and a shortage of skilled drivers, these changes will take place in the engine , the exhaust gas treatment system, and the transmission on vehicles, especially middle-duty and heavy-duty commercial vehicles.At the aspect of the transmission, we look at automated Mechanical transmission (AMT) attentively, which is low produce cost, high efficient, can shift and operate clutches automatically. Till now, the vehicle factories in our country have no ability to manufacture the automatic gearbox. In recent years, many manufacturers have been trying to seek automatic products, which suit our country situation and can be developed independently. In respect that we have many Mechanical transmission plants, for its high efficiency, low cost, and easier manufacture, AMT is considered to be the right product, which is the most suitable for us and has greatest potential in the development of industry.A new technology for AMT is non-clutch operation, and this technology bases on customary AMT. In the process of gear-shifting torque,the clutch does not separate from the engine and we need to adjust the running speed and the torque of the engine only. Eaton Company already uses this new technology in one transmission. If we put the new technology in commercial vehicles, there will be great meaning in automatic transmission of the commercial vehicles.Shift schedule decides the time to shift and it is the soul of the automatic transmission. When the AMT is working, by comparing the states of the vehicle with the optimal shift schedule, the AMT decides the optimal shift time and achieves the shift automatically. This will lessen the tiredness of the driver and improve the safety. Consequently, how to establish the best shift schedule is a crucial research aspect of AMT.The shift schedule of the automatic 2 transmission comes from 1-parameter、2-parameter to 3-parameter operation. In recent years, more and more researchers pay attention to intelligent control theory, and they want put this theory in shift schedule to make the shift.Combined with the national 863 project, Research and Development of AMT, this paper aims at the shift schedule of the AMT in heavy-duty commercial vehicles. According as the characteristic of the engine and the parameter of the vehicle, this paper established the traditional shift schedule and the self- adaptive shift schedule and according to this regulation simulates actual situation of the vehicle. When the AMT is working, by comparing the states of the vehicle with the optimal shift schedule, the AMT decides the optimal shift time and achieves the shift automatically. This will lessen the tiredness of the driver and improve the safety. The outcome shows these regulations are feasible. This paper has researched on these aspects as follows:1.At first the development history and the present conditions of automatic transmission are introduced in detail. At the same time, this paper analyses the makeup, the principium and the technique of AMT. At last the excellence and principium of the technique (non-clutch operated AMT) are discussed.2.Research on shift schedule of automatic transmissionThis paper analyses the characteristics of some kinds of shift schedules. Shift schedule is realized by electronic shift system.3.The establishment of the shift scheduleShift schedule is the basic part of automatic transmission. In this paper, dynamic capability and fuel consumption are considered. According as torque and fuel consumption characteristics of the engine, 2-parameter traditional shift schedule for the commercial vehicle is obtained. This regulation can be used in electronic control unit (TCU) directly and there are certain significance and actual value.Then this paper designs the self-adaptive shift schedule.4.Modeling of gear-shift regulation and vehicleFor qualitatively researching on the effectiveness of the shift schedule control system designed, and proceeding the simplification to the very complicated vehicle system, and putting forward the some assumption conditions of the simplification. At the same time keeps its general dynamic characteristics. And according to the construction parameter and technique data of one commercial vehicle, making use of the language of MATLAB with the tool of SIMULINK, for engine, transmission, shift schedule, whole vehicle dynamic model to proceed to set up models in SIMULINK.5.The simulation of shift schedule and the analysisFor the sake of verifying the rationality and possibilities of the shift schedule, this paper makes use of the models above. On the whole vehicle model this paper set up the simulation to test the regulation in some simulative situation. By the 3 simulation analysis, the simulation result indicates that the simulation model and the shift schedule designed in the article are reasonable.In conclusion, this paper studied the shift schedule of the automated mechanical transmission systematically on the basis of former research. In the paper, only the above work is completed because of limited time and the difficulty of AMT system. Further research should be continued in order to improve the properties of the AMT system and vehicle in the future. Shifting performance is defined as the extent of swiftness and softness during the procedure of non-power shifting and to extend the life of the power train. The index is comfort of passenger, time duration and shock, nine factors maybe influence the shifting performance, and two experimental methods can be used to investigate the nature of this performance: one is collecting real-time data during road experiment and analyzing them, the other is the simulation of the operation conditions of the vehicle. The core of the AMT system is the control strategy, the principle of the clutch engagement, shifting procedure, the choice of control method and the CAN communication between TCU and ECU can influence the shifting performance. Shifting schedule is the schedule of auto shifting time between two shifts with controlling parameters. It includes economical and dynamical shifting schedule. At present, shifting schedule of two controlling parameters (vehicle speed and opening on throttle) is mainly used. If shifting schedule is not good, shifting will not happen at right time and the working condition of engine will be severe. It will make the sound of engine abnormally and stability badly through the whole shifting procession. Sometimes even flame out Schedule of clutch engagement is determined by releasing journey of clutch, opening of throttle, shifting, vehicle speed and loading. The main Controlling goals are engaging quantity and engaging speed. The engaging control of clutch is mainly referred to the control of engaging speed. It is divided into three stages: fast, slow, fast. Shifting quality is directly influenced by the second stage. If engaging harder, it will make shifting concussion, even flame out; if engaging more slowly, it will make the friction time longer and reduce its longevity. The main controlling parameters are difference between initiative and passive and torques on both sides. When torques being approximately equal, it is proved by experiments that it can guarantee shifting time and 4 not make concussion through the procession of engagement at the time of difference of rotating speed below some value. Meanwhile, the abrasion of clutch is not severe. Shifting procedure is the procedure through working harmoniously among engine, clutch and transmission. Their cooperation will affect shifting time heavily. In order to decrease the shifting time, the time that is spent on the friction of the clutch should be decreased first. If we intend to increase the time of non-load stage, which helps to minimize the difference of the rotary speed between the driving disc and the driven disc. If we intend to shorten the time of the non-load stage, engage the clutch immediately after the gear change. The clutch can engage in a satisfying period if the new method of controlling the engaging speed of the clutch is realizable. And the time that is spent on synchronizing the gears should also be shortened. It can be realized in the following two ways. The first is to decrease the difference of the driving gear and the driven gear. The second is to increase the shifting force. If realizing the union control between ECU and TCU by CAN bus, AMT has the best control and the best shifting performance by use of communication strategy between TCU and ECU. Influence on shifting performance by hardware The elements in hardware system are the basis of proper functions of AMT. Executors, sensors, electronic components, hydraulic systems have influences on shifting performance, the choice of hardware parameters is of vital important to improvement of shifting performance. With the development of the theory and technology of vehicle, the technical increasingly mature of microprocessor and the extensive application of electronic technique on the car, people have no limit at satisfying the automotive means of transportation only, facing gradually from the request of the car power, economy and easily manipulating, flexibility, safety, an d the intelligent type of car becomes the focus in the vision of people increasingly. Companys publicity slogan of person, car, life, make people the center etc. On the side exhibit the expectation of people to the automotive individuation, humanity. In the development direction of the car intelligence, the intelligence of the automatic gearbox has important effect. But the intelligence of the automatic gearbox embodies at the 5 establishment of the shift regulation. For the fashion, for satisfying people to the new automotive request, for competitive advantage of the car type, at present, each big factory in world worked very much in shift regulation of new car type. Among those, the most arresting is AL4 automatic gearbox developed by PEUGEOT/CITROEN and RENAULT in that there unexpectedly are the 10 kinds of so many shift regulations. In the big system of person car road, the good and bad of the car control, reflect primarily in the coordination of the vehicle and environment (road), the coordination of the vehicle and person. And so, the electronic automatic control system can save various regulations to provide the driver to choose to use, not only having the economic regulation, motive (call to sport the type again) regulation, but also still having the general (usual) regulation, environment temperature and regulation with the outsider condition variety etc. Namely, the point of shifting can be freely enacted for every kind of regulation. In the intelligence direction of the shift regulation, everyone has made much work up to now, parts of the results has been applied on the car. But the work that developing this intelligent shift regulation still is hard, this is mainly because of: 1. The intelligence degree of the current intelligent gearbox needs to be increased, and it expresses at that accurate degree to identify environment is not high and to identify the drivers driving cant give satisfaction. 2. The intelligence function is still not perfect. The intelligent automatically shift system is an open system; it must be continuously perfect and plentiful on the current foundation. Only this way, it can adapt to the driving request of the different drivers, reducing the drivers labor strength, increasing the performance of the whole vehicle. Conventional design method which used in the structure parameters design of automobile gear box and synchronizer is a time-wasting job and hard work, and it is difficult to get idea design parameters and no good to the enhancement of products qualities. The optimum design of automobile gearbox and synchronizer which take the advantage of computers seeking the best structure parameters within constrains is a perfect and high- quality design method. The main target of this article is to set up a optimum mathematical model of structure parameters of the trucks gearbox and synchronizer, the auth or use a 6 optimum method based on K-T equation to improve the design level of automobile gearbox and synchronizer. Gear box is a important part of transmission, so the optimization of automobile gearbox is very important because the transmission is a main part of automobile. According to the design request and character sofa sort of truck, the optimum mathematical model of trucks gearbox is analyzed and set up in this article to decrease its weight and volume when the strength, stiffness, and lifetime of parts are permitted. And we can receive a satisfaction result through optimizing its parameter for instance. 重型商用車電控機械式自動變速器換擋規(guī)律的研究 7 機械式自動變速器 AMT(Automated Mechanical Transmission),是在原有齒輪式 機械變速器的基礎(chǔ)上加裝電腦控制系統(tǒng),對供油調(diào)節(jié)裝置、離合器、變速箱的控制采 用了電機驅(qū)動或液壓驅(qū)動的執(zhí)行機構(gòu),實現(xiàn)起步、選擋、換擋的自動化控制,使汽車成 為自動變速的汽車。本文結(jié)合“十一五”國家863計劃現(xiàn)代交通技術(shù)領(lǐng)域“汽車開發(fā) 先進技術(shù)”重點項目課題“重型商用車的機械自動變速器(AMT)開發(fā)”項目,針對重型 商用車 AMT的換擋規(guī)律進行相關(guān)研究。通過重型商用車 AMT的結(jié)構(gòu)與工作特點的分析,結(jié) 合發(fā)動機特性與重型商用車的使用要求,對換擋規(guī)律進行深入分析與研究,設(shè)計了兩參 數(shù)組合型換擋規(guī)律;在此基礎(chǔ)上,為最大限度地降低油耗,使發(fā)動機工作在最經(jīng)濟工作 區(qū),提出了基于功率與車速的兩參數(shù)控制的自適應換擋規(guī)律;MATLAB/SIMULINK 工具建 立起重型商用車的整車動力學模型,對重型商用車的兩參數(shù)組合型換擋規(guī)律與自適應 換擋規(guī)律分別進行了仿真分析與研究,驗證了所提出方案的有效性和可行性。本文的 研究成果對于開發(fā)重型商用車 AMT系統(tǒng)具有重要價值和現(xiàn)意義。 車輛自動變速器通常分為液力機械式自動變速器（簡稱 AT）、電控機械式自動 變速器（簡稱 AMT）和機械式無級變速器（簡稱 CVT）。AMT 以其傳動效率高、 成本低和易于制造等優(yōu)點成為一種具有極具發(fā)展?jié)摿Φ淖詣幼兯倨?。AMT 換檔品質(zhì) 的研究則是 AMT技術(shù)體系研究中關(guān)鍵的一環(huán)，換檔品質(zhì)的好壞真接影響到 AMT 產(chǎn)業(yè) 化進程及在市場上的競爭能力。 AMT有很好的市場前景，但由于AMT 的換檔過程必需切斷動力，所以其換檔品 質(zhì)較AT 和CVT 要差一些。只有提高AMT的換檔品質(zhì)，使之接近或超過AT、CVT的換檔 品質(zhì)，方能在市場上形成競爭力。所以對AMT換檔品質(zhì)的研究就成為AMT 技術(shù)體系研 究中關(guān)鍵的一環(huán)。 AMT發(fā)展分為三個階段：半自動的SAMT階段、全自動階段和智能階段。 AMT 結(jié) 構(gòu)分為硬件和軟件兩部分，硬件系統(tǒng)包括被控對象、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、TCU等；軟 件系統(tǒng)由實現(xiàn)控制策略的軟件組成。 自動變速器(AT)的換檔性能的優(yōu)劣對整車性能有很大的影響。自動變速器換檔品 質(zhì)問題研究是自動變速箱研究領(lǐng)域中的一個重要研究課題。換檔品質(zhì)的控制通過電液 系統(tǒng)來完成?？刂破鞲鶕?jù)實時的油門開度、車速等信號，發(fā)出操縱指令控制換檔結(jié)合 元件的油壓變化規(guī)律，實現(xiàn)平穩(wěn)換檔。本文對自動變速器的換檔品質(zhì)控制系統(tǒng)、換檔 過程結(jié)合元件油壓變化規(guī)律進行了較深入的分析和研究。 文中首先對換檔品質(zhì)的現(xiàn)有評價方法和指標進行了分析和總結(jié)，并對現(xiàn)有AT換檔 品質(zhì)的控制方式進行了較為全面的介紹和分析。 8 提出了一種自動變速器換檔過程分析的等效力學模型和發(fā)動機一變矩器動力學簡 化模型，以適應車輛起步、換檔實時控制研究的需要。應用所建立的數(shù)學模型，對自 動變速器的換檔過程進行了詳細的分析。 制定了適當?shù)膿Q檔過渡過程結(jié)合元件的油壓變化規(guī)律，可改變自動變速器的換檔 品質(zhì)。對AG4自動變速箱的油壓控制給出了具體的計算方法。可改善自動變速器的換 檔品以AG4自動變速箱2H檔到3H檔為例進行了模擬仿真，仿真的結(jié)果對所建立的簡 化模型和提出的期望油壓規(guī)律進行了驗證。 詳細分析了AG4液壓操縱系統(tǒng)的供油調(diào)壓和換檔品質(zhì)控制工作原理。并對換檔品 質(zhì)控制的框圖設(shè)計做了初步的探討。利用自動變速器電液控制試驗臺對AG4自動變速 箱的控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進行了測試。通過試驗驗證了本文所建立的數(shù)學模型及其分 析結(jié)論。 電控機械式自動變速器(Automated Mechanical Transmission, AMT)是一種新型的 自動變速系統(tǒng)，其通過對手動固定軸式變速器和干式摩擦離合器的自動化改造從而實 現(xiàn)了選檔、換檔以及離合器和油門的自動操縱。AMT技術(shù)適合我國國情，有著廣泛的 市場和發(fā)展前途。換檔規(guī)律是電控機械式自動變速器的靈魂，它是判斷換檔時機的依 據(jù)。在應用中，通過將采集的車輛行駛狀態(tài)與換檔規(guī)律相對比，從而判斷是否達到最 佳的換檔點并自動執(zhí)行換檔操作，這樣大大減輕了駕駛員的疲勞，提高行駛安全，同 時使整車具有較好的動力性及燃油經(jīng)濟性。本論文選擇電控機械式自動變速器換檔規(guī) 律這一關(guān)鍵性問題作為研究對象，研究目的是為AMT制定最佳的換檔規(guī)律以提高車輛 的動力性和燃油經(jīng)濟性。通過對影響車輛動力性和燃油經(jīng)濟性的因素進行分析，本論 文推導了最佳動力性和最佳燃油經(jīng)濟性換檔規(guī)律的制定方法。為解決質(zhì)量影響問題， 提出了一種變結(jié)構(gòu)的最佳換檔系統(tǒng)，豐富了換檔規(guī)律理論。鑒于計算機仿真技術(shù)與實 車測試相比可以節(jié)省大量的人力物力，本論文在進行換檔規(guī)律的設(shè)計中，采用 MATLAB/Simulate仿真工具箱建立了最佳換檔規(guī)律的仿真模型，利用此仿真模型對制 定的最佳動力性和最佳燃油經(jīng)濟性換檔規(guī)律進行仿真，仿真結(jié)果表明本論文所建立的 換檔規(guī)律是合理的。 換檔品質(zhì)是指在保證動力傳動系統(tǒng)壽命的前提下，能夠迅速、平穩(wěn)換檔的程度， 其評價的指標主要是舒適性，量化指標包括換檔時間和沖擊度。換檔品質(zhì)的影響因素 包括軟、硬件兩方面九大因素，并且可用兩種實驗方法對換檔品質(zhì)進行研究，一種是 9 整車道路實驗實時采集數(shù)據(jù)進行分析；第二種方法就是通過做模擬整車工況的臺架實 驗。 AMT的控制策略是AMT控制的全部控制思想，控制策略里換檔規(guī)律、離合器結(jié)合 規(guī)律、換檔時序、控制方法的選擇、以及近來比較熱門的通過CAN總線實現(xiàn)的TCU 和ECU通訊策略都對檔品質(zhì)有影響，控制策略制訂得是否合理，將直接決定AMT 的換 檔品質(zhì)。 換檔規(guī)律是指兩排檔間自動換檔時刻隨控制參數(shù)變化的規(guī)律，包括經(jīng)濟性和動力 性換檔規(guī)律。目前汽車上多用兩控制參數(shù)（車速和油門開度）的換檔規(guī)律。換檔規(guī)律 沒做好，就會使汽車在不該換檔的時候換檔，該換檔的時候不換檔，使發(fā)動機工況嚴 重不好，造成整個換檔過程中發(fā)動機聲音的異常和平順性的不良，有時還可能使發(fā)動 機熄火。離合器結(jié)合規(guī)律受離合器釋放行程、油門開度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、檔位和車速、 載荷等素影響，主要控制目標是結(jié)合量和結(jié)合速度。而離合器接合控制主要指接合速 度的控制，大體上分快、慢、快三個階段。其中直接影響換檔品質(zhì)的是第二階段，如 果接合過快將造成換檔沖擊，甚至熄火；若過慢將使離合器滑磨時間過長，有損其壽 命?？刂频膮?shù)主要是離合器主從動片轉(zhuǎn)速差及兩邊扭矩值,實驗表明在扭矩值大致 相同，轉(zhuǎn)速差小于一定值時接合離合器既能保證換檔時間又不會產(chǎn)生沖擊，離合器磨 損也不太嚴重。 換檔時序是發(fā)動機、離合器、變速器三者協(xié)調(diào)動作的時序 ,它們的配合情況對換 檔時間有很大的影響。減小換擋時間最重要的是盡可能地縮小離合器滑摩時間。如果 延長空載階段時間，將減小離合器主從動盤轉(zhuǎn)速差。有利于縮短滑摩時間。如果盡可 能縮短空載時間，掛上新?lián)鹾罅⒓唇雍想x合器，如果離合器接合速度控制的新方法可 行，也可以在較短的時間內(nèi)完成離合器的接合。其次是減小齒輪同步時間，這可以通 過兩種方式實現(xiàn)：1.減小齒輪間轉(zhuǎn)速差；2.增大換擋力。 運用TCU和ECU通訊策略，通過CAN總線實現(xiàn)發(fā)動機和變速器之間的聯(lián)合控制， AMT能夠達到最優(yōu)控制，獲得最理想的換檔品質(zhì)。 硬件系統(tǒng)元器件性能對換檔品質(zhì)的影響： 硬件系統(tǒng)元器件實現(xiàn)AMT功能的基礎(chǔ)，硬件系統(tǒng)里執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、電子元器 件、液壓系統(tǒng)等都對換檔品質(zhì)有影響，硬件參數(shù)的選擇對AMT換檔品質(zhì)的提高是至關(guān) 重要的。 10 伴隨汽車理論技術(shù)的發(fā)展，微處理器的技術(shù)的日益成熟和電子技術(shù)在汽車上的廣 泛應用，人們已經(jīng)不再只局限于滿足汽車的代步功能，對汽車動力性、經(jīng)濟性的要求 逐步向易操縱性、機動性、安全性轉(zhuǎn)移，智能型汽車日益成為人們目光中的焦點。商 家的“人、車、生活”,“以人為本”等宣傳口號也側(cè)面體現(xiàn)了人們對汽車的個性化、 人性化的期望。 在汽車智能化的發(fā)展方向上，自動變速器的智能化占有重要一席。而自動變速器 的智能化又集中體現(xiàn)在換擋規(guī)律的制定上。為順應潮流，為滿足人們對汽車的新要求， 加強各自車型的競爭優(yōu)勢，目前，世界各大廠商在新車型的換擋規(guī)律上大做文章，最 引人注意的是標致雪鐵龍集團和雷諾公司開發(fā)的AL4 自動變速器竟內(nèi)置了10 種換 擋規(guī)律之多。在人車路的大系統(tǒng)中，汽車控制的優(yōu)劣，主要反映在車輛與環(huán)境 （路）的協(xié)調(diào)、車輛與人的協(xié)調(diào)，故電子自動控制系統(tǒng)可存儲多種規(guī)律供駕駛員選用， 不僅有經(jīng)濟性規(guī)律、動力性（又稱運動型）規(guī)律，而且還有一般（日常）規(guī)律、環(huán)境 溫度以及隨外界條件變化的規(guī)律等。 即換擋點可以自由設(shè)定為各種規(guī)律。在換擋規(guī) 律智能化的方向上，各方面至今已作了不少的工作，其中部分成果已開始在汽車上應 用。但是開發(fā)此項智能換擋規(guī)律的工作依然艱巨，這主要因為： 1.現(xiàn)有的智能變速器的智能程度有待提高，它表現(xiàn)在對環(huán)境的識別判斷的準確度 不高，對駕駛員的意圖識別不能令人滿意。 2.智能功能還不完善。智能自動變速系統(tǒng)是開放的系統(tǒng)，它應在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不 斷完善、豐富，只有這樣才能適應不同駕駛員的駕駛要求，減少駕駛員的 勞動強度，提高汽車的整體性能。適應駕駛員個性的換擋規(guī)律是研究項目中的重 要一項，為了使汽車能夠在選換擋時體現(xiàn)不同駕駛員的風格特點，適應不同駕駛員的 對加速的不同要求，前人工作的基礎(chǔ)上對適應駕駛員風格的換擋規(guī)律作了較為深入的 研究，對駕駛員的駕駛意圖、風格特點提出了新的識別策略，并系統(tǒng)地提出了換擋智 能調(diào)整控制的解決方案。 傳統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計汽車變速器與同步器結(jié)構(gòu)參數(shù)是一項非常費時和艱苦的工作， 而且難以求得較理想的設(shè)計參數(shù)，不利于產(chǎn)品性能的提高。變速器與同步器的優(yōu)化設(shè) 計則可利用計算機在約束域內(nèi)按預定目標高速有效地優(yōu)選出最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是一種 理想的高質(zhì)量的設(shè)計方法。研究的主要目標是建立一個載貨汽車變速器與同步器結(jié)構(gòu) 參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計數(shù)學模型，采用基于K-T(Kuhn-Tucker)方程解的方法進行優(yōu)化計算， 11 以期提高汽車變速器與同步器的設(shè)計水平。汽車傳動系是汽車的主要組成部分，變速 器又是傳動系的重要部件，因此汽車變速器的優(yōu)化設(shè)計十分重要。以輕型載貨汽車為 例，根據(jù)汽車變速器的設(shè)計要求與特點，在保證零件的強度、剛度、使用壽命等條件 下，以減少重量和體積作為追求目標，分析建立了載貨汽車變速器優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模 型，并通過實例對其進行了參數(shù)優(yōu)化，獲得了滿意的設(shè)計效果。