三軸式五檔手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)【說明書+CAD】

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1886年，世界上誕生的第一輛汽車并未安裝變速器，直到1902年才由法國(guó)人造出了第一部裝有變速器的汽車。目前，絕大多數(shù)汽車仍采用機(jī)械式變速器、分動(dòng)器、主減速器，構(gòu)成整車的傳動(dòng)系，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操縱方便、造價(jià)低廉仍不失為汽車傳東西中常用的主要總成。由于汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為此在傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器。機(jī)械式手動(dòng)汽車變速器因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，在不同形式的汽車上得到廣泛的應(yīng)用，機(jī)械式手動(dòng)變速器在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，依然會(huì)在我國(guó)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。 自1940年美國(guó)通用汽車公司首次將液力機(jī)械式自動(dòng)變速器裝車應(yīng)用以來，液力機(jī)械式自動(dòng)變速器的生產(chǎn)形成系列化和專業(yè)化。其發(fā)展之快，應(yīng)用之廣，以致于人們直接命名其為”自動(dòng)變速器”。AT以優(yōu)越的動(dòng)力性能，乘坐舒適性和簡(jiǎn)便的操作，在汽車工業(yè)中占有相當(dāng)?shù)牡匚?。我?guó)幾種系列轎車中和重型載貨車上雖有應(yīng)用，但限于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件，獨(dú)立開發(fā)，成批生產(chǎn)AT的能力尚不具備。省油，排污低，操縱方便，行駛舒適的機(jī)械式無級(jí)自動(dòng)變速器(CVT)一直是人們追求的目標(biāo)。CVT與其它傳動(dòng)相比，操縱方便性和乘坐舒適性均可與液力變矩器相媲美，而其傳動(dòng)效率卻遠(yuǎn)高于液力變矩器。更主要的是它能夠協(xié)調(diào)車輛外界行駛條件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)潛力，提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性，使汽車具有良好的牽引特性，顯著地提高超車性能，這是現(xiàn)有的有級(jí)式變速器無法相比的，故CVT是國(guó)內(nèi)外汽車傳動(dòng)研究和推廣的重點(diǎn)之一。電傳動(dòng)與液壓車輛的馬達(dá)相似，它一改機(jī)械傳動(dòng)中的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，代之以電流輸至電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)汽車。另一種以新型蓄電池，燃料電池作為能源的電動(dòng)車，它不用石油燃料，無污染，能量轉(zhuǎn)換效率高，因而將廣泛用于短途運(yùn)輸?shù)霓I車，大客車，貨車上。日本的電源公司，美國(guó)通用公司，德國(guó)大眾公司等研制的電動(dòng)車已基本上滿足使用者的需要。電力式自動(dòng)變速器噪聲低，污染小，自動(dòng)化程度高，元件布置方便，可用電池代替原動(dòng)機(jī)，在不可再生資源日益枯竭，環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，電力式自動(dòng)變速器無疑是重要的發(fā)展方向之一。電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)是自動(dòng)變速器的一種，它是在原有固定軸式齒輪變速器的基礎(chǔ)上，把選，換檔和離合器及發(fā)動(dòng)機(jī)油門的操縱自動(dòng)化。與液力機(jī)械式自動(dòng)變速器和機(jī)械式無級(jí)變速器相比，它具有傳動(dòng)效率高，成本低，易制造，生產(chǎn)繼承性好等優(yōu)點(diǎn)，從世界范圍來看，它是自動(dòng)變速器的一個(gè)重要發(fā)展方向。 近年來，隨著車輛技術(shù)的進(jìn)步和車輛密度的加大，對(duì)變速器的性能要求也越來越高。眾多的汽車工程師在改進(jìn)汽車變速器性能的研究中傾注了大量的心血，使變速器技術(shù)得到飛速的發(fā)展。雖然它有諸多缺點(diǎn)，如換擋沖擊大，體積大，操縱麻煩等；但是，它也有很多優(yōu)點(diǎn)，如傳動(dòng)效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，制造工藝成熟和成本低等。所以，如果能改善機(jī)械式變速器上述的缺點(diǎn)，它還是有很大的發(fā)展空間的。如果在減小機(jī)械式變速器的體積和提高傳動(dòng)平穩(wěn)性兩方面做一些研究，就可以解決這些問題。隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子控制自動(dòng)變速器的問世，給汽車帶來了更理想的傳動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入汽車領(lǐng)域，推動(dòng)騎車變速器裝置的重大變革。自動(dòng)變速器裝置出現(xiàn)了電子化趨勢(shì)，特別是大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，使由微機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器換擋成為可能?？傮w看來，目前世界上應(yīng)用較多的汽車變速器是手動(dòng)變速器、電控液力自動(dòng)變速器、金屬帶式無級(jí)變速器、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器、雙離合器變速器及環(huán)形錐盤滾輪引式無級(jí)變速器等數(shù)種，并具有各自優(yōu)勢(shì)，但其中金屬帶式無級(jí)變速器前景看好。 我國(guó)的汽車及各種車輛的零部件產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上和發(fā)達(dá)國(guó)家存在著一定的差距，其中一個(gè)重要原因就是設(shè)計(jì)手段落后，發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)上早以進(jìn)入了分析設(shè)計(jì)階段，他們利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用機(jī)械CAD系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干涉檢查，實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，大大地提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率，減少了實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，縮短了產(chǎn)品更新周期。而我們的設(shè)計(jì)手段仍處于以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主的二維設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)完成后在投產(chǎn)中往往要進(jìn)行很大的改動(dòng)，使得產(chǎn)品開發(fā)周期很長(zhǎng)，性能質(zhì)量低等。為改變我國(guó)的車輛零部件的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)手段的落后狀況，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有必要開發(fā)一些適合中國(guó)國(guó)情的汽車及零部件的CAD系統(tǒng)，對(duì)已開發(fā)的CAD系統(tǒng)需進(jìn)一步提高和完善。隨著CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，許多國(guó)家和部門都對(duì)其進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，隨之開發(fā)并形成一些成套硬件和軟件系統(tǒng)。在美國(guó)、日本及歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家中，利用CAD技術(shù)解決眾多繁瑣的設(shè)計(jì)和分析計(jì)算。形成了以圖形系統(tǒng)為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心、以工具系統(tǒng)為支撐和以分析計(jì)算為應(yīng)用的集成化系統(tǒng)。 選題目的： 隨著汽車技術(shù)的發(fā)展和重型車的增多,對(duì)變速器的操縱、可靠和耐久性提出了更高的要求?；仡欁兯倨骷夹g(shù)的發(fā)展可以清楚的知道，變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的總要組成部分，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽車技術(shù)水平的一項(xiàng)總要依據(jù)。世紀(jì)能源與環(huán)境、先進(jìn)的制造技術(shù)、新型材料技術(shù)、信息與控制技術(shù)等是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的科技進(jìn)步推動(dòng)了變速器技術(shù)的發(fā)展。 選題意義： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)正是利用CAD技術(shù)來完成五檔變速器的設(shè)計(jì)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，還可以培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的能力，同時(shí)提高了應(yīng)用Pro/E軟件的能力，因而是一次很好的理論和實(shí)踐相結(jié)合的鍛煉機(jī)會(huì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)源于生產(chǎn)世紀(jì)，對(duì)于我們今后從事實(shí)際技術(shù)工作有很大的幫助，有利于我們掌握壓鑄模設(shè)計(jì)的過程和要點(diǎn)，熟悉Pro/E軟件在壓鑄模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用步驟，為日后的工作打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 設(shè)計(jì)內(nèi)容： （1）變速器的結(jié)構(gòu)形式選擇 （2）變速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 （3）變速器中心距的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （4）各檔齒輪和軸的校核計(jì)算 （5）用CAD畫裝配圖和零件圖。 合計(jì)：三張零號(hào)圖紙 擬解決的主要問題： 1. 改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作； 2. 在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車能倒退行駛； 3. 利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出； 4.使換擋迅速、省力、方便； 5.工作可靠。汽車行駛過程中，變速器不得有挑擋、亂擋及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生； 6.使變速器的工作噪聲低。 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)研 撰寫開題報(bào)告 查找相關(guān)資料 五檔變速器設(shè)計(jì) 說明書 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的選擇 變速器參數(shù)的確定 校核計(jì)算 同步器的設(shè)計(jì) 采用兩軸式變速器 全同步器換擋 擋數(shù)和傳動(dòng)比范圍 齒輪參數(shù) 齒輪彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度校核 軸的強(qiáng)度和剛度校核 同步器方案的選擇 同步器參數(shù)的設(shè)計(jì) 完成設(shè)計(jì)說明書 完成繪圖 四、進(jìn)度安排 （1）收集資料，調(diào)研，撰寫開題報(bào)告 第一周 （2）周四交開題報(bào)告，實(shí)習(xí)了解變速器的構(gòu)造 第二周 （3）完成各參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核工作，至少應(yīng)有裝配圖的草圖 第三周~第七周 （4）中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周 （5）畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周~第十一周 （6）交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和裝配圖、零件圖，修改 第十二周 （7）畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師審核 第十三周 （8）畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十四周 （9）畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱或預(yù)審 第十五周 （10）畢業(yè)設(shè)計(jì)修改 第十六周 （11）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 第十七周 五、參考文獻(xiàn) [1]陳家瑞. 汽車構(gòu)造[M].北京：人民交通出版社，2006. 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