变速器开题报告.doc

车辆工程学院 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目： 载货车变速器的设计 学 生 姓 名： 王晨虹 指导教师姓名： 董志国 专 业： 车辆工程 2012年 03 月 29 日一、课题名称载货汽车变速器的设计二、课题研究背景货车作为一种常用的商用车，已在现代的社会中占有举足轻重的地位。人们的衣食住行的便利，都有货车运输方面的功劳。社会经济的发展，人们生活水平的提高更需要货车的运输，货车已成为一个国家乃至整个世界不可缺少的一样运输工具。中国汽车变速器市场正处于高速发展期。2007年中国汽车销售879.15万辆，2008年汽车产销量将突破900万，2010年汽车销售规模将达到1263万辆。在汽车行业市场规模高速增长的情况下，中国变速器行业面临着重大机遇。2006年我国汽车变速器市场规模达300亿元人民币，并且以每年超过20%的速度增长，预计2010年有望达到600亿元。依靠科技进步和自主创新，已形成年产销汽车变速器100万台、齿轮5000万只和汽车锻件10万吨的综合生产能力。汽车变速器产品在4档16档市场领域实现了全方位覆盖，广泛匹配于输入扭矩3003000牛米、载重量2吨60吨之间的重型车、大客车、中轻型卡车、工程用车和低速货车等各种车型，被国内50多家主机厂的上千种车型选为定点配套产品。法士特变速器在国内8吨以上重型汽车配套市场占有率78%，15吨以上配套市场占有率超过90%，重型变速器产销量世界第一。三、课题研究意义 随着我国汽车行业的迅猛发展，人们对汽车的需求也越来越高。人们在购车时大多只注重的是发动机的性能，而且这似乎已成为了衡量汽车品质优劣的一个标准，因为它是动力的缔造者。但是，却不能忽略掌控速度快慢的变速器。变速器作为汽车传动系统的重要组成部分,其技术的发展,是衡量汽车技术水平的一项重要依据。由于变速器在汽车结构中具有着重要的作用，因此变速器结构的改进对汽车行业的发展与进步具有着深远的意义。四、文献查阅概况在查阅了一些相关文献后，简要概括如下：（一）变速器的作用 发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩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，来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度。 汽车变速器具有这样几个功用：(1)改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利(功率较高而油耗较低)的工况下工作；(2)在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；(3)利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。 变速器是由变速传动机构和操纵机构组成，需要时，还可以加装动力输出器。（二）变速器的分类（1）按传动比变化的方式：有级式、无级式和综合式 有级式：有级式变速器应用最广泛，它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用的齿轮轮系不同:有轴线固定式（普通齿轮变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。目前，轿车和轻、中型货车的变速器的传动比通常有35个前进档和一个倒档。在重型汽车用的是组合式变速器，采用更多档位，一般是由两个变速器组合而成的。 无级式：无级式变速器的传动比在一定的范围内可以按无限多级变化。常见的有电力式和液力式（动液式）两种。电力式的在传动系中也用广泛采用的趋势，其变速传动部件为直流串激电动机。液力式的传动部件是液力式变矩器。综合式：综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器。其传动比可以在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前的应用较为广泛。（2）按操纵方式分：强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式 强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档，为大多数汽车所采用。 自动操纵式变速器的传动比选择（换档）是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。 半自动操纵式变速器有两种形式。一种是常见的几个档位自动操纵，其余的档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来换档。（三）常见的变速器种类 有手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器、无级变速器（CVT）、双离合器变速箱（DGS）和EMT、AMT序列变速器等。1、MT手动变速器手动车型到目前为止还是车市中最主流的车型。目前手动变速器的技术已经非常的成熟，它是通过齿轮的啮合来传动发动机的动力。因其传动效率高，结构简单，维修保养成本低，所以备受青睐。MT如果操作熟练的话燃油经济性也比一般的自动挡车型要好，同时能够充分享受驾驶的乐趣。但不太适合在城市里交通拥堵情况下使用，而且如果无法掌握好换档时机，油离配合不好的话，燃油经济性也无法保证。特点：又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为四档或五档有级式齿轮传动变速器，并且通常用同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。优点：维修保养成本低，能够带来驾驶乐趣。一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者如果技术好的话，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。缺点：操作复杂，而且恶劣的交通状况下驾驶起来比较累人。2、AT液力自动变速器自动变速器是通过液力变矩器以及行星齿轮来传动发动机的动力，传动效率低，经济性较差。同时行星齿轮结构复杂维修成本较高。相对于手动变速器来说自动变速器能让开车变得简单方便，易于新手上路。目前手自一体车型大为兴起，传统的自动变速器已经被越来越多的车型抛弃，渐有被取代之势。特点：自动变速器，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需要操纵加速踏板控制车速即可。一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型：液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无极式自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动的进行换挡。优点：操作简单，使用方便。自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。缺点：传动效率低，经济性不好;结构复杂，维修成本高。3、手自一体变速器手自一体变速器其实就是在手动变速器的基础上增加了自动变速操纵系统而组成，因此操作起来更加灵活，档位越多操控也就越精确，燃油经济性也更好。不过手自一体变速器同样存在成本的问题，该类车型售价往往较高，日后的维护保养费用也比一般车型要多。特点：手自一体变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出，称为Tiptronic。它可使高性能跑车不必受限于传统自动变速器的束缚，让驾驶者也能享受手动换挡的乐趣。配有手自一体变速器的车型在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时，可自由变换降档（-）和加档（+），如同手动挡一样。驾驶者可以结合路况及驾驶需要随时加减档，使驾驶感受得以提升。优点：操作简单，使用方便，燃油经济性好。“手自一体”是将汽车的手动换挡和自动换挡结合在一起的变速方式，手动档因为可以自由调节档位及转速，因此对驾驶者而言相对富有驾驶乐趣。目前，技术先进的手自一体变速器越来越多的装备到国产车中。其中最具代表性的为：标致307的Tiptronic、奥迪的Multitronic、福特HYPERLINK t _blank蒙迪欧的Durashift5等。缺点：价格较高，后续维修保养费用较高。4、CVT无级自动变速器Continuously Variable TransmissionCVT采用传送带和工作直径可变的主、从动轮相互配合来传递发动机的动力，代表的自动变速器的发展方向。它突出的特点就是没有传统自动变速器换挡时会出现的顿挫感，加速连续性更好，燃油经济性也更高。目前它还有许多不完善的地方，所以目前市场上搭配CVT变速器的车型不多(如天籁，轩逸等)，看来是有点曲高和寡的意思。特点：无级变速器系统是由两组变速轮盘和一条传动带组成的，要比传动自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变速平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。优点：驾驶平顺性、加速性、经济性以及排放都较好。CVT最大优点就是无级控制输出的速比，在行驶中达到行云流水的感觉，没有换档的感觉，加速也会比自动变速器快。由于行驶中减少了转速的不必要波动，对省油也大有好处。缺点：技术还不完善;价格较高，维修成本较高。5、DSG双离合自动变速器DSG双离合变速器是近年来最受关注的一项技术，它的系统主要由两组离合器片集合而成的双离合器装置，一个由实心轴及其外套筒组合而成的双传动轴机构，以及控制单数和双数档位的两组齿轮。在整个换档过程中，当一组齿轮在输出动力时，另一组齿轮已经出于啮合状态，DSG总是保持有一组齿轮在输出动力，不会出现动力传递的间断，也就保证了加速的连续性和换挡过程中不会出现顿挫感。这款变速器集合了手动挡的操控性和经济性以及自动挡的便利性，可以说是目前国内最为先进的变速器。特点：全球第一款DSG双离合变速器是由大众汽车推出。DSG通过与变速箱控制模块相连的电池阀来调节控制双离合器的结合压力。发动机动力通过曲轴和一个双质量飞轮传递到双离合器。离合器1负责控制奇数档位，离合器2负责控制偶数档位和倒档。相当于将两套变速系统合二为一。DSG变速箱系统所包含的智能电子液压换档控制系统、双离合器、双动力输入轴和三个驱动轴共同完成复杂的换档操作。操控系统指挥换档齿轮在比当前运动档位高一级的档位上“待命”，随时进入工作状态，以实现快速换档，使得整个换档过程仅仅在百分之几秒内即顺利完成。优点：加速连续性非常好，没有换挡的顿挫感。DSG双离合变速器以快速换档保证了精准的动力传输，使驾驶既有运动特性又具备便捷舒适性，更重要的是油耗更低，各方面的性能都超过了传统自动变速箱。缺点：刚刚进入国内市场，使用中的效果有待检验。（四）目前变速箱存在的问题随着国内汽车保有量持续快速增长，公路交通所消耗的石油资源占全国石油消耗总量的份额不断攀升。提供给用户低油耗并具备良好动力性能的汽车产品成为目前汽车企业追求的主要目标之一。对汽车的动力性和燃料经济性影响最大的是发动机的运行特性以及传动系统的速比和效率。目前，汽车市场上装备性能更佳、功能更多的自动变速器(AT)轿车迅速增加。为解决AT油耗高、动力性能低的问题，汽车厂商为AT设计可供选择的多种使用模式，使其智能化适应不同驾驶需要。在经济模式下，电控单元控制变速器的执行机构在发动机转速较低时即按设定的规律曲线完成换档，以减少功率输出达到降低油耗的目的。在运动模式下，其设计的换档规律曲线是控制变速器在发动机转速较高时换档，获取发动机最多的功率，达到提高整车动力性能的目的。在变扭器锁止离合器的控制上，尽量采取合理的工况锁止条件方式选择，以优化设计达到提高传动效率的目的(目前正在开发一种浸油离合器来替代液体变扭器式的AT，避免油介质在动能传递中能量的损失)。但上述智能化设计，还是不能最终解决AT油耗高传动效率低的问题。因为，无论采用哪种模式，都会对发动机功率或油耗做出选择取舍。尽管普通手动齿轮变速器(MT)，存在许多不足，但因其结构简单、效率高、功率大的优点，现在仍大量使用。为解决上述矛盾，在动力性和经济性上超过MT的汽车变速器是CVT (Continuously Variable Transmission)无级变速技术。汽车变速器是汽车的主要装置之一，汽车行驶速度随工况、负荷的反复变化而不断变化，因此需要汽车变速器传动比的适应范围尽量宽。只有选择无级变速才能满足，因为无级变速可实现传动比的连续变化，使汽车行驶条件与发动机负载实现最佳匹配，充分发挥发动机的潜力，使发动机具有理想的动力性能，提高汽车的经济性，降低排放污染及噪音。五、 毕业设计（论文）主要内容：1.综述各类汽车变速器及其用途2.确定变速器的传动机构布置方案3.变速器主要参数的确定与设计计算4.同步器的设计计算5.主要零部件的设计：变速器壳体与操纵机构6.主要零件的机械制造工艺分析：变速器主轴7.装配工艺分析六、 学生应交出的设计文件（论文）：1.开题报告1份，字数不少于40005000字。2.设计说明书1本，格式符合教务处要求，字数不少于2万字。3.变速器的总装图，自选几个重要零件绘制零件图，总图量不少于23张A0，其中手工绘图不少于1/3。4.查阅相关文献20篇以上，写1篇综述（为开题报告的主要组成部分），含2篇以上英文文献，翻译其中1篇，不少于5000汉字。5.查阅相关专利10篇以上，写1篇模拟专利申请。七、主要参考文献（资料）：1 朱新涛，陈乐德编. 汽车变速器设计. 北京：机械工业出版社，20082 刘汉涛主编. 图解自动变速器构造与原理. 北京：机械工业出版社，20133 孙桓，陈作模，葛文杰编. 机械原理. 北京：高等教育出版社，20064 濮良贵，纪名刚主编. 机械设计. 北京：高等教育出版社，20065 余志生主编. 汽车理论. 北京：机械工业出版社，20066 路永明，武汉民编. 新编机械手册. 山东：石油大学出版社，19917 东北工学院机械设计、机械制图教研室编. 机械零件设计手册. 北京： 冶金工业出版社，19768 邱宣怀主编. 机械设计. 北京：高等教育出版社，19979 廖念钊主编. 互换性与技术测量. 北京：中国计量出版社，200010 王明珠主编. 工程制图学及计算机绘图. 北京：国防工业出版社，200211 曾志新，吕明主编. 机械制造技术基础. 武汉：武汉理工大学出版社，200412 史美堂主编. 金属材料及热处理. 上海：上海科学技术出版社，200613 成大先主编. 机械设计手册. 北京：化学工业出版社，200414 江耕华主编. 机械传动设计手册. 北京：煤炭工业出版社，198215 龚桂义主编. 机械设计课程设计指导书. 北京： 高等教育出版社，200616 龚桂义主编. 机械设计课程设计图册. 北京： 高等教育出版社，200617 陈昭怡，吴桂英主编. 材料力学. 北京： 中国建材工业出版社，200618 大连组合机床研究所编. 组合机床设计参考图册. 北京：机械工业出版社，197519 郑文纬，吴克坚主编. 机械原理. 北京：高等教育出版社，199720太原理工大学文献检索课教研室编. 信息检索与利用. 太原：太原理工大学出版社，200521 林秉华主编. 最新汽车设计实用手册. 黑龙江：黑龙江人民出版社，200522 吴修义. 机械变速器系列化及其与车辆的匹配. 重型汽车，2004（1）：141523 Lingyuan Kong ，Robert G. Parker .Steady mechanics of layered , multi-band belt drives used in continuously variable transmissions (CVT) ,Mechanism and Machine Theory 2008(2):17118524 H. Bayrakceken , S. Tasgetiren , i. Yavuz , Two cases of failure in the power transmissionsystem on vehicles :A universal joint yoke and a drive shaft , Engineering Failure Analysis ,2007(7):716724八、进度安排第四周，第五周: 写开题报告要通过收集各种资料对设计方案的选择进行比较真正达到选型恰当经济实惠的效果。第六周，第七周: 收集资料包括外文资料，通过学习和翻译外文资料要达到对外文资料的理解并能够达到把握国内外的动态。第八周，第九周: 对选型好的变速器进行各种零件的设计计算和校核，通过这个过程要巩固以往的学习的专业知识包括理论力学，材料力学，机械设计等相关的专业知识。第十周: Auto CAD绘制变速器的总装图，在这个过程中要熟悉如何用电脑绘制工程图并学习以往学过的画法几何和互换技术的知识，达到绘制一个较好的绒针传动机构装配图。第十一周: 让导师检查第6周到第9周的错误，然后认真改正从而达到选型和绘图完整正确的目的。第十二、十三周: 自选几个主要零件手工绘制重要零件图以提高手工绘图的熟练性，从而熟悉一个零件图上应该有的东西，包括公差配合等要求。第十四周: 检查上几周的错误和需要修改的地方。第十五、十六周: 写说明书并校核以往做的任务，达到任务正确，做图完整，计算明确的目的。并让导师检查以往的任务包括外文翻译开题报告、总装图、零件图、说明书。 第十七周： 编写设计计算说明书，形成毕业设计全部文件，准备答辩。第十八周： 毕业答辩。九、指导教师意见签名： 2012年 3月 日