奇瑞微型汽車設(shè)計(jì)(變速器設(shè)計(jì))(4+1擋手動(dòng)變速器)【全套含8張CAD圖紙】
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開題報(bào)告
(學(xué)生填表)
學(xué)院:車輛與交通工程學(xué)院
課題名稱
奇瑞微型車設(shè)計(jì)(變速器設(shè)計(jì))
學(xué)生姓名
專業(yè)班級(jí)
課題類型
設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師
職稱
課題來源
生產(chǎn)
1. 設(shè)計(jì)(或研究)的依據(jù)與意義
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,車型的多樣化、個(gè)性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢(shì)。而變速器設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。它是用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,因此它的性能影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),對(duì)轎車而言,其設(shè)計(jì)意義更為明顯。在對(duì)汽車性能要求越來越高的今天,車輛的舒適性也是評(píng)價(jià)汽車的一個(gè)重要指標(biāo),而變速器的設(shè)計(jì)如果不合理,將會(huì)使汽車的舒適性下降,使汽車的運(yùn)行噪聲增大。
設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)根據(jù)汽車的使用條件及要求確定變速器的傳動(dòng)比范圍、擋位數(shù)及各擋的傳動(dòng)比,因?yàn)樗鼈儗?duì)汽車的動(dòng)力性與燃料經(jīng)濟(jì)性都有重要的直接影響。
傳動(dòng)比范圍是變速器低擋傳動(dòng)比與高擋傳動(dòng)比的比值。汽車行駛的道路狀況愈多樣,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與汽車質(zhì)量之比愈小,則變速器的傳動(dòng)比范圍應(yīng)愈大。目前,一般轎車變速器的傳動(dòng)比范圍為3.0~4.5。?
變速器擋位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用效率、汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性及平均車速,從而可提高汽車的運(yùn)輸效率,降低運(yùn)輸成本。但采用手動(dòng)的機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)時(shí),要實(shí)現(xiàn)迅速、無聲換擋,對(duì)于多于5個(gè)前進(jìn)擋的變速器來說是困難的。因此,直接操縱式變速器擋位數(shù)的上限為5擋。多于5個(gè)前進(jìn)擋將使操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜化,或者需要加裝具有獨(dú)立操縱機(jī)構(gòu)的副變速器,后者僅用于一定行駛工況。?本設(shè)計(jì)采用的為三軸式4+1擋手動(dòng)變速器。三軸式變速器,其第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合,且第一、第二軸同心。將第一、第二軸直接連接起來傳遞扭矩則稱為直接檔。此時(shí),齒輪、軸承及中間軸均不承載,而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。因此,直接檔的傳遞效率高,磨損及噪音也最小,這是三軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。因此。在齒輪中心距(影響變速器尺寸的重要參數(shù))較小的情況下仍然可以獲得大的一檔傳動(dòng)比,這是三軸式變速器的另一優(yōu)點(diǎn)。有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目,從而可采用斜齒輪。后者比直齒輪有更長(zhǎng)的壽命、更低的噪聲,雖然其制造稍復(fù)雜些且在工作中有軸向力。因此,除低擋及倒擋外,直齒圓柱齒輪已經(jīng)被斜齒圓柱齒輪所代替。
變速器是汽車除發(fā)動(dòng)機(jī)外的主要裝置之一, 伴隨著汽車技術(shù)更新?lián)Q代和市場(chǎng)需求,在向?qū)崿F(xiàn)理想變速器發(fā)展過程中將會(huì)取得更加巨大的成就。變速器會(huì)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)要求朝操縱舒適、輕柔、傳動(dòng)效率高、低油耗、環(huán)保與低噪聲方向發(fā)展, 汽車變速器市場(chǎng)的需求量將繼續(xù)持續(xù)增長(zhǎng)。通過本題目的設(shè)計(jì),學(xué)生可綜合運(yùn)用《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《液壓傳動(dòng)》等課程的知識(shí),達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。由于本題目模擬工程一線實(shí)際情況,學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可與工程實(shí)踐直接接觸,從而可以提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
2. 國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)(或同類研究)的概況綜述
變速器發(fā)展總體趨勢(shì)主要體現(xiàn)以下6個(gè)方面:產(chǎn)品系列化;結(jié)構(gòu)緊湊化、輕量化、多檔化;高度集成化;更加智能化;信息網(wǎng)絡(luò)化;節(jié)能環(huán)?;?。發(fā)達(dá)國(guó)家車輛變速?器發(fā)展?fàn)顩r和需求各有特點(diǎn),手動(dòng)與自動(dòng)并存,不同地域需求比例不同。
日本和北美市場(chǎng)自動(dòng)變速器的普及率較高。北美市場(chǎng)由于AT自動(dòng)變速器的技術(shù)實(shí)力較強(qiáng),生產(chǎn)能力較大,隨著多檔位AT變速器的開發(fā),其性能完全可以與CVT變速器抗衡,同時(shí)其傳遞扭矩的能力還要好于CVT變速器。因此,在北美的汽車廠家,為了利用現(xiàn)有AT自動(dòng)變速器的生產(chǎn)資源,其仍在大力發(fā)展AT變速器(現(xiàn)已開發(fā)8AT變速器),而在CVT變速器的開發(fā)投入工作較少,在MT、AMT變速器的投入就更少了;日本自動(dòng)變速器市場(chǎng)仍然是傳統(tǒng)的AT自動(dòng)變速器占主導(dǎo)地位。但是,受燃油供給的限制,其加大了開發(fā)CVT自動(dòng)變速器的力度,已經(jīng)開發(fā)出能夠傳遞350N.m的CVT變速器;在開發(fā)CVT變速器的同時(shí),日本各公司也在研究多檔位AT變速器(如7AT),以延續(xù)現(xiàn)有的AT變速器生產(chǎn)線的壽命。AMT變速器在日本發(fā)展較緩慢,沒有投入太多的研發(fā)力量。
歐洲市場(chǎng)受駕乘習(xí)慣與汽車燃油供給的影響自動(dòng)變速器普及率不高,手動(dòng)機(jī)械式變速器仍占據(jù)變速器的主導(dǎo)地位。引領(lǐng)手動(dòng)變速器開發(fā)的也是歐洲的整車廠和變速器公司,比如大眾,格特拉克等。就乘用車的手動(dòng)變速器而言,在過去的20年里面主要從5速向6速方向發(fā)展。由于機(jī)械部分設(shè)計(jì)、工藝已經(jīng)相當(dāng)成熟,在要有突破性的發(fā)展空間已經(jīng)非常小了,因?yàn)檎囬_發(fā)的需要,降低排放,油耗是目前發(fā)展方向,所以有更多的廠商也將當(dāng)前的目標(biāo)瞄準(zhǔn)了DCT。在手動(dòng)變速器方面,一方面是系統(tǒng)集成性,安裝性還有發(fā)展空間,另外就是新的材料、工藝,比如沖壓零件,注塑零件替代產(chǎn)品的加工工藝。
在國(guó)內(nèi),仍然以手動(dòng)變速器為主,自動(dòng)變速器比例很低,并且主要來自進(jìn)口。中國(guó)乘用車用手動(dòng)檔變速器生產(chǎn)企業(yè)分為兩類,一類是像一汽、東風(fēng)、上汽等整車生產(chǎn)集團(tuán),集團(tuán)內(nèi)自產(chǎn)變速器為其整車配套;另外一類是獨(dú)立的變速器生產(chǎn)企業(yè),專門為各整車廠配套。其中以一汽集團(tuán)作為代表,一汽集團(tuán)除了主要研究手動(dòng)變速器以外,更以6AT、AMT和7DCT作為開發(fā)重點(diǎn)。其發(fā)展趨勢(shì)為:a.以手動(dòng)變速器開發(fā)為基礎(chǔ),以自動(dòng)變速器開發(fā)為重點(diǎn);b.重點(diǎn)提升制造能力和水平;c.重點(diǎn)發(fā)展DCT、AMT,適時(shí)發(fā)展AT;d.產(chǎn)品平臺(tái)系列化,適用面更廣。目前雖然我國(guó)手動(dòng)變速器技術(shù)發(fā)展已日益成熟,但相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家水平依然存在一定的差距,因此對(duì)于手動(dòng)變速器的研究依然十分重要。手動(dòng)變速器MT由于價(jià)格合理、燃料消耗低,估計(jì)今后手動(dòng)變速器一定還會(huì)繼續(xù)獲得廣泛的應(yīng)用。為改進(jìn)手動(dòng)變速器(MT)的性能,汽車工業(yè)的主要精力集中在下列方面:(1)提高換檔的舒適性;(2)用輕金屬降低變速器的重量;(3)減少內(nèi)損耗,例如使用低粘度潤(rùn)滑油;(4)以合乎環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝等有效生態(tài)方案補(bǔ)償成本膨脹;(5)發(fā)展能用現(xiàn)有設(shè)備和零部件相兼容的雙離臺(tái)器變速器的生產(chǎn)平臺(tái)。上述提到的情況,同時(shí)適用于前輪和后輪驅(qū)動(dòng)車輛的變速器。
為適應(yīng)城市越來越多的汽車增長(zhǎng)量和繁忙的交通情況,自動(dòng)變速器將被廣泛開發(fā)和應(yīng)用已達(dá)到提高效率,降低油耗的效果。其發(fā)展趨勢(shì)是:(1)提高傳動(dòng)效率,以提高油經(jīng)濟(jì)性,強(qiáng)化駕駛性能;(2)復(fù)雜精密的電子控制;(3)提高駕駛的舒適性;(4)保障行車安全。
3. 課題設(shè)計(jì)(或研究)的內(nèi)容
1、基本內(nèi)容?
(1)變速器的概述及其方案的確定??(2)?變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(jì)?(3)?變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料的選擇?(4)?變速器軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核??(5)變速器軸承的計(jì)算與校核(6)變速器同步器的設(shè)計(jì)及操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)?(7)變速器箱體設(shè)計(jì)?
?2、擬解決的主要問題?
(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
4. 設(shè)計(jì)(或研究)方法
(1)檢索查閱文獻(xiàn)資料,市場(chǎng)調(diào)研,了解變速器的研究開發(fā)與使用情況;(2)進(jìn)行變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(齒輪、軸、軸承等)的結(jié)構(gòu)方案分析,確定該汽車變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式;(3)根據(jù)功能要求,進(jìn)行變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總體布置設(shè)計(jì):根據(jù)性能要求,分析確定軸承的型號(hào)規(guī)格、軸的結(jié)構(gòu)尺寸、傳動(dòng)齒輪的變位系數(shù)和齒寬等性能結(jié)構(gòu)參數(shù),并進(jìn)行相關(guān)的性能分析計(jì)算;(4)根據(jù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總體布置設(shè)計(jì)的結(jié)果以及零件的功能與性能要求,進(jìn)行零件的圖紙?jiān)O(shè)計(jì);(5)根據(jù)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零件圖,繪制裝配圖;(6)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書,完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。
5. 實(shí)施計(jì)劃
第 1 周 查閱文獻(xiàn),收集資料,初定設(shè)計(jì)方案;
第 2~3 周 設(shè)計(jì)方案分析與計(jì)算,繪制草圖;
第 4~5 周 繪制變速器裝配圖;
第 6~9 周 繪制變速器零件圖;
第 10 周 撰寫設(shè)計(jì)說明書;
第11~12周 互審評(píng)閱,答辯。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日
教研室意見
教研室主任簽字: 年 月 日
收藏
編號(hào):29608605
類型:共享資源
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上傳時(shí)間:2021-10-07
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