開(kāi)題報(bào)告
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題 目 乘用車(chē)二軸式五檔變速器總成設(shè)計(jì)
學(xué) 院
專(zhuān) 業(yè)
學(xué) 生
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
一、選題目的的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷的發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)也漸漸成為我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)， 如何設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，工作可靠，性能優(yōu)良，且符合中國(guó)國(guó)情的汽車(chē)已經(jīng)是當(dāng)前汽車(chē)設(shè)計(jì)者的緊迫問(wèn)題。汽車(chē)變速器是傳動(dòng)系統(tǒng)中主要總成之一，也是汽車(chē)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，
變速器是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中關(guān)鍵的零部件，它用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)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(chē)獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空擋，可在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車(chē)滑行或停車(chē)使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力停止向驅(qū)動(dòng)輪傳輸。變速器設(shè)有倒檔，是汽車(chē)獲得倒退行駛能力。需要時(shí)，變速器還有動(dòng)力輸出功能。由于變速器在汽車(chē)的運(yùn)行中扮演著非常重要的角色。所以很多汽車(chē)常見(jiàn)的故障也來(lái)源于此。而技術(shù)先進(jìn)的變速箱不僅能夠降低汽車(chē)的故障而且還能夠降低動(dòng)力損失，減少燃油消耗。正因?yàn)槿绱?，現(xiàn)在不少的客車(chē)用戶(hù)在選擇車(chē)輛的時(shí)候，變速箱都是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。
目前在汽車(chē)上使用的變速箱大致可以分為兩類(lèi)：手動(dòng)變速箱和自動(dòng)變速箱。其中，自動(dòng)變速箱由于駕駛員操作簡(jiǎn)便，從而裝備這種變速箱的車(chē)輛能夠大大提高駕乘舒適性。但是自動(dòng)變速箱的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)技術(shù)要求和制造工藝都有較高的要求，而且造價(jià)和使用維修費(fèi)用昂貴。而對(duì)于手動(dòng)檔來(lái)說(shuō)，其優(yōu)點(diǎn)主要有：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；2.易于安裝，維修方便；3.傳動(dòng)效率高，經(jīng)濟(jì)節(jié)油，能延長(zhǎng)車(chē)輛的使用壽命。短期內(nèi)，自動(dòng)檔變速器的市場(chǎng)是十分樂(lè)觀的。但同時(shí)手動(dòng)檔變速器的節(jié)能型，經(jīng)濟(jì)性以及駕駛娛樂(lè)性也決定了其不可替代性。手動(dòng)檔變速器仍然占據(jù)主要份額。所以對(duì)于手動(dòng)變速器的研究和設(shè)計(jì)依然十分重要。
轎車(chē)多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的布置，因?yàn)檫@種布置使汽車(chē)的動(dòng)力-傳動(dòng)系統(tǒng)緊湊、操縱性好且可使汽車(chē)質(zhì)量降低6%~10%。本課題設(shè)計(jì)的就是與前置前驅(qū)配用的變速器是二軸式變速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊且除最到檔外其他各檔的傳動(dòng)效率高、噪聲低。
二、本課題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
在汽車(chē)變速箱100多年的歷史中，主要經(jīng)歷了從手動(dòng)到自動(dòng)的發(fā)展過(guò)程，目前世界上使用最多的汽車(chē)變速器為手動(dòng)變速器（MT）、自動(dòng)變速器（AT）、手自一體變速器（AMT）、無(wú)級(jí)變速器（CVT）、雙離合變速器（DCT）五種型式。MT的節(jié)能效果最好
經(jīng)濟(jì)性?shī)蕵?lè)性強(qiáng)，但對(duì)駕駛技術(shù)要求高；AT操作簡(jiǎn)單、舒適性好、元器件可靠性高；AMT具備前兩者的優(yōu)點(diǎn)，但換擋時(shí)會(huì)有短暫的中斷，舒適性差一些；CVT結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率大、車(chē)速變化平穩(wěn)。但它無(wú)法承受較大的載荷；DCT具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和舒適性，目前代表變速器的最高技術(shù)。
變速器作為傳遞動(dòng)力和改變車(chē)速的重要裝置，國(guó)外對(duì)其操縱的方便性和檔位等方面的要求越來(lái)越高。目前對(duì)4檔特別是5檔變速器的應(yīng)用有日漸增多的趨勢(shì)，同時(shí)，6檔變速器的裝車(chē)率也在上升。
中國(guó)汽車(chē)變速器市場(chǎng)正處于高速發(fā)展期。2010年，中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了中國(guó)汽車(chē)變速器市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大。2010年中國(guó)汽車(chē)變速器需求量超過(guò)1800萬(wàn)臺(tái)，增長(zhǎng)速度高達(dá)32.5%。
中國(guó)汽車(chē)變速器市場(chǎng)正處于快速發(fā)展變化的時(shí)期一方面國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)巨大的潛力為變速器行業(yè)提供了增長(zhǎng)空間另一方面，自動(dòng)變速器技術(shù)的快速發(fā)展，給國(guó)內(nèi)汽車(chē)變速器市場(chǎng)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇自動(dòng)變速器的需求比例不斷提高。
在乘用車(chē)領(lǐng)域，目前有能力生產(chǎn)轎車(chē)自動(dòng)變速器的國(guó)內(nèi)企業(yè)僅有吉利、奇瑞等少數(shù)幾家，一些合資10多年的企業(yè)，還在使用進(jìn)口自動(dòng)變速器。自主品牌轎車(chē)自動(dòng)變速器市場(chǎng)占有率不到10%在商用車(chē)手動(dòng)變速器領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)品牌已占主導(dǎo)地位其中重型汽車(chē)變速器幾乎由陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司、綦江齒輪傳動(dòng)有限公司、山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司、一汽哈爾濱變速器廠等幾家包攬?jiān)诘夹g(shù)含量更高的自動(dòng)變速器市場(chǎng)卻是依然進(jìn)口產(chǎn)品的天下。與此同時(shí)，國(guó)際自動(dòng)變速器巨頭已經(jīng)完成了其在中國(guó)的戰(zhàn)略布局只賣(mài)產(chǎn)品、不賣(mài)核心技術(shù)的手段使中國(guó)自動(dòng)變速器對(duì)外資依賴(lài)性日益加強(qiáng)，年進(jìn)口額已達(dá)100億元左右隨著這種局面的加劇，預(yù)計(jì)未來(lái)3-5年行業(yè)洗牌和市場(chǎng)整合正在來(lái)臨。在短期內(nèi)，手動(dòng)變速器仍然占據(jù)主要份額，而自動(dòng)變速器將有更大的增長(zhǎng)空間，在中國(guó)市場(chǎng)上長(zhǎng)期來(lái)看變速器不是單一式的發(fā)展趨勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中國(guó)本土上的企業(yè)應(yīng)該更加關(guān)注DCT這個(gè)產(chǎn)品，因?yàn)樗鼘⒂蟹浅：玫那熬啊?
三、主要研究?jī)?nèi)容
汽車(chē)變速器是傳動(dòng)系統(tǒng)中主要總成之一，也是汽車(chē)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)沒(méi)有縱貫車(chē)身前后的傳動(dòng)軸，車(chē)身底板高度可降低，汽車(chē)高速行駛時(shí)穩(wěn)定性提高，并且車(chē)內(nèi)空間較大。因整個(gè)傳動(dòng)系都在車(chē)頭，因而其操縱機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造和維修成本也相對(duì)較低。因此前置前驅(qū)方式已廣泛在普通轎車(chē)及部分微、輕型上使用。與前置前驅(qū)配用的變速器是二軸式變速器，汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)是車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生必須掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)之一，本設(shè)計(jì)根據(jù)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)要求。
1 確定兩軸式變速器傳動(dòng)方案，設(shè)計(jì)變速器及同步器：
（1）變速器的概述及其方案的確定
變速器的功用和要求；變速器結(jié)構(gòu)方案的確定；變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析。
(2) 變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(jì)
變速器主要參數(shù)的選擇(檔數(shù)和傳動(dòng)比、中心距、軸向尺寸、齒輪參數(shù))；各檔傳動(dòng)比及其齒輪齒數(shù)的確定；齒輪變位系數(shù)的選擇。
(3) 變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料的選擇
齒輪的損壞原因及形式；齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核。
(4) 變速器軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核
變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸； 軸的校核.。
（5）變速器同步器的設(shè)計(jì)及操縱機(jī)構(gòu)
同步器的結(jié)構(gòu)；同步環(huán)主要參數(shù)的確定；變速器的操縱機(jī)構(gòu)。
（6）變速器箱體設(shè)計(jì)
箱體材料與毛坯種類(lèi)；箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸與計(jì)算。
2 擬解決的主要問(wèn)題：
（1）完成變速器的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇；
（2）計(jì)算變速器的基本參數(shù)，完成變速器齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算；
（3）完成變速器軸與軸承的結(jié)構(gòu)形式選擇、強(qiáng)度校核計(jì)算；
（4）完成同步器的結(jié)構(gòu)型式選擇；
（5）繪制總裝配圖及零件圖。
四、研究方法與實(shí)施方案
汽車(chē)在行駛過(guò)程中，變速器不應(yīng)有自動(dòng)跳蕩、亂檔、換擋沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生，為減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過(guò)采用同步器和預(yù)選氣動(dòng)換擋或自動(dòng)、半自動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
變速器的中心距影響變速器的重量和體積，選用優(yōu)質(zhì)鋼材，采用合理的熱處理，設(shè)計(jì)合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。為減小齒輪的嚙合損失，應(yīng)有直接檔，提高零件的制造精度和安裝質(zhì)量，采用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油都可以提高傳動(dòng)效率。
兩軸式變速器的第二軸（即輸出軸）與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，檔發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器可用螺旋錐齒輪或雙面齒輪；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則可用圓柱齒輪，從而簡(jiǎn)化了制造工藝，降低了成本，除倒檔常用滑動(dòng)齒輪（直齒圓柱齒輪）外，其他檔均采用常嚙合斜齒傳動(dòng)；低檔的同步器多裝在第二軸上，這是因?yàn)橐粰n的主動(dòng)齒輪尺寸小，裝同步器有困難；而高檔的同步器也可以裝在第一軸的后端。
兩軸式變速器沒(méi)有直接擋，因此在高擋工作時(shí)，齒輪和軸承均承載受力，因而噪聲比較大，也增加了磨損，另外，低擋傳動(dòng)比的上限也收到較大限制，但這一缺點(diǎn)可通過(guò)減小各檔傳動(dòng)比同事增大主減速比來(lái)取消，
貫徹零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化和變速器總成系列化等設(shè)計(jì)要求，遵守有關(guān)表針和法規(guī)。
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