輕型客車變速器設計開題報告.doc

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遼寧工業(yè)大學 畢業(yè)設計（論文） 開題報告 題目 輕型客車變速器設計 汽車與交通工程 院（系） 車輛工程 專業(yè)071班 學生姓名 劉四達 學 號 071201014 指導教師 單 鵬 開題日期：2010 年 3 月 25 日 開 題 報 告 一、畢業(yè)設計(論文)題目的來源,理論或實際應用意義 1.題目來源 來源：該題目來源于生產(chǎn)實際 2.理論或實際應用意義 變速器是汽車傳動系中最主要的部件之一。它的作用是：1.在較大范圍內改變汽車行駛速度的大小和汽車驅動輪上扭矩的大小。2.實現(xiàn)倒車行駛3.實現(xiàn)空檔。變速器設有空擋和倒擋，需要時變速器還有動力輸出功能。變速箱由變速傳動機構和變速操縱機構兩部分組成。變速傳動機構的主要作用是改變轉矩和轉速的數(shù)值和方向；操縱機構的主要作用是控制傳動機構，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使變速箱內不同的齒輪副工作。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。 通過優(yōu)化變速器的設計，在保證零件的強度、剛度、使用壽命等條件下，要盡量減少變速器的體積和重量，運用力學知識對中間軸、軸承等參數(shù)進行校核與優(yōu)化，能明顯改善汽車的然后經(jīng)濟性和傳動效率，同步器能使換擋輕便，沖擊噪聲小，因此具有很強的實際應用意義。 二、題目主要內容及預期達到的目標 1．題目主要內容 （1）設計題目： CA6440輕型客車變速器設計 （2）設計內容： 1）變速器傳動機構布置方案； 2）變速器主要參數(shù)的選擇 3）各檔齒輪齒數(shù)的分配； 4）變速器的設計與計算； 5）同步器設計； 6) 軸承的選擇； 7）變速器操縱機構設計； （注）開題報告要點：1、畢業(yè)設計（論文）題目的來源，理論或實際應用意義。2、題目主要內容及預期達到的目標。3、擬采用哪些方法及手段。4、完成題目所需要的實驗或實習條件。5、完成題目的工作計劃等。 （開題報告不夠用時可另附同格式A4紙） 開 題 報 告 2.預期達到的目標 具體來說，為保證變速器有良好的工作性能，應該滿足以下要求： （1）正確選擇變速器的檔位數(shù)和傳動比，使之與發(fā)動機參數(shù)優(yōu)化匹配，以保證汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性； （2）設置空檔，以保證汽車在必要時能將發(fā)動機與傳動系長時間分離； （3）設置倒檔，使汽車可以倒退行駛； （4）設置動力輸出裝置，需要時能進行功率輸出； （5）換檔迅速，省力，方便； （6）工作可靠,汽車在行駛過程中，變速器不得有跳檔，亂檔以及換檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生； （7）變速器應該具有高的工作效率； （8）變速器應該操作簡單，工作平穩(wěn)，無噪音； 三、擬采用哪些方法及手段 1.方案論證 1）變速器軸數(shù)的選擇 固定軸式應用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅動的汽車上，中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅動的汽車上。旋轉軸式主要用于液力機械式變速器。 從結構外形看，有三根軸，一軸二軸在同一直線上，將它們連接即為直接擋。而且磨損小，壽命長，噪音也較小，提高了變速器的使用壽命。在變速器中間軸與第二軸之間的距離不大的條件下，一擋仍有較大的傳動比。中間軸式變速器廣泛應用于前置后驅的各類汽車上，故本次設計采用這種結構。 雙中間軸或多中間軸式的變速器大多應用于重型汽車上，與本次設計不符，故不采用這種結構形式。 開 題 報 告 2）換擋方式的選擇 變速器的換檔結構方式有三種，即滑移齒輪，嚙合套和同步器換檔。該方式制造容易、結構簡單，換擋時容易產(chǎn)生沖擊，所以端部磨損快，壽命低，噪聲大。而嚙合套換檔多用于要求不高的檔位和重型貨車變速器上。這種換擋形式能消除換擋沖擊，而且換擋迅速，操縱輕便，對駕駛員要求也不高，而且由于消除了噪音和換擋沖擊，提高了汽車的行駛安全性、加速性、舒適性和經(jīng)濟性等。本設計為CA6440輕型客車，所以第一擋與倒擋采用滑移齒輪換擋，其他擋位則可采用同步器換擋。 3）軸承的選擇 變速器要求增大傳遞功率與質量的比值，而且要求工作軸承的可靠性，容量大，壽命長，故軸承的選用比較重要。變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動軸套等。我所設計的CA6440輕型客車因其承受扭矩不大可采用深溝球軸承；本設計中由于第一軸和二軸由于轉速較高，承受載荷中等，選用圓柱滾子軸承。二軸前端通過滾針軸承支撐在一軸后端的內腔內。中間軸由于跨度大直徑大質量大軸向力大，故采用圓錐滾子軸承。軸承的直徑根據(jù)變速器的中心距確定，并要保證殼體后臂兩軸承孔之間的距離不小于6－20mm。 4）齒輪形式的選擇 斜齒圓柱齒輪傳動平穩(wěn)，噪聲小，磨損小，壽命長。唯一的缺點是工作時有軸向力的產(chǎn)生而且結構復雜。這個缺點可以在進行軸的載荷計算時予以平衡。故本車5+1檔輕型客車除一檔和倒檔選用直齒圓柱齒輪外其他都選用斜齒圓柱齒輪。 5）同步器的選擇 同步器一般有常壓式、慣性式和增力式三種，其中，慣性式同步器較為常用。慣性同步器能確保同步嚙合換檔，性能穩(wěn)定、可靠，因此在現(xiàn)代汽車變速器中得到了最廣泛的應用。鎖環(huán)式同步器的鎖止面在同步錐環(huán)和嚙合套的倒錐面上，省去了同步錐環(huán)的接合齒，這樣就使軸向尺寸變小。考慮到結構上布置的合理性、緊湊性及錐面產(chǎn)生摩擦力矩大小等因素，多用于轎車和輕型貨車上。本設計為CA6440輕型客車，所以采用鎖環(huán)式同步器。 6）變速器操縱機構的選擇 變速器操縱機構應能保證駕駛員能夠準確可靠的使變速器掛入所需要的任意擋位，并隨時可以退到空擋狀態(tài)。一般變速器操縱機構由變速桿、撥叉、撥叉軸以及安全裝置等組成，并依靠駕駛員手動完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為 開 題 報 告 手動換擋變速器。對于本車型，間接操縱是最科學的操縱方案，在各種同類型的汽車上得到了廣泛的應用。其傳統(tǒng)的市置方法是將變速桿安裝在遠離變速器并通過操縱裝置由駕駛座椅旁的地板伸出，以便司機可直接用手操縱變速桿進行換檔。因為本次設計的CA6440輕型客車是前置后驅，所以采用間接換擋機構。 結論：要完成變速器的設計，首先對與變速器有關的部件有一個初步的認識，主要是裝在輕型客車上的功能和改進，其中重點分析的是變速器材料的選定，然后根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)對變速器各個部件進行設計。其次，熟練運用AutoCAD繪制變速器零件圖和總裝配圖，同時還要對設計的機構進行分析，最終完成該設計。 2．擬采用的技術路線 (1)設計路線確定： ①采用三軸式變速器 ②一倒檔采用滑移齒輪換擋，其它檔位采用同步器換擋 ③變速器采用間接換擋機構 ④同步器采用鎖環(huán)式同步器 (2)參數(shù)確定: ①變速器的檔位數(shù)和各檔傳動比。 ②中心距。 ③變速器的軸向尺寸。 ④齒輪的模數(shù)、齒形、壓力角、螺旋角、齒寬、齒頂高、以及各個檔齒輪齒數(shù)的分配。 3．擬采用的方法和手段 在設計過程中，利用MATLAB和用材料力學強度理論對軸，軸承校核；把變速器及同步器相關結構參數(shù)確定在合理的點上。裝配圖、零件圖用CAXA等軟件計算機繪制。運用力學理論對中間軸、軸承等參數(shù)進行校核與優(yōu)化，將使汽車動力性和燃料經(jīng)濟性提高，換擋輕便，減小沖擊噪聲，提高設計效率，具有實際應用意義；利用計算機輔助設計手段確定變速器和同步器的參數(shù)并使之達到較高水平。 四、完成題目所需要的實驗或實習條件 1、汽車學院實驗中心； 2、長春一汽解放有限公司實習； 五、完成題目的工作計劃 2.27-3.05 畢業(yè)實習、調研 3.06-3.14 熟悉課題，收集和整理資料 開 題 報 告 3.15-4.11 確定設計方案 4.19-5.23 繪制裝配圖零件圖 5.24-5.31 典型零件工藝規(guī)程編制 6.01-6.13 完善圖紙、寫設計計算說明書 6.14-6.20 審閱圖紙、修改圖紙 6.21-6.25 答辯準備 查閱資料、文獻目錄 [1] 彭明濤.汽車帶式變速器的發(fā)展現(xiàn)狀[J].重慶： 重慶工商大學學報(自然科學版),2003,20(4). [2] 中國汽車車型手冊（下卷）第四版.北京：中國汽車技術研究中心，2003 [3] 顧柏良.汽車工程手冊（第1版）.北京： 北京理工文學出版社，1999 [4] 張啟明，關家午.汽車CAD技術（第1版）.北京：人民交通出版社，2005 [5] 劉維信.汽車設計（第一版）. 北京：清華大學出版社，2001 [6] 常思勤.車輛及其發(fā)動機CAD技術.北京：北京理工大學出版社，1996 [7] G.帕爾，W 拜茨.工程設計學一一學習與實踐手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1992 [8] 劉惟信.機械最優(yōu)化設計.北京：清華大學出版社，1997 [9] 果振波.汽車同步器計算機輔助設計系統(tǒng)研究.哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文.2001:1-8 [10] 劉鶴松.載貨汽車變速器的優(yōu)化設計.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文，2003.7 [11] 蔡炳炎.機械式汽車變速器速比優(yōu)化設計及扭轉振動分析.武漢：武漢理工大學碩士學位論文.2005.5 [12] 趙娥.汽車變速器優(yōu)化設計與有限元分析. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文.2001 [13] 劉鴻文. 材料力學. 第4版. 北京：高等教育出版社，2004年9月 [14] 崔心存.現(xiàn)代汽車新技術（第1版）.人民交通出版社，2001 [15] Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert, Handbook of Automotive Engineering, SAE International, 2004 指導教師意見： (對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計結果的預測) 汽車變速器是汽車底盤的重要組成部分。其基本功能是通過改變傳動比，改變發(fā)動機曲軸的轉拒，適應在起步、加速、行駛以及克服各種道路阻礙等不同行駛條件下對驅動車輪牽引力及車速不同要求的需要；在發(fā)動機旋轉方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；利用空檔，變速箱可以中斷動力傳遞，以使發(fā)動機能夠起動、怠速、并便于變速器換檔或進行動力輸出。該設計綜合運用汽車構造、汽車理論、汽車設計以及機械設計等多學科理論知識進行CA6440輕型客車變速器設計，研究的內容具有一定深度和廣度，設計手段、方法和理論具有一定的先進性。該設計的研究方案合理，論證基本正確，所運用的方法亦較為得當，工作量切合實際，有進一步設計的必要，同意開題。 指導教師簽字： 年 月 日 教研室意見： 同意指導教師意見，同意開題。 教研室主任簽字： 年 月 日 開 題 須 知 一、學生要認真填寫開題報告。在畢業(yè)設計（論文）答辯時學生須向答辯委員會（或答辯小組）提交開題報告，作為答辯評分的參考材料，沒有開題報告不能參加答辯。如果丟失要及時辦理補交手續(xù)。學生畢業(yè)后，開題報告與學生畢業(yè)設計（論文）一并存檔備案。 二、畢業(yè)設計（論文）題目一經(jīng)確定，指導教師要給學生下達畢業(yè)設計（論文）任務書，學生根據(jù)任務書的要求進行開題，一般安排在畢業(yè)設計（論文）正式開始的第二周至第三周進行。 三、開題報告的審查由各專業(yè)教研室主持，每個學生的報告時間為10—15分鐘。開題通過后學生才能正式獲得畢業(yè)設計（論文）的資格。 四、學生要充分理解畢業(yè)設計（論文）題目的內容和要求，在指導教師的指導下制定切實可行的工作計劃，并且要具備進行畢業(yè)設計（論文）所要求的實驗或實習（調研）條件。 五、學生要按照指導教師所下達的畢業(yè)設計（論文）任務書的要求，認真進行文獻資料的檢索、搜集和查閱，并做好記錄。 六、開題審查不合格的學生，必須在一周內重新進行開題。