HLJIT4H-10四档两轴式变速器设计开题报告

SY-025-BY-3 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通 工程学院 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 HLJIT4H-10变速器设计 一、课题研究现状、选题目的和意义 1、课题研究现状： 汽车工业已经成为我国国民经济的支柱产业之一，根据最新的统计资料显示，我国已经成为世界第四大汽车生产国。伴随着我国现代化进程，汽车工业的发展将会有着更为强劲的势头。随着社会的快速发展和人们生活水平的迅速提高，汽车（尤其是轿车）作为一种必不可少的交通工具已走进千家万户。 改革开放30年来，我国汽车变速器行业随着整车行业的快速发展而发展壮大，形成了一批颇具规模的变速器企业。大多数本土变速器企业在引进消化吸收国外先进技术方面取得了突出的成绩，并不断坚持自主创新，在手动变速器领域，尤其是在重型车用和微型车用手动变速器上，涌现了大量自主创新的产片。另外，一些跨国公司或合资的变速器企业开始陆续在中国设厂，为满足持续高速增长的中国汽车市场需求作出了非常大的贡献。 汽车变速器是汽车的重要部件之一，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能状态下，通过改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行使工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行使能力。 传统的变速器设计方法一般是根据性能要求利用经验公式取初值，然后计算取其强度，传动质量指标等。通过毕业设计，可综合运用所学知识设计方案，与实践直接接触，从而可以提高解决实际问题的能力，综合提高自身的设计和制造水平。 在中国，手动变速器仍然是车用变速器的主流。具体有两个原因：首先，目前国内企业已经基本掌握对手动变速器的开发，所以在一定程度上加大了手动变速器的价格优势；另外，绝大多数中国驾驶者在学车时就用的是手动车，他们更加享受手动车带来的驾驶乐趣。在自动变速器方面，除吉利汽车开发出有自主知识产权的液压控制的三速自动变速器外，其他企业尚没有一家具有自主知识产权，悉数依赖国外技术和进口。 从技术、节能和基础设施角度，对各种变速器在中国和国外的发展情况作以下简要分析： （1）手动变速器（MT）亦称手排变速器，是汽车变速器中最基本的一种类型，其作用是改变传动比（亦称齿轮比，是引擎扭力被变速器齿轮放大的倍数，车辆静止刚起步时，由于本身质量较大，惯性也较大，使其运动将使用较大的力，根据杠杆原理用半径最长扭力最大的低速档大直径齿轮把引擎扭力放大，协助车辆开始向前行驶。车辆开始行驶后，由于惯性将保持向前方移动，用较小的扭力即可让车辆继续向前行驶，所以改换入齿轮半径较小齿轮比小，扭力放大倍数较小但旋转转速较快的小齿轮高速档，即可用较少的引擎转速达到相同的车速来省油，或让车速更快。齿轮比小于一的省油档称为overdrive超比档，密齿轮比是指各档位齿轮比落差小，代表各档扭力落差小，有利于车辆加速），并提供倒档和空档。通常，驾驶员通过踩离合器踏板和操纵换挡杆可以在任何档位间进行选择。也有少数手动变速器，如摩托车变速器，某些赛车变速器，只允许顺序换挡，这些变速器被称为顺序换挡变速器。近年来随着电子控制元件耐用度的改善，由电脑控制自动切换离合器自动换档的自动手排变速箱在欧洲车上也愈来愈普及，福斯赛车与福特汽车则在市售车上提供更新一代的双离合器自动手排，变速箱同时具有两组离合器，每次换档时自动切换到另一组未使用的离合器迅速啮合，不需如传统手排变速箱得等唯一一组离合器分开后再重新啮合，换档速度更快，换档震动也更小。：手动变速器应该说是最为节能的变速方式，另外由于中国企业已经掌握该技术，而且在生产方面也积累了长期经验，从而在价格和质量方面会有较大优势。所以在短期内仍将是变速器主流。其不足在于操控上的不便，尤其是在城市工况。 （2）自动手动变速器（AMT）：自动手动变速器实际上是由一个机器系统来完成操作离合器和选挡这两个动作。AMT的汽车驾驶简单，省去了离合器踏板，驾驶者只要踩油门，选速器系统会自动选择换挡的最佳时机，从而消除了发动机、离合器和变速器的错误使用，以避免错换挡位。这一点对新手和整车的可靠性都非常重要。选速器大大简化了驾驶的复杂性，令AMT汽车驾驶更加简便、省心，且能够保证最低的动力损耗。由选速器完成驾驶者踩离合器换挡的动作，选择的换挡时机要比驾驶者完成得更准确。因此，在能源日益紧缺和CO2排放压力越来越大这一背景下，AMT顺应了“节能减排”这一趋势，是一项非常适合中国市场的先进技术。AMT的制造成本远低于电液控自动变速器，国内的很多车型都准备采用这一领先技术，即有可能随着中国汽车工业的迅猛发展，将有更多车型采用AMT。中国也将会取代欧洲和美洲，成为世界上最大的AMT的应用市场。 （3）电子控制液力自动变速器（AT）：电子控制液力自动变速器近些年新技术也不断在使用，它正朝着多挡位、数字化控制等方面发展。 日本最大的自动变速器生产商AISIN AW公司2006年成功推出型号为AA80E型8前速自动变速器，目前被使用在雷克萨斯LS460车上。这就形成了更大的总传动比范围，同时各个传动比之间也比5速变速器更加接近。因此，驾驶员几乎在各种行驶条件中都可以选择最佳传动比。电子控制模块可以选择更多的传动比，传动比取决于行驶条件，从而降低了油耗并提高了换挡平顺性。发动机转速与行驶状态的最优化匹配意味着发动机提高了动力、燃油经济性并降低了运行噪声。 （4）无级变速器（CVT）：无级变速器则只需两组可移动锥轮以及传动带或传动链，即可实现无数个前进挡的变速过程。CVT采用传动带、传动链和可变槽宽的锥轮进行动力传递及传动比的选择，即当锥轮变化槽宽时，相应改变主动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速。CVT是真正无级化了，与AT相比具有较高的运行效率，油耗较低。通过近几年市场上的应用看，其发展势头也比较迅猛，目前在我国应用的车型已迅速发展到5、6种以上。 目前，全世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力都在大力进行CVT的研发工作，NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI等著名汽车品牌中都配备CVT的轿车销售，全世界CVT轿车的年产量已达到近50万辆。值得注意的一点是，装备有CVT的汽车市场，由最初的日本、欧洲已经渗透到北美市场，CVT汽车已经成为当今汽车发展的主要趋势。 （5）双离合器变速器（DCT）：双离合器变速器最早是德国大众技术，因此在大众车系里又称DSG变速器。它可以说是目前世界上最先进的、具有革命性的变速器系统，大众汽车在2002年于德国沃尔夫斯堡首次向世界展示了这一技术创新。 2、意义： 21世纪，汽车工业成为中国经济发展的支柱产业之一，汽车企业对各系统部件的设计需求旺盛。可以说，变速器是伴随着汽车工业出现的必然产物，是汽车上的必需品。在完成了最基本的传动功能之外，我们对变速器的要求也是越来越高，这是变速箱演变过程的首要催产素。由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。 设计一台匹配性好的变速器，是汽车设计的一项重要工作。在设计过程中可以详细了解、掌握变速器中齿轮、轴的设计方法，不同条件下轴承的选取方法，操纵机构的设计和分析方法以及箱体的设计方法。 汽车变速器是汽车传动系的重要组成，变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作，对汽车的动力性、燃油经济性有重要的影响。因此，依据整车的主要技术指标、发动机功率、转速和车辆行驶条件，来确定变速器的结构型式的选择、设计参数的选取及各大零部件的设计计算。 通过设计可以掌握汽车变速器结构设计原则和方法，使本科阶段所学习的汽车理论方面知识得到系统的应用。提高理论联系实际的能力。 3、选课目的： 通过对变速器的了解，确定变速器的传动路线，整体布置以及变速器的各项参数，依据经验公式进行设计，运用有限元分析软件进行有限元静力学分析，重点进行弯曲强度分析。 为了缩短设计周期和降低开发成本，通过CAD软件平台实现汽车变速器的辅助设计。使产品的设计阶段以较少的时间和精力进行虚拟装配并对装配结果进行验证，得到了可靠的装配检验结果。减少建模时间，增加模型可信度，提高产品质量，加快产品上市的时间。 二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 1、本设计的主要内容: （1）本田W125-6摩托车发动机、变速器结构的总体布置及工作原理。 （2）变速器的结构方案设置、各档齿轮的设计及其校核，确定各档传动比 （3）确定零部件结构尺寸。 （4）使用AutoCAD完成工程图纸；利用CAD建立体图。 （5）有限元分析，整体优化设计。 2、拟解决的主要问题 （1）掌握汽车发动机、变速器的结构。 （2）掌握汽车变速器各零件的设计方法。 （3）变速器各档齿轮的校核，有限元分析。 （4）对变速器内部，合理布局。 （5）掌握CAD、Pro/E等软件的操作方法，并进行零件图测绘、实体图装配等。 三、技术路线（研究方法） 确定基本性能参数 收集资料及其相关信息 有限元分析 变速器传动机构布置方案 挡数及各挡传动比的确定 CAD绘制装配图、零件图 完成设计说明书 变速器箱体的设计 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 四、进度安排 （1）资料收集、调研，完成开题报告 第1～2周（2月28～3月13） （2）熟悉车辆及变速器各参数，掌握设计方法及过程 第3周（3月14～3月20） （3）变速器方案确定 第4～5周（3月21～4月3日） （4）变速器参数的选择、设计、计算 第6～10周（4月4日～5月8日） （5）设计说明书定稿，完成图纸绘制 第11～14周（5月9日～6月5日） （6）设计审核、修改 第15～16周（6月6日～6月19日） （7）毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月20月～6月27日） 五、参考文献 [1] 刘惟信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001 [2] 王望予.汽车设计[M].第3版.北京:机械工业出版社,2000 [3] 成大先．机械设计手册[M]．北京:化学工业出版社，2004 [4] 余志生.汽车理论[M].第3 版.北京:机械工业出版社,2000 [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. [6] 刘选．变速器锁销式同步器的设计计算[J]．机械工程与自动化，2006，10 [7] 张 毅. 离合器及机械变速器. 北京：化学工业出版社，2005. [8] 石允国. 汽车变速器的现状与前景[J].机械研究与应用, 2007,4 [9] 韦志林. 汽车变速器轴承寿命的校核计算[J]. 广西工学院学报,2000,6 [10] 林绍义. 一种汽车变速器设计[J]. 机电技术,2004,1 [11] 丁华.汽车变速器齿轮的强度分析[J]. 机械研究与应用,2001,12 [12] 罗春香. 汽车变速器设计中速比分配问题的研究[J]. 西南民族大学学报,2004,6 [13] 刘法顺.乘用车两轴式机械变速器的设计[J].交通科技与经济,2008,4 [14] 程乃士.减速器和变速器设计与选用手册.机械工业出版社。2006 [15] Leitermann.Modern manual transmissions – innovative solutions for a mature technology.VDI – Berichte Nr.1943,2006(Germany) [16] Volker Schindler，Immo Sievers. Forschung fuer das Auto von morger，Springer，2008. 六、备注