HLJIT5H-100五档二轴式变速器设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目: HLJIT5H-100变速器设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程 专业、班级 指导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 题目名称 HLJIT5H-100变速器设计 一、课题研究现状、选题目的和意义 1.研究现状： 现今的汽车变速器发展的十分迅速，各大公司纷纷推出新的产品，但是变速器技术的每次革新都与汽车相关科学的发展密切相关，计算机技术,先进制造技术，机械自动化技术，模拟仿真材料科学等都为变速器的发展提供了有力的保障，同时变速器的发展也为相关科学技术提出了更高的要求。1894年，一个法国工程师给一辆汽车装上世界上第一个变速器至今，汽车变速器已经经过了一百多年的发展。变速器作为汽车重要的组成部分，是承担放大发动机扭矩，实现理想动力传递，从而适应各种路况实现汽车行驶的主要装置。从最初采用侧链传动到手动变速器，及至液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再到现在无级自动变速器的普及，在汽车工业技术不断前进的同时，变速器也向着更平顺、更省油、更富驾驶乐趣的方向不断发展。直至双离合自动变速器的出现，变速器技术又伴随着速度和梦想，迈向了一个全新的高度。现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有相当多的优点，如体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等。但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。如在坡道上行驶时，所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。而且一般发动机如果直接与车轮相连，其输出转速换算到对应的汽车车速上，将达到现代汽车极限速度的数倍。上述发动机牵引力、转速与汽车牵引力、车速要求之间的矛盾，单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。因此就出现了车用变速箱和主减速器。它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。另外，现代汽车的使用条件极为复杂，在不同场合下有不同的要求。往往要受到加载运量、道路坡度、路面好坏及交通是否通畅等条件的影响。这就要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，以适应使用的要求。在条件良好的平直路面上要能以高速行驶，而在路面不平和有较大坡度时能提供较大的扭矩。变速箱的多挡位选择就能满足这些需求。此外，发动机在不同工况下，燃油的消耗量也是不一样的。驾驶员可以根据具体情况，选择变速箱的某一挡位，来减少燃油的消耗。在某些情况下，汽车还需要能倒向行驶。发动机本身是不可能倒转的，只有靠变速箱的倒挡齿轮来实现。 变速器的主要功能表现为以下几点： (1)改变汽车传动比，增加驱动车轮转矩和转速变化的范围，以适应经常变化的行驶工况，同时应使发动机时刻处于最有利的工况范围内工作； (2)在发动机旋转方向不变的前提下，实现汽车的倒退行驶； (3)实现空档状态，暂时中断动力传递，以便发动机能够启动、怠速等。 变速器作为汽车传动系的关键部件，对汽车的动力性与经济性，操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着直接的影响。通过调查发现，传统机械式的手动变速器仍然是目前使用最为广泛的汽车变速器。即使它有诸多缺点，如换档冲击大，体积大，操纵麻烦等：但同时它也有很多优点，结构简单紧凑，使用寿命长，瞬时传动比为常数，传动效率高达98％，生产和制造工艺成熟以及成本低等，如果能改善手动变速器上述的缺点，它还是有很大发展空间的。所以对手动变速器变速传动机构进行研究是很必要也是很有意义的。目前，国内变速器主要采用齿轮传动机构传递动力。齿轮是手动变速器的主要传动部件，由于其具有结构紧凑、效率高、寿命长、工作可靠和维修方便等特点，在运动和动力的传递等方面得到了非常普遍的应用，并且有关齿轮的设计方法也已经有了相应的规范和标准。然而随着对汽车节能环保和轻量化要求的提高，希望变速器在尺寸和质量尽量小的情况下，仍能够可靠地进行高速、重载的传递，同时具有更小的噪声，这些都对变速器的设计提出了更高的要求。 针对中国变速器市场发展趋势，Global Insight的亚洲区技术分析师段诚武博士阐述了几点自己的见解： (一)、在短期内，手动档变速器仍然占据主要份额，而自动档变速器将有更大的增长空间。 (二)、鉴于中国市场情况的复杂性，长期来看变速器不是单一式的发展趋势，没有哪一种形式变速器会成为最后的赢家。 (三)、在中国市场，从技术支持、目前的市场份额以及设备提供这几个方面来看AMT与LPG、AUTOE和汽油、CVTE和混合动力以及DCT和柴油都具有相似性。 (四)、从长远来看，中国本土的企业应该更加关注DCT这个产品，因为它将有非常好的前景。 两轴式变速器因轴与轴承数少，有结构简单、尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声也低。变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体，发动机纵置时，主减速器采用弧齿锥齿轮或准双曲面齿轮，发动机横置时则采用斜齿圆柱齿轮。变速器的一档或倒档因传动比大，工作时在齿轮上作用的力也增大，并导致变速器轴产生较大的挠度和转角，使工作齿轮啮合状态变坏，最终表现出轮齿磨损加快和工作噪声增加。为此，应该布置在靠近轴的支撑处，以便改善上述不良状况，然后按照从低档到高挡的顺序布置各档齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。常用档位的齿轮因接触应力过高而易造成表面点蚀损坏。将高挡布置在靠近轴的两端支撑中部区域较为合理，在该区域因轴的变形而引起的齿轮偏转较小，齿轮可保持较好的啮合状态，以减少偏载并提高齿轮寿命。机械式变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力时处于工作状态的轮对数、每分钟转速、传递的功率、润滑系统的有效性、轮齿和壳体等零件的制造精度等。。 由于两轴式变速器结构简单，机械零件设计与制造精度不十分高，装配精度也较低，所以工人装配与修理均比较容易。手动变速器换挡操作完全遵从驾驶者的意志，且结构简单，故障率相对较低，占据大部分市场份额。大部分微型轿车都是装备两轴式变速器，在汽车向节能方向发展的今天，两轴式变速器将是新时代的宠儿。 2.目的及意义： 随着经济和科学技术的不断的发展，汽车工业也渐渐成为我国支柱产业，汽车的使用已经遍布全国。而随着我国加入WTO，人民生活水平的不断提高，微型客货两用车、轿车等高级消费品已进入平常家庭。 在我国，汽车工业起步较晚。入世后，我国的汽车工业面临的是机遇和挑战。随着我国汽车工业不断的壮大，以及汽车行业持续快速的发展，如何设计出经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。在面临着前所未有的机遇同时，不得不承认在许多技术上，我国与发达国家还一定的差距，所以我们要努力为我国的汽车工业做出应有的贡献。 发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩仅在一定的转速区出现，为了发挥发动机的最佳性能，就必须有一套变速装置。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性和经济性状态下。变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。而发动机前置前轮驱动的轿车，若变速器传动比小，则常用两轴式变速器。两轴变速器有其结构简单，体积较小，制造成本低，传动效率高等特点在变速器发展中屹立不倒，虽然现在的自动变速器操作简单，但是效率很低，所以市场的大部分份额被机械式变速器占据着，汽车发展要向节能，舒适，操作方便方向发展， 两轴机械变速器更是符合条件的。 经过这几年的刻苦学习，我掌握了多门基础知识和专业知识。在大学毕业，即将走向工作岗位之际，按国家教委和学校的要求，进行了对轿车五档两轴式变速器的设计。毕业设计是对每个大学生进行知识掌握与实际运用的一次大检阅，充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。通过本次设计，我将进一步巩固所学的知识，提高实际运用能力，并为以后参加工作打下良好的基础。 二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 1、研究的基本内容 （1）研究汽车机械变速器的组成、结构与设计； （2）建立有限元计算模型； （3）研究汽车机械变速器的载荷； （4）加载进行应力分析与结果分析； （5）对汽车机械变速器的结构参数进行优化设计。 2、拟解决的主要问题 （1）传动机构布置方案 （2）参数的确定 （3）主要零部件设计及校核 （4）AutoCAD绘制装配图及零件图 三、技术路线（研究方法） 收集资料，知识准备 选择车型，确定基本性能参数 变速器传动机构布置方案 挡数及各挡传动比的确定 同步器和操纵机构的设计选用 主要零部件的设计及计算 齿轮参数确定及各挡齿轮齿数分配 轮齿强度计算 轴的设计及校核 轴承的选择及校核 轴向尺寸的确定 变速器中心距的确定 变速器基本参数的确定 有限元分析软件的输出轴静力学分析 变速器箱体的设计 CAD绘制装配图、零件图 完成设计说明书 四、进度安排 （1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第1、2周 （2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图 第3～5周 （3）理论联系实际分析问题、解决问题，完成各挡传动比等参数确定；各挡齿轮的设计及校核；传动轴的设计及校核；轴承的选择及校核；同步器和操纵机构的设计选用；变速器箱体设计；CAD绘图等大部分设计内容，中期检查 第6～9周 （4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改 第10～13周 （5）毕业设计审核、修改 第14、15周 （6）毕业设计答辩准备及答辩 第16周 五、参考文献 [1]刘惟信.汽车设计[M].清华大学出版社，2001.7 [2]臧杰，阎岩.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2006.7 [3]王望予.汽车设计（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2007.9 [4]余志生.汽车理论（第4版）[M].北京：机械工业出版社，2008.1 [5]王宝玺，贾庆祥.汽车制造工艺学（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2008.1 [6]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [7]殷玉枫.机械设计课程设计[M].北京：机械工业出版社，2006.6 [8]蔡春源.简明机械零件手册[M].北京：冶金工业出版社，1996.3 [9]徐灏.机械设计手册（3）[M].机械工业出版社，1991 [10]刘品.机械精度设计与检测基础（第5版）[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.9 [11]蔡炳炎，徐勇，林宁.机械式汽车变速器的速比配置分析[J].机械研究与应用 2005-04 [12]向立明.汽车变速器的发展历史及未来趋势[J].公路与汽运，2007.1（1）：21～41 [13]宁斌.474汽车变速器倒档锥度环的结构改进[J].装备制造技术，2007（1）：77～82 [14]Liu Weixin,Ge Ping,Li Wei.Study of Optimal Matching Between Automobile Transmission Parameters and Engine,Transportation Systems-1990-,AMD-Vol.108.The Winter Annual Meeting of The ASME,Dallas,Texas,Nov.25～30，1990 [15]John Fenton.Hand Book of Vehicle Design Analysis.Warrendale,PA.,USA:Society of Automotive Engineer,Inc.65～71，1996 [16] 宋广辉. 乘用车两轴式机械变速器的可靠性优化设计 [D]. 2008. 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日