金杯閣瑞斯汽車變速箱設計【5+1】【含6張CAD圖帶開題報告+外文翻譯】
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一、選題依據(jù)1．論文（設計）題目金杯閣瑞斯變速箱設計2．研究領域機械設計、結(jié)構(gòu)設計3．論文（設計）工作的理論意義和應用價值理論意義：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。而變速箱設計是汽車設計中重要的環(huán)節(jié)之一。眾所周知發(fā)動機是汽車的心臟，發(fā)動機產(chǎn)生的動力必須經(jīng)過傳動系統(tǒng)才能驅(qū)動車輪自動。而在傳動系統(tǒng)中最重要的部分就是變速器。因為發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化范圍小，但是汽車行駛的速度的變化范圍廣，而變速箱可以改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，因此它的性能影響到了汽車的動力性和經(jīng)濟性指標，而且在對汽車性能要求越來越高的今天，車輛的舒適性也是評價汽車的一個重要指標，變速器的設計如果不合理，將會使汽車的舒適性下降，使汽車的運行噪音增大。所以由此可見變速箱的設計的重要性。在世界市場經(jīng)濟形勢下，特別是當前世界都在倡導綠色環(huán)保節(jié)能的大方向上，綠色汽車，節(jié)能能減排已然成為當今汽車工業(yè)發(fā)展的主旋律，未來新能源汽車的應用也是汽車工業(yè)的發(fā)展方向，所以變速器的合理設計愈發(fā)顯得格外舉足輕重。應用價值：汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，而變速箱又在汽車中舉足輕重。此外，該設計可以鞏固我們所學的知識，使我們對于機械實體設計，程序編寫，以及仿真程序能夠更綜合的應用， 增強我們實際解決應用問題的能力。4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢中國汽車變速器市場在總體汽車市場的刺激下正處于快速發(fā)展變化的時期。根據(jù)中國汽車協(xié)會的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2015 年全年中國汽車市場的銷量為 2459.8 萬輛，同比增長 4.7%，相比上年同期減緩 2.18 個百分點。這是自 2013 年以來連續(xù) 3 年超過2000 萬輛。其中乘用車的銷量在 2015 年首次超過 2000 萬輛，為 2114.63 萬輛，同比增長 7.30%。而 2016 年中國汽車全年銷量為 2604 萬輛（其中國內(nèi)銷量 2540 萬輛，出口量 64 萬輛），增速約為 6%。其中，乘用車銷量在 2276 萬輛左右，增速為7.8%。反觀我國近年來變速器市場。跟據(jù)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2015-2022 年中國汽車變速器行業(yè)全景調(diào)研及投資戰(zhàn)略咨詢報告》顯示，2012 年我國汽車自動變速器需1求市場規(guī)模為 717.2億元，2013 年行業(yè)規(guī)模增長至 734.6億元，較 2012年同期增長2.4%。當年中國內(nèi)進口產(chǎn)品金額達到 50.8億美元。2014 年我國汽車自動變速器需求市場規(guī)模增長至 820.8億元。由此可見，一方面國內(nèi)汽車市場巨大的潛力為變速器行業(yè)提升非常巨大的增長空間。另一方面，自動變速器技術(shù)的快速發(fā)展又給國內(nèi)汽車變速器市場帶來了新的發(fā)展機遇。變速器的需求量在不斷增加，同時自動變速器的需求比例在不斷提高。但是在國內(nèi)的變速器行業(yè)中，雖然在商用車手動變速器領域，國產(chǎn)品牌已占主導地位。其中重型汽車變速器幾乎由陜西法士特齒輪有限責任公司、綦江齒輪傳動有限公司、山西大同齒輪集團有限責任公司、一汽哈爾濱變速器廠等幾家包攬。但是技術(shù)含量更高的自動變速器市場卻是依然進口產(chǎn)品的天下。在國產(chǎn)自動擋乘用車中，60%左右搭載的是進口自動變速器，而剩下的 40%也主要是來自外資控股的合資企業(yè)，這導致中國很多自主車型在自動變速器匹配上要么缺乏合資伙伴，要么價格居高不下，汽車自動變速器已成為制約中國汽車工業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前有能力生產(chǎn)轎車自動變速器的國內(nèi)企業(yè)僅有吉利、奇瑞等少數(shù)幾家，一些合資多年的企業(yè)，還在使用進口自動變速器。自主品牌轎車自動變速器市場占有率不到 10%。與此同時，國際自動變速器巨頭已經(jīng)完成了其在中國的戰(zhàn)略布局。只賣產(chǎn)品、不賣核心技術(shù)的手段使中國自動變速器對外資依賴性日益加強。為了改變中國對于自動變速器的需求主要依靠進口產(chǎn)品來滿足的尷尬局面，國內(nèi)企業(yè)盡管進行了大量研發(fā)，但成果有限。據(jù)統(tǒng)計，2013 年我國國內(nèi)汽車自動變速器產(chǎn)量達到379.1 萬臺，行業(yè)進口總量為 507.8 萬臺，出口數(shù)量為 49.2 萬臺，國內(nèi)表觀需求量為837.7 萬臺，2014 年我國國內(nèi)汽車自動變速器產(chǎn)量呆到 400.5 萬臺，行業(yè)進口總量531.4 萬臺，出口數(shù)量為 54.7 萬臺，國內(nèi)表觀需求為 877.2 萬臺。 當中國一些汽車企業(yè)目前還在考慮如何開發(fā) CVT 和 AMT 時，大眾公司的DCT 已經(jīng)進入批量應用階段。而且在自動化變速器領域中，我們和國外還存在很大的差距。但是從另一方面來看，外國進入這一領域的時間也不算特別長，所以對于我國的汽車企業(yè)來說，這既是巨大的挑戰(zhàn)但也是重大的機遇所在。我國可在整合國際資源、消化吸收世界先進技術(shù)的過程中同時掌握開發(fā)新型變速器系統(tǒng)的核心技術(shù)。對于未來發(fā)展方向，中國變速器企業(yè)首先應該在耐久性、噪聲、換檔性能三方面，改進現(xiàn)有 MT 的質(zhì)量和性能的同時，在商用車尤其是輕卡方面加入 AMT 的研發(fā)力度，在轎車、SUV 、MPV 領域加大 DCT 的開發(fā)投入，力爭與國外 DCT 研發(fā)同步。早日2開發(fā)出國際頂級水平的自主變速器來。綜上所述，變速器是汽車除發(fā)動機外的主要裝置之一，伴隨汽車技術(shù)更新?lián)Q代和市場需求，變速器行業(yè)在實現(xiàn)理想變速器發(fā)展過程中仍然具有巨大的發(fā)展空間，未來的變速器會應對市場要求朝著操縱舒適輕柔傳動效率高低油耗環(huán)保與低噪聲方向發(fā)展，在不久的將來變速器將會取得更加重大的進步與成功。二、論文（設計）研究的內(nèi)容1.重點解決的問題金杯格瑞斯變速箱的總體設計、結(jié)構(gòu)設計、傳動操縱系統(tǒng)的設計、圖紙繪制及相關(guān)設計分析。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）（1） 掌握變速箱的工作原理, 分析變速箱內(nèi)部構(gòu)造結(jié)構(gòu)特點，各零件的功能用途及其之間的傳動關(guān)系;（2） 變速箱齒輪的參數(shù)設計強度計算與材料的選擇；（3） 變速器軸的參數(shù)設計強度計算與校核；（4） 變速器同步器的設計；（5） 變速器的操縱機構(gòu)設計。3.本論文（設計）預期取得的成果(1) 變速箱總體設計方案的擬定；（2） 繪制出變速箱的裝配圖；（3） 拆畫變速箱內(nèi)的主要零件，繪制零件圖；（4） 設計變速箱同步器的結(jié)構(gòu)參數(shù)設置（5） 變速器的操縱機構(gòu)設計。（6） 完成相關(guān)外文資料的翻譯；（7） 編寫 1.0萬字以上的設計說明書。3三、論文（設計）工作安排1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設計參數(shù)）（1）依靠資料及所學知識對機械機構(gòu)進行合理的設計；金 杯 閣 瑞 斯 變 速 箱 的 產(chǎn) 品 技 術(shù) 規(guī) 格 如 下 ：汽 車 型 號 ： 2016 款 閣 瑞 斯 2.0L 快 運 實 用 型級 別 ： MPV發(fā) 動 機 型 號 ： V19KW發(fā) 動 機 最 大 功 率 （ kw/rpm） :78/4600-4800發(fā) 動 機 最 大 扭 矩 （ kw/rpm） ： 180/2400-3600 變 速 箱 擋 位 個 數(shù) ： 5變 速 箱 類 型 ： MT變 速 箱 名 稱 ： 手 動 變 速 箱箱 體 尺 寸 mm： 長 320X 寬 205X 高 270潤 滑 油 規(guī) 格 ： 變 速 器 油 G14(MIL-L2105)潤 滑 油 量 ： 1.5L（2）對操作系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)進行選型、校核和調(diào)試。2.論文（設計）進度計劃（1）查閱搜集大量文獻資料根據(jù)老師下達的設計任務書寫出開題報告。（第一周～第四周）（2）通過對資料的整理及對相關(guān)課程的學習制定變速箱設計方案，并及時與老師溝通確認方案的可行性，逐步修改完善設計方案，并最終確定。（第五周～第八周）（3）根據(jù)擬定的變速箱設計方案進行設計，對零件進行設計的同時編寫相關(guān)的畢業(yè)論文，繪制變速箱的裝配圖，拆畫主要零件圖，完成論文初稿，提交老師修改。（第九周～第十三周）（4）修改論文并定稿，同時寫出中英文摘要，翻譯參考文獻中的一篇外文資料。（第十四周～第十五周）（5） 總結(jié)論文，準備答辯。（第十六周）4四、需要閱讀的參考文獻[1]吳光強，孫賢安.汽車自動變速器發(fā)展綜述.同濟大學學報[J].2010,(10).12～14.[2]閔海濤，高娟，馬天飛.汽車變速箱箱體結(jié)構(gòu)強度分析與優(yōu)化設計.中國機械程[J].2012,(20).53～59.[3]相龍洋，左曙光，孟姝.汽車手動變速器振動噪音特性實驗研究[J].制造業(yè)自動化,2013,(06).103～111.[4]張慧芳，張立榮.手動變速器傳動效率的影響因素分析與改善對策研究[J].制造自動化，2011,(04).27～31.[5]徐海山,汽車手動變速器發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代零部件，2014,(06).44～51．[6]趙玉斌,手動變速器與自動變速器[J].黑龍江交通科技，2011,(05).80～85．[7]楊士欽，盧劍偉.乘用車手動變速器動態(tài)換擋性能評價方法及改進策略[J].汽車工程學報，2012,(05).97～98。[8]范文波.乘用車手動變速器換擋性能的開發(fā)與優(yōu)化[J].上海汽車，2014,(12).99～104．[9]巫紹靈，陳曦.手動減速器機構(gòu)的精細化設計[J].武漢理工大學報，2015,(04).55～61．[10]陳靜偉，宋克輝.試論新型汽車手動變速器的設計與優(yōu)化[J].科學創(chuàng)新導報，2011,(30).74～79.[11]邱讓明.汽車用變速器發(fā)展趨勢[J].江西化工，2016,(05).12～16．[12]楊丹妮.自動化變速器技術(shù)的優(yōu)勢不足與發(fā)展趨勢[J].技術(shù)與市場，2016,(11).33～37．[13]田紅亮,盧子平. 以振動最小為目標的汽車變速箱齒輪動態(tài)優(yōu)化設計[J]. 應用科技 , 2004,(12).1217 [14]張義民,賀向東,劉巧伶,聞邦椿. 汽車零部件(彈簧)的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設計[J]. 中國工程科學 , 2004,(05).61～64． [15]張義民,賀向東,劉巧伶,聞邦椿. 汽車零部件的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設計——理論部分[J]. 中國工程科學 , 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左右?？哲囋谄街钡墓飞闲旭倳r，行駛阻力很小，則當滿載上坡時，行駛阻力便很大。而汽車發(fā)動機的特性是轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而轉(zhuǎn)矩變化范圍更不能滿足實際路況需要。（2）實現(xiàn)倒車行駛，用來滿足汽車倒退行駛的需要。實現(xiàn)倒車行駛汽車，發(fā)動機曲軸一般都是只能向一個方向轉(zhuǎn)動的，而汽車有時需要能倒退行駛，因此，往往利用變速箱中設置的倒檔來實現(xiàn)汽車倒車行駛。（3）中斷動力傳遞，在發(fā)動機起動，怠速運轉(zhuǎn)，汽車換檔或需要停車進行動力輸出時，中斷向驅(qū)動輪的動力傳遞。（4）實現(xiàn)空檔，當離合器接合時，變速箱可以不輸出動力。例如，可以保證駕駛員在發(fā)動機不熄火時松開離合器踏板離開駕駛員座位。變速箱由變速傳動機構(gòu)和變速操縱機構(gòu)兩部分組成。變速傳動機構(gòu)的主要作用是改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的數(shù)值和方向；操縱機構(gòu)的主要作用是控制傳動機構(gòu)，實現(xiàn)變速器傳動比的變換，即實現(xiàn)換檔，以達到變速變矩。機械式變速箱主要應用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內(nèi)有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是通過操縱機構(gòu)使變速箱內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作。目前變速器主要有 5 類：MT（手動變速器）,AT（自動變速器）,CVT（無級變速器）,AMT（半自動變速器）,DCT（雙離合變速器）.目前，在國內(nèi) MT 市場占有率最高，自動變速器的需也在快速提升。節(jié)油率和換擋舒適性成為評價變速器性能的關(guān)鍵指標。CVT 由于是無級變速，換擋舒適性顯然最佳；DCT 愛節(jié)油率和舒適性兩方面均表現(xiàn)不俗，適用面更廣，將會有更廣闊的發(fā)展前景。AMT 雖然舒適性低，但是節(jié)油效果明顯，且傳遞轉(zhuǎn)矩范圍更大，更適合重型載貨車的需求。7本次畢業(yè)設計的設計任務是設計手動變速器。MT 變速器應用的歷史時間最長，其產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展十分有限憑借與其它形式變速器相比的成本優(yōu)勢及較高的傳動效率，仍然占據(jù)乘用車變速器市場上相當?shù)氖袌龇蓊~。盡管近年來，自動變速器和無級變速器技術(shù)迅猛發(fā)展，對長期以來主導市場地位的手動變速器產(chǎn)生了很大沖擊，但手動變速器已經(jīng)應用了很長一段時間，經(jīng)過反復的改進，成為現(xiàn)在的形式，制造技術(shù)趨于成熟化，隨著自動變速器技術(shù)的提高及人們對駕駛舒適性的要求 MT 變速器在市場上呈現(xiàn)出下降的勢態(tài)，但短期內(nèi)不會被自動變速器取代。手動變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、功率大、制造成本低等顯著優(yōu)點。所以在中國乘用車市場一直占據(jù)著汽車變速器的主導地位。但是手動變速器與自動變速器、手自一體變速器、雙離合器自動變速器相比 具有換檔時動力中斷、在擁擠路段操縱頻繁等缺點。手動變速器與其他種類變速器相比具有以下優(yōu)點：（1）手動變速器技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，制造技術(shù)更加成熟，長期處于主導變速器市場的地位，個方面技術(shù)經(jīng)過長期市場考驗，通過逐步積累；，技術(shù)已經(jīng)相當成熟；（2）手動變速器結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝成熟，市場需求大能夠產(chǎn)生生產(chǎn)規(guī)模效益生產(chǎn)成本低廉；（3）手動變速器傳動效率較高，理論上比自動變速器更省油；維修方便，維修成本便宜；（4）可以給汽車駕駛愛好者帶來更多的操縱快感。但也有如下缺點（1）換擋時需要同時控制離合器、換檔手柄和油門，會使得駕駛員操作負擔大，特別對于新手，易造成駕駛員緊張，影響行車安全。（2）控制離合器技術(shù)不純熟者常常在馬路上熄火，特別是上坡操作不當?shù)脑捰袡C率把引擎跟變速箱弄壞。（3）手動變速器屬于純力學機械結(jié)構(gòu)，故增加檔位必會造成體積和質(zhì)量的增加，使檔位增加有限（當前最多為七速，但最佳的檔位數(shù)是六速）；相對之下，采用行星齒輪組（AT）或鋼帶（CVT）的自動變速器，可隨著技術(shù)提升壓縮體積，進而達到增加檔位卻不增加體積的優(yōu)點。手動變速器由變速傳動機構(gòu)、變速器殼體、操縱機構(gòu)組成。變速傳動機構(gòu)可按前進擋數(shù)或軸的形式不同分類。按照前進擋數(shù)可以分為三檔、四檔、五檔、多檔變速器；按照軸的形式可以分為固定軸式（齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線固定不動）和旋轉(zhuǎn)軸式（齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線也是轉(zhuǎn)動的，如行星齒輪變速器），其中固定軸式手動變速器可以根據(jù)軸數(shù)的不同，分為兩軸式、中間軸式、雙中間軸式、多中間軸式。兩軸式手動變速器特點是輸出軸與輸入軸平行，沒有中間軸，發(fā)動機的動力經(jīng)過離合器傳入變速器一軸（輸入軸），再經(jīng)過齒輪變速后由二軸（輸出軸）輸出給主減速器。兩軸式變速器從輸入軸到輸出軸只通過一對齒輪傳動，倒擋傳動路線中也只有一個中間齒輪，因而機械效率高，噪聲小。但由于它不可能有直接擋，因而最高擋的機械效率比直接檔低。這種結(jié)構(gòu)形式適合于發(fā)動機前置、前輪驅(qū)動或發(fā)動機后置、后輪驅(qū)動的轎車和微、輕型貨車上。中間軸式手動變速器的特點是具有第一軸（輸入軸），第二軸（輸出軸）和中間軸，輸入軸與輸出軸置于同一條水平線上，中間軸則與它們平行布置。發(fā)動機的動力經(jīng)過離合器傳入變速器第一軸，再經(jīng)過中間軸，最后經(jīng)變速后的動力從第二軸輸出給驅(qū)動橋。在許多變速器中，輸入軸和輸出軸能接合在一起，因此動力不必經(jīng)8過中間軸，這時的檔位稱為直接檔。直接檔通過單軸傳動，傳動比為 1:1，具有最高的傳動效率。這種結(jié)構(gòu)形式適合于發(fā)動機前置、后輪驅(qū)動的汽車。變速器在換擋過程中，必須使所選擋位的一對待嚙合齒輪輪齒的圓周速度相等（即同步），才能使之平順地進入嚙合而掛上擋。如果兩齒輪輪齒不同步時即強制掛擋，勢必因兩輪齒間存在速度差而發(fā)生沖擊和噪聲。這樣，不但不易掛擋，而且影響輪齒壽命，使齒端部磨損加劇，甚至使輪齒折斷。為使換擋平順，駕駛員應采取較復雜的操作，并應在短時間內(nèi)迅速而準確地完成。這對于即使是技術(shù)很熟練的駕駛員，也易造成疲勞。因此，要求在變速器結(jié)構(gòu)上采取措施，既保證掛擋平順，又使操作簡化，減輕駕駛員勞。同步器正是為滿足該要求二設計出來的。同步器是在接合套換擋機構(gòu)基礎上發(fā)展起來的，其中除了接合套、花鍵轂、對應齒輪上的接合齒圈外， 還增設了使接合套與對應接合齒圈的圓周速度迅速達到并保持一致（同步）的機構(gòu)，以及防止兩者在達到同步之前而進入接合以防止沖擊的機構(gòu)。同步器有常壓式、慣性式，自行增力式等類型，目前廣泛使用的是慣性式同步器。手動變速器的操縱機構(gòu)的作用是保證駕駛員根據(jù)汽車的運行狀態(tài)和使用條件，準確地將變速器換入所需檔位。主要包括兩種：直接操縱式和遠距離操縱式。大多數(shù)汽車采用直接操縱式變速器操縱機構(gòu)，其變速桿及所有換擋操縱裝置都設置在變速器蓋上，變速器布置在駕駛員座位的近旁，變速桿由駕駛室底板伸出，駕駛員可直接操縱變速桿來撥動變速器蓋內(nèi)的換擋操縱裝置進行換擋，結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、操縱方便?，F(xiàn)如今，世界上眾多汽車企業(yè)都主要研發(fā)自動擋變速器。在科技高速發(fā)達的美國，由于其國土面積遼闊，能源價格低，國民偏好大排量汽車，且其經(jīng)濟發(fā)達、城市化水平高，對于自動變速器的需求比例大，這使得半個多世紀以來，美國自動變速器產(chǎn)業(yè)一直延續(xù)著 AT 的技術(shù)路線發(fā)展。而日本國土面積狹小且能源價格較高，大排量汽車受到限制，CVT 是日本汽車企業(yè)研發(fā)的主要方向，但日本汽車工業(yè)發(fā)達，在 AT 上也具有很強的技術(shù)實力。長期以來，日本的自動變速器產(chǎn)業(yè)沿著 CVT 和 AT 兩條技術(shù)路線發(fā)展。近年來，隨著AT 的性能提升空間逐漸縮小和 CVT 技術(shù)的進步，日本的自動變速器技術(shù)路線出現(xiàn)了向 CVT 集中的趨勢。歐洲的自動變速器技術(shù)路線最為多樣化。汽車工業(yè)發(fā)達的德、法等國在 AT 上具有較強的技術(shù)實力。由于歐洲汽車市場對于汽車運動性能的偏好，手動變速器的占比較高，定軸齒輪產(chǎn)業(yè)鏈也十分發(fā)達，所以定軸齒輪自動變速器 AMT（以菲亞特為代表）和 DCT 發(fā)展水平也很高。由于 DCT 在性能上具有明顯優(yōu)勢，且能夠繼承手動變速器產(chǎn)業(yè)鏈，DCT 正逐漸成為歐洲汽車市場自動變速器發(fā)展的主要方向。而未來的變速器必將會朝著更舒適環(huán)保更高效的變速器發(fā)展，我國雖還已手動變速器為主，在自動變速器方面剛剛進入發(fā)展。但是市場潛力巨大，發(fā)展空間廣闊，而且資源豐富，必將會在未來的汽車的競爭中找到自己的位置所在。9