汽车两轴式五档变速箱设计【含16张CAD图纸、三维模型】
变速箱应用及发展趋势摘 要汽车变速箱的主要功能是满足汽车在前进的过程中对速度的不同要求。除此之外,变速箱还可以用于汽车的倒退,在重要的时候还应存在动力的输出这项功能。变速箱按输出转矩给设计系列分级,不同的车型选择不同的变速箱,也可以根据汽车制造性能的具体要求自行进行设计制造。还可以根据性能要求类似的汽车类型在实际检测中产生的随机载荷,利用数学总结中统计分析的方法制成载荷谱,以便进行变速箱的使用寿命的计算。这种设计方案是在实际生产当中比较常用的可靠方案,如果在选择设计参数时使用优化设计的方法进行辅助选择 ,那么将会产生事半功倍的效果,即设计出用最简单最小尺就能满足所有设计要求的变速箱。当然设计方式并不唯一,有时还可以使用其他的分析方法,如有限元来分析。根据变速箱的传动方式不同一般可分为两种:三轴式变速箱和两轴式变速箱。三轴式变速箱适用的汽车类型为发动机在前驱动力在后轮上;二轴式变速箱一般适用于发动机在前驱动力也在前轮上的小型汽车上。本文是关于两轴五档变速箱的设计说明。关键词:齿轮;强度校核;档数;轴;传动比AbstractThe main function of the automobile gearbox is to meet the different requirements of speed in the process of moving forward.In addition, the gearbox can also be used to retrograde the car, and it should have the power to output this function when it is important.The gearbox is graded according to the output torque, and different gearboxes are selected for different models, and it can be designed and manufactured according to the specific requirements of automobile manufacturing performance. Can also according to the performance requirements of similar vehicle type in the actual detection of random load, the method of using mathematical statistical analysis in the 1summary made load spectrum, so that the service life of the gearbox is calculated. Are frequently used in production of this kind of design scheme is reliable solution, if use when choosing design parameters optimization design method for auxiliary selection, then will produce the effect of get twice the result with half the effort, which designed with the simplest minimum scale can meet all the design requirements of transmission. Of course, the design method is not unique, sometimes other analytical methods can be used, such as finite element analysis.According to the transmission mode of the gearbox, there are two types of transmission: three-axis gearbox and two-axle gearbox. The three-axis gearbox is suitable for the engine in the front drive on the rear wheel; The two-axis gearbox is generally suitable for the engine in the front drive and on the front wheel of the small car. This article is about the design of the two-axis five-speed gearbox.Keywords: Gear; Strength check;Block; Axis; Transmission ratio课题背景汽车是现代人生活中至关重要的代步工具,很多城市的限号政策就是因为私家车过多,交通拥堵,而且汽车尾气污染环境。但是人们对于汽车的需求依然很大。而变速箱可以说是相当于汽车的“心脏” 。目前很多国家的设计师都在致力于汽车变速箱的设计,当然我们国家也不例外,所以对汽车变速箱的研究与设计是社会发展中不可或缺的一部分。汽车变速箱的主要功能是满足汽车在前进的过程中对速度的不同要求。除此之外,变速箱还可以用于汽车的倒退,在重要的时候还应存在动力的输出这项功能。相关理论绿色汽车、节能减排已经成为当今汽车工业发展的主旋律,未来新能源汽车的应用与车辆的“智能化”结合,也是汽车工业发展的方向。变速箱发展的总体趋势主要体现在以下 6 个方面:产品系列化;结构紧凑化、轻量化、多档化;高度集成化;更加智能化;信2息网络化;节能环保化。发达国家车辆变速箱发展情况和需求各有特点,手动与自动并存,不同地域需求比例不同。日本和北美市场自动变速和北美市场自动变速箱的普及率较高。北美市场由 AT 自动变速箱的技术实力较强,产生能力较大,随着多档位 AT 变速器的开发,其性能完全可以与CVT 变速器抗衡,同时其传递扭矩的能力还要好于 CVT 变速器。因此,在北美的汽车厂家,为了利用现有 AT 变速器的生产资源,其仍在大力发展 AT 变速器,而在 CVT 变速器的开发投入工作较少,在 MT、AMT 变速器的投入就更少了;日本自动变速器市场仍然是传统的 AT 自动变速器占主导地位。但是,受燃油供给的限制,其加大了开发 CVT 自动变速器的力度,已经开发出能够传递 350N.m 的 CVT 变速器;在开发 CVT 自动变速器的同时,日本公司也在研究多档位 AT 变速器,以延续现有变速器生产线的寿命。AMT 变速器在日本发展较缓慢,没有投入太多的研发力量。研究目的和意义欧洲市场受驾乘习惯与汽车燃油供给的影响自动变速器普及率不高,手动机械式变速器仍占据变速器的主导地位。引领手动变速器开发的也是欧洲的整车厂和变速器公司,比如大众,格特拉克等。就乘用车的手动变速器而言,在过去的 20 年里面主要从 5 速向 6 速方向发展。由于机械部分设计、工艺已经相当成熟,在要有突破性的发展空间已经非常小了,因为整车开发的需要,降低排放,耗油是目前发展方向,所以更多的厂商也将当前的目标瞄准了 DCT。在手动变速器方面,一方面是系统集成性,安装性还有发展空间,另外就是新的材料、工艺,比如冲压零件,注塑零件替代产品的加工工艺。在国内,仍然以手动变速器为主,自动变速器比例很低,并且主要来自进口。中国乘用车用手动档变速器生产企业分为两类,一类是像一汽、东风、上汽等整车生产集团,集团内自产变速器为其整车配套;另外一类是独立的变速器生产企业,专门为各整车厂配套。其中以一汽集团作为代表,一汽集团除了主要研究手动变速器以外,更以 6AT 和 7DCT 作为开发重点。其发展趋势为:a.以手动变速器开发为基础,以自动变速器开发为重点。b.重点提升制造能力和水平。c.重点发展 DCT、AMT ,适时发展 AT。d.产品平台系列化适用面更广。目前虽然我国手动变速器技术发展已日益成熟,但相对发达国家水平仍然存在一定3的差距,因此对于手动变速器的研究仍然十分重要。结论变速箱按输出转矩给设计系列分级,不同的车型选择不同的变速箱,也可以根据汽车制造性能的具体要求自行进行设计制造。还可以根据性能要求类似的汽车类型在实际检测中产生的随机载荷,利用数学总结中统计分析的方法制成载荷谱,以便进行变速箱的使用寿命的计算。这种设计方案是在实际生产当中比较常用的可靠方案,如果在选择设计参数时使用优化设计的方法进行辅助选择 ,那么将会产生事半功倍的效果,即设计出用最简单最小尺就能满足所有设计要求的变速箱。当然设计方式并不唯一,有时还可以使用其他的分析方法,如有限元来分析。根据变速箱的传动方式不同一般可分为两种:三轴式变速箱和两轴式变速箱。三轴式变速箱适用的汽车类型为发动机在前驱动力在后轮上;二轴式变速箱一般适用于发动机在前驱动力也在前轮上的小型汽车上。本文是关于两轴五档变速箱的设计说明。4参考文献1程乃士.减速器和变速器设计与选用手册M. 北京:机械工业出版社, 2006.2王望予.汽车设计.第 4 版.北京:机械工业出版社M , 2006.3关文达.汽车构造.第 2 版.北京:清华大学出版社M , 2009.4张文春.汽车理论.第 2 版.北京:机械工业出版社M , 2010.5胡如夫.汽车机械基础.浙江:浙江大学出版社M ,2006.6张毅.离合器及机械变速器.北京:化学工业出版社M , 20057关文达,谢越.实施汽车离合器和手动变速器维修.北京:机械工业出版社 M,2010.8 Somiotti A,Pilone G L,ViottoF,et al.A Novel seamless 2-Speed Transmission System for Electric Vehicles:Principles and Simulation Results J.Sae International Journal of Engines,2011,4(2):2671-2685.9 Huang W,Wang Y,Feng K.Developmemt of a Two-Speed Automatic Transmission for Pure Electric VehicleJ.Journal of Auromotive Safety & Energy.2011,2(1):72-76.10Somiotti A,Holdstock T,Pilone G L,et al.Analysis and simulation of the gearshift methodology for a novel two-speed transmission system for electric powertrains with a central motor
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