微型汽车自动变速器的设计含6张CAD图
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附录1:外文翻译新设计的汽车自动变速箱提供了简化驾驶和司机疲劳减少本文探讨了降低驾驶员疲劳和工作强度对交通安全和道路交通事故预防的影响,重点研究了在城市循环中运行的道路车辆。作为一种解决问题的工具,研究了车辆齿轮箱的设计。提出了一种四阶段自动变速箱的新设计,自动变速齿轮不使用外部能量,并提供连续传动。它可以降低驾驶员疲劳和工作强度,降低变速箱成本,提高可靠性,降低离合器运行成本,提高驾驶员注意力集中于道路状况和改善交通安全。 关键词: 汽车;城市交通周期;自动变速箱;司机疲劳;交通安全1.主要内容 事故的主要措施之一是减少驾驶员的疲劳和工作强度,特别是在城市循环的道路车辆上。这种减少是由于车辆驾驶简化和减少驾驶员的物理负荷,允许集中在道路条件。它的结果是提高了交通安全,降低了驾驶员资格和个人特征对车辆运行指标的影响程度。反过来,驾驶员疲劳和工作强度在很大程度上取决于传动装置的设计,首先是在车辆上使用的变速箱。因此,一辆配有手动换挡的机械装置的汽车司机需要将一个变速箱杠杆在1500-2000左右移动,在每次移动时释放离合器,这对交通安全是不利的。现代变速箱的设计有五种主要类型。带有自动离合器的机械变速箱。减少驾驶员疲劳的部分原因是为了消除离合器放松的必要性。价格是第一种的两倍;变速时无连续传输。自动机械变速箱减少司机疲劳,价格高得足够;需要高压的动力液体,因此,由汽车发动机驱动的高负荷泵;其结果是发动机净功率下降,燃油消耗增加,特别是在城市循环中,这一现象的解释是,对于一个有怠速发动机的泵的运行,要求曲轴的超速;变速时无连续传输。流体机械传动,电子控制。减少疲劳驾驶;在阻塞一个变矩器。在郊区交通的高速齿轮上,它与机械齿轮箱的效率相比较。与机械变速箱相比,价格大约是三倍;对变矩器失速和液压泵驱动的离合器摩擦盘进行压缩;在城市周期中,其结果比一个机械变速箱显示的要低;车辆动态质量显著下降,约5%。变速箱的优点和缺点的分析解释了提出的自动双速变速箱的专家的兴趣。它不需要外部的能量来换档,它包含一个行星齿轮轴齿轮箱和一个被阻挡的太阳齿轮刚性连接的齿轮箱。卡特,和一个自由安装在推力轴上的齿冠齿轮;在传动主轴上放置轴的行星;一个多盘摩擦离合器的阻滞,取决于轴向传动力和离心力在笼中的比例,推力和传动主轴转向第二齿轮。然而,变速箱有一系列的缺点:不同道路状况的速度不足;不可逆转齿轮;当转向第二齿轮时,太阳齿轮仍被阻挡;冠齿轮的外左端面与离合器盘体之间的滑动摩擦导致多次下降。变速箱的可靠性,当驾驶在第一个齿轮和增加动力输入到这个摩擦。第一个缺点是完全可消除的:结合两个相似的行星齿轮,这是可能的。然而,作为一个整体,这些缺点,尽管有部分汽车制造商的兴趣,但这些缺点阻碍了变速箱的实现,尽管关于它的测试的信息,甚至连续生产的意图一次又一次的出现。变速箱作为原型被接受,在此基础上,文章的作者将开发一个自动的双速变速箱和一个四速变速箱的原型缺陷。2.结果两速变速箱的各种设计方案已获得作者的专利;其中一种结构的设计和工作原理在工作中被描述。四速变速箱的设计,这也被专利,由三个独立的(图1)串联双速模块,根据速度和运动阻力矩,自动从第一个转向第二齿轮(图中左边模块),从第二到第三齿轮(中间模块),从第三到第四齿轮(正确的模块)。在正确的模块后面安装一个反向。每一个模块的传输主轴是连续模块的推力轴。每个模块由一个行星减少圆柱螺旋机构和自动变速系统组成。在它的转动,行星机构有推力轴1和自由安装(在花键)冠齿轮27;太阳齿轮2自由安装在一个传输主轴14与刚性连接的笼28,蜘蛛针4和行星辊5与皇冠和太阳齿轮。自动变速箱系统提供摩擦离合器驱动盘,其中6个由花键连接到齿冠齿轮和驱动的磁盘7,其中连接到阀体26和阀笼。因此,变速器主轴;离心式重25与弹簧21固定在离合器体轴上。这个系统包含一个太阳齿轮控制系统包括离合器制动器包含13轮严格与太阳齿轮毂,制动衬片通过酒吧11和12的9双杠杆10和8字符串3冠状齿轮连接,左边模块:通过酒吧20和23双杆和双杆22 - 24部门和固定器直接驱动的驱动程序。离合器体的左侧斜向轴承29,安装在冠齿轮的30颈上。在离合器体和轴向的齿冠齿轮之间有反作用。齿轮箱反向有小齿轮15安装在右侧模块(第四齿轮)的传动主轴14轴上,具有内齿较小直径的轴环;从动齿轮16在反变速器主轴17上安装同轴、刚性;一组两个齿轮19和反向空闲齿轮18安装在轴平行于模块(反向)轴。提高可靠性和效率的太阳齿轮系统自动控制(阻塞,分块),建议变速箱的离合器制动器结构设计如下:作为一个磁盘离合器,作为一个磁盘块式制动器,作为鞋鼓式制动器。变速箱操作如下:在中性位置,第一个(左)模块的刹车与第24手柄断开,第二部分刹车。(中)和第三(右)模块自动打开。以防发动机操作和离合器,推力轴1的第一模块和冠状齿轮27日行星辊5和太阳齿轮2旋转而笼28和连接传动主轴14和连续的所有元素的中间和右侧的模块是静态的。启动时,一个司机关掉离合器,将第一个模块的24个刹车控制手柄关闭。因此,左模块行星的太阳齿轮2被制动器堵塞,它对应于第一个齿轮。此外,一名司机,按下油门踏板,松开离合器踏板,车辆开始运动。因此,行星列车的所有模块,部分旋转如下:信任与皇冠齿轮轴1 27日行星辊5笼子28日和传播主要轴14而活跃的轴力螺旋离合器(行星辊-皇冠齿轮)增加力量应用于紧固的制动衬片和阻碍早期驱动模块的从离心式摩擦离合器重量25。在达到设定的速度后,左边模块的离心力超过离合器“冠齿轮-行星滚轮”的轴向力。因此,该模块摩擦离合器通过执行臂的重量25和弹簧21启动平稳的驱动和转矩,和扭矩和轴向力在离合器“冠齿轮-行星辊”减少。因此,沿着推力轴1的花键轴向右转,通过双杠杆8和10,杆9和11开关制动,打开它的太阳齿轮2。行星齿轮系通过摩擦离合器堵塞,即其推力和传动主轴及相关部件整体旋转。第二个齿轮是打开的。在进一步加速的过程中,也就是通过阻挡相应的中、右模块的行星齿轮传动装置,第三和第四齿轮是开启的。因此,在移动过程中,每个齿轮都有自己的速度(由变速箱设计)。在速度下降到设定值,自动变速箱转向之前的齿轮,如果需要之前的前一个(直到第一个),在速度提升到一个更高的齿轮,根据运动阻力部队和油门踏板的位置。对于车辆超速运行,需要将离合器关闭或转臂手柄控制24个左右的模块制动控制到关闭位置。反向操作如下。对于车辆向前运动,齿轮15具有控制机构,由驾驶员将其传递至极右位置,并将其与内齿的轴向环紧密连接在反向传动主轴上的16环上。对于反向运动,齿轮15转到左侧,并连接到两轮列车19的大环上,而转到左侧18则连接到反向传动主轴上的齿轮16和双轮系19的右小齿轮环上。因此,只有在启动时才使用离合器。因此,当停止时,离合器的释放是不必要的,它就足以将第一个模块离合器刹车手柄转移到off位置。3.结论 新原理和设计一步一步的变速箱,齿轮自动转移没有使用外部能源和提供连续传播,允许减少驾驶员疲劳和工作强度,显著降低齿轮箱成本,多个增强可靠性,减少离合器操作成本,增强司机的注意力集中在道路条件和交通安全的改善。附录2:外文原文任务书论文(设计)题目:微型汽车自动变速器的设计工作日期:2017年12月18日 2018年05月20日1.选题依据:汽车自动变速器广泛应用于各类型汽车中,微型汽车自动变速器结构性能优劣和控制质量对汽车操控性能工作效率、精度有着直接影响,以汽车自动变速器结构设计为题可有效地培养学生的分析问题、解决问题的能力及对所学专业知识的综合应用能力。2.论文要求(设计参数):1.学习理解汽车自动变速器工作原理,拟定汽车自动变速器设计方案;2.汽车自动变速器结构设计,包括关键部件、组件及零件选型、设计、校核;3.绘制相关工程图纸,图量不少于3张A0,必须含有部分3D图;4.书写设计说明书,不少于6000字;5.翻译一篇与设计内容相关的外文文献,不少于2000字。3.个人工作重点:1.整理参考文献,学习掌握汽车自动变速器的工作原理,进行汽车自动变速器方案设计;2. 汽车自动变速器结构设计、选型、校核计算。4.时间安排及应完成的工作:第1周:明确毕业设计任务,指导查阅参考文献。 第2周:指导如何整理参考文献。第3周:指导书写开题报告注意事项。第4周:检查开题报告,提出指导意见,指导开题报告答辩。第5周:上交开题报告终稿,拟定汽车自动变速器结构设计方案。 第6周:动力系统设计及组成元件选择计算。第7周:控制机构设计及组成元件选择计算。第8周:传动机构设计及组成元件选择计算。第9周:绘制总装装配图。第10周:绘制自动变速器主要组成元件零件图。第11周:绘制汽车自动变速器主要组件或部件3D图。第12周:检查修改所有设计图纸。第13周:书写毕业设计说明书,翻译与本设计相关的英文文献。 第14周:准备毕业设计答辩。5.应阅读的基本文献:1 刘晓军,杜王强. 汽车自动变速器的现状和发展前景J. 科技信息,2012,(26):491-492.2 杨克锋. 纯电动汽车自动变速器换挡控制与速比优化研究D. 湖南大学,2015.3 王宇. 微型电动汽车自动变速器的研究与仿真分析D. 武汉理工大学,2012.4 陈勇. 汽车自动变速器行业发展及展望J. 汽车工艺师,2016,(12):26-30.5张轶,严陈,张宝玉. 汽车自动变速器发展现状分析J. 机械工程与自动化,2017,(04):222-223+226.6 关丽丽. 基于CATIA的汽车自动变速器设计与分析J. 科技传播,2012,4(14):32-34.7 臧彬,陆井玉,王慧君,邱绪云. 复合式汽车自动变速器传动效率与动力性仿真J. 山东交通学院学报,2016,24(01):7-11.8 赵洪刚,梁超,孙耀星. 汽车自动变速器驱动挡自由度计算方法分析J. 中国农机化学报,2016,37(06):127-132.9 王锦煊. 汽车自动变速器的结构控制原理与检修J. 科技展望,2017,27(05):62.10 Zaimin Zhong, Guoling Kong, Zhuoping Yu, et al. Concept evaluation of a novel gear selectorfor automated manual transmissionsJ. Mechanical Systems and Signal Processing, 2012,31(8): 316-331.11 Wenwei Wang, Rui Hou, Quanqing Yu, Cheng Lin. Comparative Research on theTransmission Form of the Electric BusJ. Energy Procedia, 2016, 88(6): 928-934.指导教师签字:XX教研室主任意见:同意签字:XX 2017年12月14日教学指导分委会意见:同意签字:XX 2017年12月15日 学院公章进度检查表第-3周工作进展情况查阅相关文献、收集材料,分析研究有关的资料,撰写开题报告.2018年03月01日指导教师意见学生基本明确了自己毕业设计的主要任务,也查阅了相关文献,应继续整理、完善设计思路。指导教师(签字):XX 2018年05月21日第 1周工作进展情况对汽车变速器进行总体规划并确定设计方案.2018年03月01日指导教师意见完成了开题报告的撰写,并提交了开题报告终稿,通过了开题环节。接下来按工作计划具体开始设计工作。指导教师(签字):XX 2018年05月21日第 5周工作进展情况完成液力变矩器结构选型、计算及设计;行星齿轮机构选型、计算及设计;液压控制系统设计.2018年03月01日指导教师意见能基本按照工作进度进行设计工作,进展较好,但还应继续完善相关设计内容。继续按照工作计划进行设计工作。指导教师(签字):XX 2018年05月21日第 10周工作进展情况完成设计说明书与外文献翻译;完善毕业设计的各项内容,准备答辩2018年05月21日指导教师意见基本完成毕业设计相关内容,继续修改完善相关内容,准备进行答辩。指导教师(签字):XX 2018年05月23日过程管理评价表评价内容具体要求总分评分工作态度态度认真,刻苦努力,作风严谨32遵守纪律自觉遵守学校有关规定,主动联系指导教师,接受指导32开题报告内容详实,符合规范要求54任务完成按时、圆满完成各项工作任务43过程管理评分合计11 过程管 理评语 XX同学在整个设计过程中,工作态度较为认真,能够自觉遵守学校的相关规定,按要求向指导教师汇报工作进度,接受指导;该生能够结合设计任务收集、整理相关文献资料,在与指导教师磋商的基础上,归纳出设计重点和难点,拟定较为可行的设计路线和时间安排,书写的开题报告内容基本完整,符合基本规范要求;按照任务书的要求完成的结构设计及相应的校核计算,绘制了结构装配图、组件图、零件图及部分三维结构图,翻译了一篇与设计内容相关的外文文献,基本完成了规定的设计任务。指导教师签字:XX日期:2018-05-23指导教师评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力53完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确;论文结构、撰写格式、图表等符合基本规106指导教师评分合计13 指导教 师评语 汽车自动变速器是自动挡其中的重要组件,以其结构设计为题,符合本专业培养目标的要求,具有一定的实际应用价值,难度和工作量适中。XX同学完成了微型汽车自动变速器各组成结构的设计与计算,绘制了相应的机械结构图。设计说明书内容较为完整、层次基本清晰、格式符合基本规范、公式引用及计算合理,绘制的工程图样符合基本标准要求,但工程图样的尺寸标注、细节表达等尚有欠缺。提交的设计资料及过程表现反映出该生具备基本的知识综合应用能力、文字表达能力和使用工程软件进行设计的能力。指导教师签字:XX日期:2018-05-23评阅人评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力53完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确;论文结构、撰写格式、图表等符合基本规106评阅人评分合计13 评阅人 评语 该选题属于机械设计范畴,符合机械设计制造及自动化专业培养目标要求,具有一定的实用性和应用价值,该设计内容深度及难度适中,工作量一般。从完成的内容看,该生具备了一定的综合运用专业及基础知识的能力,但不够扎实;科研方法运用能力一般。该生具有一定的文献检索分析能力,中外文应用能力一般,计算机应用能力尚可。该设计文题相符,分析论证基本合理,但不够具体,计算结果基本正确,书写及图表基本符合规范,但仍有数处错误需要改正。同意参加答辩。评阅人签字:张立评阅人工作单位:机械工程学院日期:null答辩纪录 学生姓名:XX专业班级:XX 毕业论文(设计)题目: 微型汽车自动变速器的设计答辩时间:2018年05月 日 时 分 时 分答辩委员会(答 主任委员(组长): XX辩小组)成员委员(组员): XXXX答辩委员会(答辩小组)提出的问题和答辩情况问题1:速度是升速还是降速? 回 答: 既能增速又能减速。问题2:给的速度是多少?回 答: 车能够在速度为80-120Km/h自由行驶。问题3:轿车尺寸是多少?回 答: 车的最大质量是1800Kg.问题4:几级变速?输出速度是多少?回 答: 该自动变速器为四级变速,输出速度为是200Km/h.问题5:CAD图中的符号意义回 答: 表面粗糙度。问题6:轴是什么材料?回 答: 轴的材料是45号钢。问题7:轴两端的粗糙度回 答: 应该一样。问题8:倒角C有什么作用? 回 答: 倒角能够便于装配。问题9:键槽用什么加工?回 答: 采用机床的铣加工法。记录人: 2018年05月24日答辩委员会评价表评价内容具体要求总分评分自述总结思路清晰,语言表达准确,概念清楚,论点正确,分析归纳合理106答辩过程能够正确回答所提出的问题,基本概念清楚,有理论根据106选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满55完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确;论文结构、撰写格式、图表等符合基本规106能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语应用能力、文献资料检索能力、计算机应用能力106答辩委员会评分合计29 答辩委员会评语 XX同学在毕业设计工作期间,基本遵守各项纪律,表现一般。 能按时完成毕业设计有关任务。 论文立论正确,立论分析无原则性的错误,解决问题方案有一定的参考价值,结论基本正确。 论文使用的概念基本正确,语句通顺,条理比较清楚。 论文中使用的图表,设计中的图纸在书写和制作时,能够执行国家相关标准,基本规范。 能够查阅文献资料,原始数据搜集得当,实验或计算结论基本准确。 答辩过程中,能够阐述出论文的主要内容,主要问题经答辩教师启发后能够回答出来。答辩成绩: 29答辩委员会主任:XX2018年06月01日成绩评定 项目分类成绩评定过程管理评分11指导教师评分13评阅人评分13答辩委员会评分29总分66成绩等级D成绩等级按“A、B、C、D、F”记载成绩审核人签章: XX学院审核人签章: XX一、选题依据 1、研究领域 汽车部件结构设计、CAD 2、论文(设计)工作的理论意义和应用价值 自动变速器是除了发动机以外汽车上最重要的一个部分,汽车的很多技术和相关性能都与它有着必不可少的联系,比如汽车的动力性、经济性、操纵性以及汽车的某些零部件,甚至汽车行驶的安全性、乘坐舒适性与变速器的性能都相关紧密。当汽车的自动变速器在行驶过程中因为长时间的工作损耗自身的性能,而导致变速器失效时,这对汽车运行的速度会有很大的影响,从而会降低了客户对汽车的满意度。因此, 研究汽车自动变速器的设计有着重要的作用,不仅可以提升顾客的满意度,而且对汽车的整体性能也有帮助。 汽车自动变速器在汽车行业界受到了广泛的关注,因其能对汽车性能得到实质性的改变以及良好的发展前景,各汽车厂家对自动变速器都投入了大量的人力物力来研制开发,建立了很多自动变速器的开发与生产基地 ,自动变速器的技术也日趋成熟了。汽车自动变速器质量的提升能够使品牌较大幅度提高整车在市场中的竞争优势, 获得更高的效益,提升品牌效应,进而获得更大的经济价值。随着时间的推移,手动变速器的市场占有率会逐渐降低,自动变速器将不断增加。 3、目前研究的概况和发展趋势 变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。随着汽车工业的迅速发展,车辆性能不断优化,电子化程度不断加强,搭载汽车自动变速器的轿车正在逐渐取代手动变速器已经成为主流,也是汽车变速器市场发展不可逆转的趋势。目前,产业化技术成熟的自动变速器在车辆上的应用主要有四种;液力自动变速器 AT、电控机械式自动变速器 AMT、无级自动变速器 CVT 和双离合器自动变速器 DCT。日趋严格的法律法规和汽车驾驶者日益提高的环保意识使汽车产业开始意识到,混合动力在汽车行业将赢得越来越重要的市场地位。一个新的驱动系统在这样的背景下脱颖而出:混合动力专用变速器 DHT(Dedicated Hybrid Transmission),正在作为新的混合动力驱动主要在欧洲发展起来。 由于各国用户对车辆性能的诉求的差异和各国技术优势不同,各国的自动变速器的技术路线也有所差异。目前,北美地区是 AT 市场占有率最高的区域,接近 90%。日本的交通道路情况不及美国,出于燃油经济性的考虑,CVT 占据了大部分市场。欧洲的自动变速器乘用车的市场占有率低于北美和日本,占 50%以上。但在未来五年内, 以 AT 技术为主,DCT 快速增长,CVT 相对市场份额稳定,AMT 主要用于重型商用车和微型乘用车格局基本不变。我国自动变速器的技术路线也基本上形成了多种技术路线互相竞争、互相促进、同步发展的格局。 目前我国匹配各类型变速器的车型的统计数据表明,我国手动变速器比例在总体上呈下降趋势,但仍然处于主导地位,绝对数值超过 50%自动变速器中的 AT 处于绝对多数地位,DCT 增长速度最快,CVT 在近几年呈现快速增长的势头,AMT 已有应用。近年来,国内部分汽车及变速器企业通过引进先进的技术与设备,并通过不断的吸收创新,逐步缩小在自动变速器领域与国际先进水平的差距。中国自动变速器产业化总体上已经进入起步阶段,尽管不同类型自动变速器的技术成熟度不同,不同企业根据自身条件和产品定位,所走的技术路线也不同,但 AT/AMT/CVT/DCT 多元化技术路线的格局已经形成,并将长期保持下去。在不同类型自动变速器竞争中,高效率、可靠性、开发时间、性能和价格将成为竞争的关键因素,市场将最终做出选择。国内对自动变速器进行自主研发的主要有吉利汽车、奇瑞汽车、上汽、一汽、江淮汽车、山东盛瑞、13湖南江麓容大等企业及部分科技高校,他们对 AT、DCT、CVT 等自动变速器关键部件和控制策略的研究与开发进行了大量工作;国家科技部也将国内自动变速器的研发列入“十一五”和“十二五”期间的国家“863”计划点发展项目,鼓励高校与企业进行产学研合作。上述企业也承担了自动变速器的研发任务,并逐步掌握了开发过程中的主要关键技术。 据中国汽车工业协会数据统计,2015 年新能源汽车产量达 340471 辆,销量 331092辆,同比分别增长 3.3 倍和 3.4 倍。预计到 2020 年中国新能源汽车销量将达 200 万辆,实现累计销量 500 万辆。电子化的动力系统将在未来几年成为中国优先发展的方向。未来十年,法规、社会与消费者带来的降油耗压力将不断增加,混动汽车的市场份额将会大幅提高,混动驱动系统的占有量也很可能会超过目前的预期值。由此看来,DHT 的商业模式将会有大幅改善,预测的巨大产量将可以支撑 DHT 产品的开发及产业化成本,从而可充分展现出此类变速器在减重、空间尺寸与复杂性方面带来的优势。 今后的变速器发展将朝着控制系统智能化、机电一体化及较高可靠性的方向发展:1)控制系统智能化:2016 年 4 月 23 日,随着维也纳公约的到期失效,汽车自动驾驶研发摆脱了所有束缚,这就要求变速器能够根据路况变化自动地进行档位的切换、停车及倒车等动作。同时自动变速器控制系统要有学习功能,能与多种新能源车型实现良好接合,同时能够适应不同驾驶习惯的控制; 2)机电一体化:汽车用变速器在结构上应逐渐实现机械部件电子化,这样不仅有利于自动驾驶的实现也有利于自动变速器系统的控制; 3)较高可靠性:无论自动变简单变速器如何发展,汽车作为一种方便人们出行的交通工具,其可靠性要求也不断提高。的保养方法、方便的检测维修过程以及标准化的配件供应,这些都是具备高可靠性的重要内容。 二、论文(设计)研究的内容 1.重点解决的问题 (1)微型汽车自动变速器的方案设计; (2)微型汽车自动变速器的结构设计。 2.拟开展研究的几个主要方面(论文写作大纲或设计思路) 设计思路: (1)确定课题的研究目的,研究内容,以及目前的研究概况及其发展; (2)变速器的选择:确定变速器的主要参数,确定相关的主要参数; (3)汽车变速器的工作原理及主要组成,进行变速器的产品设计过程概述,确定变速器的选择及其工作方式; (4)进行变速器主要零件的设计计算及其校核:齿轮设计、轴和轴承的校核与计算等; (5)设计出微型汽车变速器的整体装配图。 3.本论文(设计)预期取得的成果 (1)一套完整的微型汽车自动变速器设计图纸; (2)一份详细的设计说明书; (3)一篇与设计内容相关的外文翻译。 三、论文(设计)工作安排 1.拟采用的主要研究方法(技术路线或设计参数); 查阅相关文献资料,借鉴前人的设计经验并加以研究。学习汽车自动变速器工作原理;拟定合理可行的设计方案,进行其结构的详细设计;运用 CAD 制图,绘制出整体的装配图,并制作出装置的说明书。 设计参数: 发动机排气量:0.94L; 微型汽车最大总质量:1800Kg; 行驶最高时速:200Km/h。 2.论文(设计)进度计划 第 1 4 周:查阅相关文献、收集材料,分析研究有关的资料,撰写开题报告; 第5 周:对汽车变速器进行总体规划并确定设计方案; 第 6 7 周:完成液力变矩器结构选型、计算及设计; 第 810 周:行星齿轮机构选型、计算及设计; 第 1112 周:液压控制系统设计; 第 13 周:完成设计说明书与外文文献翻译; 第 14 周:完善毕业设计的各项内容,准备答辩。 四、需要阅读的参考文献 1 刘晓军 , 杜 王 强 . 汽 车 自 动 变 速 器 的 现 状 和 发 展 前 景 J. 科技信息,2012,(26):491-492. 2杨克锋. 纯电动汽车自动变速器换挡控制与速比优化研究D. 湖南大学,2015. 3王宇. 微型电动汽车自动变速器的研究与仿真分析D. 武汉理工大学,2012. 4戚晓霞. 汽车自动变速器试验台的研究与设计J.山东理工大学学报(自然科学版). 2007(04) 5陈勇. 汽车自动变速器行业发展及展望J. 汽车工艺师,2016,(12):26-30. 6 张轶, 严陈, 张宝玉. 汽车自动变速器发展现状分析J. 机械工程与自动化,2017,(04):222-223+226. 7 关 丽 丽 . 基于 CATIA 的 汽 车 自 动 变 速 器 设 计 与 分 析 J. 科 技 传播,2012,4(14):32-34. 8 臧彬,陆井玉,王慧君,邱绪云.复合式汽车自动变速器传动效率与动力性仿真J.山东交通学院学报,2016,24(01):7-11. 9赵洪刚,梁超,孙耀星. 汽车自动变速器驱动挡自由度计算方法分析J. 中国农机化学报,2016,37(06):127-132. 10 王锦煊 . 汽 车 自 动 变 速 器 的 结 构 控 制 原 理 与 检 修 J. 科技展望,2017,27(05):62. 11 光强, 孙贤安. 汽车自动变速器发展综述J. 同济大学学报( 自然科学版). 2010(10) 12罗光涛. 纯电动客车自动变速器(AMT)系统探讨J.汽车齿轮. 2009(01) 13何辉波,李华英,秦大同,何培祥. 汽车环面型无级变速器结构参数优化设计J. 机械工程学报. 2009(05) 14 Zaimin Zhong, Guoling Kong, Zhuoping Yu, et al. Concept evaluation of a novel gear selector for automated manual transmissionsJ. Mechanical Systems and Signal Processing, 2012,31(8): 316-331. 15 Wenwei Wang, Rui Hou, Quanqing Yu, Cheng Lin. Comparative Research on the Transmission Form of the Electric BusJ. Energy Procedia, 2016, 88(6): 928-934. 16 B. Gao, H. Chen, H. Zhao, K. SanadaA reduced-order nonlinear clutch pressure observer for automatic transmission Control Systems Technology, IEEE Transactions on, 18 (2) (2010), pp. 446-453 附:文献综述文献综述汽车自动变速器是现代汽车技术发展的重要方面。汽车的变速器是汽车行业发展中的重要技术,对汽车性能的提升有着极为重要的作用。自动化的汽车变速器,在现代的汽车上有着广泛的应用。展望未来,汽车自动变速的运用也将获得进一步的提升,成为汽车技术研究的重要领域 。1 汽车变速器的设计目的和意义汽车变速器的作用在于对汽车发动机的转速和车轮的实际运行速度进行相协调 ,使汽车发动机的最佳性能得以发挥。汽车的行驶面对着复杂的交通状况,其速度是要随时随地都可以发生变化的,虽然可以通过调节油量来改变速度,但是随着汽车智能化、自动化的发展,变速器的运用使得速度的变化更加的便利。具体来讲,汽车变速的作用主要包括如下的几个方面:第一是改变汽车的传动比,从而使汽车轮转的速度和转矩发生变化,从而让汽车在行驶的过程中可以变换速度,并将汽车的运动性能发挥到最佳;第二是变速器可以使发动机转的方向不变的情况下,能够实现倒退功能,如果没有变速器的话,倒退就必须要改变发动机的转向发生变化; 第三是使汽车的空档功能实现。总之,汽车变速器的性能状况,是汽车整体质量的重要保障。变速器是汽车诸器件中极为重要的部分,关系到汽车的整体性的性能改进。2 汽车变速器的类型5(1).液力自动变速器 AT在过去的 20 年中,全球汽车自动变速器 AT 的技术、产品、市场不断得到迅速发展,其自动变速的可靠性和柔顺性得到市场的广泛认可。但是,要客观地指出,新型的 6AT、7AT、8AT 主要是在大排量轿车领域显示其优越性,在汽车市场占据主流地位的中、小排量车型中,颇有逐渐被 CVT 和 DCT 替代的趋势。1)传动系统多挡化。挡位多使自动变速器具有更大的速比范围和更细的挡位速分配,从而提高车辆的起动性能、改善换挡平顺性、提高乘坐舒适性、降低车辆的噪声、油耗以及使发动机驱动力分配更合理。目前,在国内市场受制于国外汽车公司的限制,4AT 占据最大的市场份额,但在欧美市场,6AT 已经是主流,在豪华车如宝马、奥迪等上已经匹配 8AT。据报道,更多挡位的 9AT、10AT 的开发也已经被部分大型汽车公司列入战略考虑。2)液力变矩器结构不断优化。液力变矩器是 AT 的重要组成部分,是实现将发动机转速转换成汽车行驶所需转速的关键部件,对其进行结构优化有着重要意义。基于三位叶栅理论和模拟技术仿真的优化设计,可以使循环形状及泵轮、涡轮和导轮的叶片形状与角度的设计更精确、合理,使液力变矩器结构更紧凑,流路面积比已经可以降 低到 0.6 以下,减少了轴向尺寸。另外,由于闭锁离合器技术和 ATF 的不断优化, 通过和发动机的联合控制,整车对液力变矩器的闭锁范围也达到了 27km/h 以下,大大提高传递效率。(2)电控机械式自动变速器 AMTAMT 变速器基本原理是在普通手动变速器基础上加装液压或电控换挡装置来进行换挡操作,采用自动控制机械变速器 AMT 技术不仅可以降低驾驶员的工作强度,有利于安全驾驶,而且可以根据发动机工况和整车动力需求,自动控制变速器挡位,使发动机工作在高效率区,从而改善整车燃油经济性。采用 AMT 技术后,整车油耗可降低约 5%。目前,国外 AMT 技术基本趋于成熟,已经得到批量应用,特别是欧洲,其商用车使用 AMT 的比例实际已经超过 50%。国外掌握 AMT 核心关键技术的公司,如马瑞利、WABUCO、LUK 等对国内市场形成了垄断。国内对 AMT 技术的研究和应用起步较早。目前,开展 AMT 研制的主要有吉林大学、北京理工大学、清华大学、上海交通大学、南京阿福和北京斯达福等。乘用车取得的成果主要有:青山微型车 AMT 搭载江淮同悦、南京阿福 AMT 搭载昌河铃木和长城绚丽、江铃轻型车 AMT、奇瑞 AMT 等已实现小批产出。国内 AMT 产业化已经起步,具有较好的市场前景。(3). 无级自动变速器 CVTCVT 技术采用传动带和工作直径可变的主、从动带轮相配合传递动力。可以实现传动比的连续改变,从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配,提高整车的燃油经济性和动力性,改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性。CVT 的发展主要受限, 除了其本身的转矩能力之外,还受制于其有限的市场供应。比如,CVT 里的核心部件压力钢带就只有博世等少数供应商。但由于日本 JATCO 公司国外厂商在中国产能的急剧扩大和国内如奇瑞汽车 CVT 的量产,其发展趋势有可能好于预测。2015 年 JATCO 在原来 CVT7 基础上开发的新型宽变速比 CVT7 W/ R,是在进一步改善燃油经济性能和驾驶性能这两个相互矛盾的性能的基础上开发出来的全新产品。CVT7 W/R 的速比范围从之前的 7.3 增加到现在的 8.7。此外,通过减少内部摩擦,改善了燃油经济性;通过优化换挡特性,提高了驾驶舒适感;优化带轮刚度,液压系统的应用使带轮弹性变形,这种弹性变形降低了带轮钢片与钢带之间的接触面积,从而导致摩擦系数下降。钢带是由两部分组成的:钢片和钢环。由于运行期间的转动半径不同,相对滑动不仅发生在钢片之间,也发生在钢片和钢环之间。后者的相对滑动是由在环绕着钢片的带轮处的钢环的不同的转动半径带来的转矩传递造成的。通过缩小摆动边界的高度差,相对滑动的量减少了 20%。(4). 双离合器自动变速器 DCT双离合器变速器的概念创始于 1933 年,出现在 Kegresses 的专利中。经过不断的技术完善,2002 年大众汽车公司首次将双离合器直接换挡变速器(DSG)应用到大众高 尔夫车型上,实现了 DCT 的产品量产。至 2007 年年底,各种应用 DSG 的轿车已累计销售超过 100 万辆。1)起步控制。车辆起步时,为了使两个离合器具有相近的使用寿命,并保证起步的快速和平顺性,可以使两个离合器同时进入滑摩状态,共同传递起步力矩实现车辆起步。由于起步工况的不确定性和驾驶员的操作意图随机地变化,要求起步离合器的控制算法应能够准确适应这些变化,具有较强鲁棒性的模糊控制算法能够满足实际应用需要。2)离合器冷却润滑控制策略。在 DCT 中离合器冷却润滑系统设计的关键是如何在整车所有驾驶工况下,有效控制离合器摩擦面及润滑油温度。其中,包括通过估计最优润滑油流量需求来平衡产热及冷却以满足系统要求。这就要求变速器控制单元(TCU)主动监控离合器滑摩功率及油槽温度。此外,因不同液压系统工作原理的差异性,离合器润滑冷却控制策略需要根据不同的系统针对性的设计开发。(5). 混合动力专用变速器 DHT在 2015 年 12 月初在柏林举行的第 14 届国际 CTI 论坛上,第一次对观众展示了DHT 变速器,并进行了讨论。国际 CTI 论坛顾问委员会主席 Ferit Kkay 教授和Robert Fische 博士首先发起了这一概念,同时在专业领域引入了“DHT”这一缩写。DHT 中电驱动的动力源完全被集成在变速器中,其变速器功能需依赖于被集成的电气元件来实现,如缺少电动机,变速器将不具备相应功能。惟一一款上市多年的 DHT 是丰田混动系统(THS),车身附有“混动协同驱动(Hybrid Synergy Drive)”标志,其开发历史已有 20 年之久,于 1997 年搭载在丰田普 锐斯中上市,颇受消费者欢迎, 销量极佳并久居不下,迄今仍未有其他混动变速器能够望其项背。就我国而言,上汽开发的电驱单元(EDU),使用两个电动机和一个非常简单的直齿变速器,因需要使用电动机实现完整的功能,所以从定义上讲它是一个 DHT。很多汽车制造商及其主要供应商目前都正在进行混动专用变速器(DHT)的开发。鉴于良好的市场应用前景,今后很可能会将 DHT 定义为一个独立的新变速器种类。对于 DHT,目前确实存在一些顾虑,但通过下面的数据可以预测,DHT 终将拥有辉煌的未来:至今售出的 DHT 已是其他所有混合动力变速器总和的 2 倍。3 汽车变速器国内外发展现状随着现代技术的发展,汽车的变速器逐渐实现自动化,其类型也越来越多,相关的功能也越来越丰富。从目前的发展状况看,汽车自动变速器的中主要有如下的几种: 电控液力自动变速器、液压传动自动变速器、电传动自动变速器、电控机械式自动变速器、电控无极自动变速器。可见,技术的发展使汽车自动变速器的类别在启动性能上有着诸多的差别。这些变速器在现代的汽车上有着广泛的运用,根据不同的汽车类型以及性能的需求,对变速器的适应范围也存在着一定的差异。其中液压传动自动变速器和电动传动自动变速器在一些特种车辆以及重型车辆中应用较为广泛;无极自动变速器则算是比较新的技术,在运用上有着一些优势性,如传动比比较连续、操作简单, 噪音小,这在小排量的轿车中有着广泛的运用;液力自动变速器是目前多数车辆所采用的自动变速器类型,它操作起来比较简单、使行驶安全性较高、使动力性能获得了较大的提升、污染物排放量大大地降低、机件使用寿命更长。可以说,随着汽车自动变速器技术的发展,还会出现新的类型,但总体上则是促进性能的提升,功能的扩展, 运用操作上的简化可见,不同的自动变速器,针对的是不同的汽车类型。各种变速器各有利弊、优劣。4 汽车自动变速器的发展趋势随着社会经济的发展 ,人们生活水准的提升,生活质量的要去也会相继地提升。在此背景下,对汽车的性能特别是安全系数的要求也逐渐提高。为此,汽车制造的发展就必须顺应这种需求,不断地提升汽车的安全性能,同时减低耗能,降低对环境带来的污染。那么,汽车的自动变速 器就必须在这些方面进行着力思考。因此,在未来的发展中,自动变速器的发展必须考虑如下的几个因素:(1)汽车自动变速自身的小型化。汽车降低耗能一个重要的途径就是减轻汽车的总体重量,使得运动的传递速度缩短,自动变速器也需要在这些方面进行改进,进一步小型化 , 降低耗油量。但小型化不是减少其本身的性能 ,而是要更加的自动化、职能化,汽车的安全系数得到进一步的提升;(2)汽车自动变速器的噪音进一步降低。汽车的噪音中发动机是最为重要的噪音来源。为了降低噪音,就必须在变速器噪音减少上下功夫,进一步提升器件的性能,将噪音降低。汽车变速器的噪音主要是齿轮之间的摩擦。随着研究推进,应该逐步地提升齿轮重合度以降低噪声。噪音是现代城市环境污染的重要方面,而汽车又是噪音的重要制作来源。通过自动变速器噪音的降低处理,无疑对于在整体上减少汽车的噪音是有帮助的,也将进一步提升消费者对汽车使用的舒适度;(3)汽车自动变速的无级化发展。因为,虽然不断地提升自动变速器挡位可以进一步扩大自动变速范围,但其并非完全意义上的自动变速,这正是在有级变速和无级变速之间的转换。理想的无级变速是在整个变速范围内都能连续地、无挡别地切换变速比,使变速器始终按最佳换挡规律自动换挡。自动挡的最佳位置,就是变速器自动的适应行驶的状,更加智能地发挥自身的作用;(4)汽车自动变速器的电子化控制。与液压控制相比,电子控制有着多方面的优势。它可以实现更复杂多样的控制功能,提升变速器性能。随着汽车电子化的发展,汽车传动系统电子控制将获得进一步的广泛运用。电子控制是职能化进一步提升的表现。在未来的发展中,电子化控制将使得变速器的运用更为便利,也将在整体上提升汽车的整体性能自动化。总之,随着汽车技术的发展,自动变速器的运用也将更加的广泛, 成为未来汽车发展智能化的重要方面。它在很大的程度上将极大地提升汽车性能状况 。
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