電動機械式選換檔執(zhí)行機構(gòu)方案的設(shè)計【AMT】

電動機械式選換檔執(zhí)行機構(gòu)方案的設(shè)計【AMT】,AMT,電動機械式選換檔執(zhí)行機構(gòu)方案的設(shè)計【AMT】,電動,機械式,換檔,執(zhí)行機構(gòu),方案,設(shè)計 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文電算程序題目 換檔軸校核及其上的齒輪和軸承的校核計算 學(xué)生姓名 顧名坤專 業(yè) 車輛工程 班 級 150307班指導(dǎo)教師 陳偉l 程序說明編寫此程序的目的是為了完成對換檔軸及其上的齒輪的強度的校核。程序用C語言編寫。l 程序框圖（換檔軸的校核計算）1：換檔軸的校核計算#include #define pai 3.1415926float T1,T2,d;float tor(float Fa) /*計算換檔軸的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T*/float f,beita,n,p,d21,D0,d0,f_1,rou,lan,T;f=0.07;beita=15*pai/180;n=2;p=2;d21=15;D0=20;d0=11;f_1=0.15;T1=f_1*Fa*(pow(D0,3)-pow(d0,3)/(3*(D0*D0-d0*d0);lan=atan(n*p/(pai*d21);rou=atan(f/cos(beita); T2=Fa*tan(lan+rou)*d21/2;T=T1+T2;return(T);float max(float a,float b) /*比較止推轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的大小及比較當量彎矩的大小*/float large;if(ab)large=a;d=10;elselarge=b;d=13.5;return(large);main() /*求出計算應(yīng)力并與許用應(yīng)力進行比較*/float Fa,d2,arfa,tt,Ft2,Fr2,Mh1,Mh2,Mv1,Mv2,M1,M2,Tmax,Me1,Me2,Mmax,ca,cab;d=11;Fa=400;d2=37;arfa=20*pai/180;tt=tor(Fa);Ft2=2*tt/d2;Fr2=Ft2*tan(arfa);Mh1=10.2*Ft2;Mh2=2.6*Ft2;Mv1=12*(69*Fr2-24*Fa)/81;Mv2=17.5*(12*Fr2+24*Fa)/81;M1=sqrt(Mh1*Mh1+Mv1*Mv1);M2=sqrt(Mh2*Mh2+Mv2*Mv2);Tmax=max(T1,T2);Me1=sqrt(M1*M1+Tmax*Tmax);Me2=M2;Mmax=max(Me1,Me2);ca=Mmax/(0.1*pow(d,3);cab=70;if(cacab)printf(safen);elseprintf(dangern);printf(the calculated stress =%.2f,ca);printf(nT1=%.2f,T2=%.2f,T1,T2);printf(nM1=%.2f,M2=%.2f,M1,M2);printf(nFt2=%.2f,Fr2=%.2f,Ft2,Fr2);運行結(jié)果2：齒輪強度校核計算#include float t1,k,b;float calh(float z1,float z2,float z3) /*計算齒輪的接觸應(yīng)力*/float st,u,d1;u=2.2;d1=17;st=z1*z2*z3*sqrt(2*k*t1*(u+1)/(b*d1*d1*u);return(st);float calf(float y1,float y2,float y3) /*計算齒輪的彎曲應(yīng)力*/float bst,m,z1;m=1;z1=17;bst=y1*y2*y3*2*k*t1/(b*m*m*z1);return(bst);float pers(float x,float y,float z) /*計算齒輪的許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力*/float sig;sig=x*z/y;return(sig);main()float cah,pcah,pcaf,caf1,caf2;k=1.25*1.01*1.21*1.1;t1=433.2;b=10;cah=calh(189.8,0.91,2.5);pcah=pers(1150,0.95,1);if(cahpcah) /*校核接觸疲勞強度*/printf(the contact fatigue intensity is enoughn);elseprintf(the contact fatigue intensity is not enoughn);caf1=calf(2.95,1.52,0.72);caf2=calf(2.45,1.65,0.72);pcaf=pers(600,0.95,1.25);if(caf1pcaf&caf2pcaf) /*校核彎曲疲勞強度*/printf(the flexural fatigue intensity is enoughn );else printf(the flexural fatigue intensity is not enoughn);運行結(jié)果3：滾動軸承壽命計算#include #define pai 3.1415926main()float cr,t1,d1,fp,p,arf,n1,fr1,ft1,fr,L10h;t1=433.2;d1=17;arf=20*pai/180;cr=2.1e3;fp=1.1;n1=792;ft1=2*t1/d1;fr1=ft1*tan(arf);fr=sqrt(ft1*ft1+fr1*fr1);p=fp*fr;L10h=1e6/(60*n1)*pow(cr/p,3);if(L10h5e4)printf(life is enoughnL10h=%.1e,L10h);else printf(selection is wrong);運行結(jié)果4：換檔軸上兩個滑動軸承的計算#include float pa(float f,float b) /*壓強計算*/float p,d;d=10;p=f/(b*d);return(p);main()float pv1,pv2,v, per,pev,p1,p2, ft2,fr2,fh1,fh2,fa,fv1,fv2,f1,f2,b1,b2;ft2=51.52;fr2=18.72;fa=400;fh1=0.85*ft2;fh2=0.15*ft2;fv1=(69*fr2-24*fa)/81;fv2=(12*fr2+24*fa)/81;f1=sqrt(fh1*fh1+fv1*fv1); /*軸承1的徑向載荷*/b1=12;b2=10;p1=pa(f1,b1);v=0.1884;pv1=p1*v;per=27;pev=1.6;if(p1per&pv1pev)printf(the sliding bearing 1 is okn);else printf(the sliding bearing 1 is not okn); f2=sqrt(fh2*fh2+fv2*fv2); /*軸承2的徑向載荷*/p2=pa(f2,b2);pv2=p2*v;if(p2per&pv2pev)printf(the sliding bearing 2 is okn);else printf(the sliding bearing 2 is not okn);6 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 1 頁 共 50 頁中文摘要 介紹了AMT的發(fā)展歷程，基本工作原理及不同的執(zhí)行機構(gòu)。內(nèi)容主要包括對電動機械式選換檔執(zhí)行機構(gòu)方案的設(shè)計論證，設(shè)計計算及參數(shù)選擇，關(guān)鍵零部件的校核計算，換檔軸的加工工藝，機器的裝配工藝和英文翻譯。關(guān)鍵詞 AMT 執(zhí)行機構(gòu) 方案設(shè)計 加工 裝配外文摘要Title the design of the electromechanical selecting and shifting actuator for AMT AbstractIt introduces the developing history of AMT and its basic working principles. It also analyzes the current different actuators. This paper mainly covers the following items: designs and demonstrates the scheme of the electromechanical selecting and shifting mechanism; calculating and the selection of parameters; checking calculation of the key parts; the machining technics of the shifting shaft; the assembling process of this products and the English to Chinese translation. Keywords AMT actuator scheme design machining assembling 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 41 頁 共 50 頁目次1 引言11.1 什么是AMT？（Automated mechanical transmission）11.2 AMT的發(fā)展史11.3 研究開發(fā)AMT的意義21.4 AMT基本工作原理31.5 AMT 基本組成41.6 AMT的優(yōu)缺點51.7 AMT換檔控制策略61.8 AMT的不同執(zhí)行機構(gòu)82 方案設(shè)計（電動機械選換檔執(zhí)行機構(gòu)）102.1 設(shè)計要求102.3 原動件選擇112.4 傳動方法及其簡圖的繪制123 設(shè)計計算及參數(shù)選擇153.1 螺旋傳動153.2 選擋軸的設(shè)計183.3 各級傳動齒輪齒數(shù)的選擇183.5 步進電機的選擇計算214 校核計算224.1 換檔軸的校核224.2 齒輪1和齒輪2的校核274.3 懸臂軸1上的深溝球軸承61802壽命計算295 加工工藝及裝配工藝305.1 選檔軸機械加工工藝的確定305.2 總成裝配工藝過程34結(jié)論46致謝48參考文獻49 1 引言1.1 什么是AMT？（Automated mechanical transmission）AMT 是在傳統(tǒng)固定軸式變速器和干式離合器基礎(chǔ)上進行改造, 主要改變其手動換擋操縱部分。即在總體傳動結(jié)構(gòu)不變的情況下通過加裝電控系統(tǒng)、傳感器和相應(yīng)執(zhí)行機構(gòu), 將選換擋、離合器及發(fā)動機油門的操縱控制自動化。1.2 AMT的發(fā)展史汽車上普遍使用的發(fā)動機至今仍然是各種活塞式內(nèi)燃機。內(nèi)燃機的扁平動力特性決定了使用其作為動力源時, 必須配備變速裝置, 以保證車輛能夠適應(yīng)行駛條件的變化和充分發(fā)揮內(nèi)燃機性能。大多數(shù)變速器仍采用有級式變速器, 這就需要在行駛過程中通過換檔來改變傳動比, 這是駕駛員最為繁重的工作之一。為了充分利用發(fā)動機功率和改善車輛經(jīng)濟性, 變速器檔位有日益增多的趨勢。為減輕駕駛員的工作, 使其有更多時間注意到道路工況和車況, 提高行駛安全性, 迫切需要車輛變速實現(xiàn)自動化。電子控制技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展為車輛變速自動化提供了強大的技術(shù)基礎(chǔ)。最早實現(xiàn)換檔自動化的是裝有液力機械式自動變速器(AT) 的車輛。由于液力變矩器隨著阻力矩的變化自動調(diào)整轉(zhuǎn)速, 因而裝有液力變矩器和行星齒輪的液力機械式變速器的檔位就可以少一些,而且可以在不切斷動力的情況下實現(xiàn)換檔。在自動換檔時,駕駛員只需操縱加速踏板,不必考慮選擇哪一個檔位進行換檔操縱,有利于將注意力集中到行車安全性上來。但液力變矩器傳遞效率低, 行星齒輪變速器構(gòu)造復(fù)雜, 制造工藝要求較高。AMT 技術(shù)源于法拉利、雷諾等賽車。1985 年, 日本五十鈴公司率先研制成功NAVI- 5 型全自動機械式變速器, 并裝于飛鳥(ASKA)轎車, 投放市場獲得成功。機械式自動變速器的電控研究始于70 年代中期。目前,AMT 技術(shù)在美國和西歐等國家已經(jīng)商品化。其發(fā)展經(jīng)歷了半自動化階段、全自動化階段, 現(xiàn)正向智能化方向邁進。 1.2.1半自動化階段瑞典的斯堪尼亞( SCANIA) 的CGA 系統(tǒng),德國奔馳(DAIML ERBENZ) 的電推動系統(tǒng)( EPS) ,使得換檔實現(xiàn)了自動化。美國伊頓( EATON) 的半自動機械變速器(SAMT) 系統(tǒng)則更進一步將換檔和發(fā)動機油門的控制納入系統(tǒng)中,但它們不能取消離合器踏板,起步和換檔時離合器的自動控制沒有得到根本解決。1.2.2 全自動化階段全自動階段: 該階段研發(fā)的重點是離合器的起步控制、換擋操縱規(guī)律。在1983 年, 日本五十鈴公司將其研制成功的電子控制全機械式有級自動變速器NAVI- 5, 裝于ASKA 轎車并投放市場。同年, 美國伊頓公司也宣布成功地將重型貨車的手動變速器實現(xiàn)自動化, 并稱之為“AMT”。電控機械式自動變速器進入實用化階段。NAVI - 5 型全自動變速器是世界第1 臺全自動AMT。此后, 美國的福特(FORD) 公司, 法國的雷諾(RENAUL T) 公司, 意大利的菲亞特(FI2AT) 都相繼開發(fā)了這種變速器, 全自動AMT 已進入產(chǎn)品化和實用化階段1.2.3 智能AMT 階段由于自動換檔規(guī)律和起步時都受到環(huán)境、駕駛員的駕駛水平和車況等因素的影響, 日本的五十鈴( ISUZU) 、尼桑(NISSAN) 等開始采用模糊推理的智能化方法進行此方面的研究, 包括模糊換檔策略和離合器接合速度的模糊控制。智能化使得車輛在復(fù)雜多變的工作條件下, 采用正確措施使換檔規(guī)律、換檔品質(zhì)、起步及變速性能進一步提高。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進步,特別是微機控制功能的進一步增強, 各種傳感器和執(zhí)行機構(gòu)性能的改善, AMT 的性能有很大提高。變速器控制單元( TCU) 與發(fā)動機控制單元( ECU) 通過CAN 總線實現(xiàn)信息共享, 來增強協(xié)調(diào)控制能力, 實現(xiàn)整車控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。1.3 研究開發(fā)AMT的意義汽車自誕生以來經(jīng)歷了動力革命、傳動革命與控制革命三個階段。先進國家目前正處于控制革命階段，即自動控制階段。從各總成的單獨控制向動力傳動系統(tǒng)一體化綜合控制；從一般控制向智能化、網(wǎng)絡(luò)化控制發(fā)展。我國目前使用的汽車絕大多數(shù)仍為手動變速，手動變速汽車由于頻繁換擋的操作，易使駕駛員疲勞，影響行駛安全；而不同的駕駛技術(shù)水平對車輛的燃料經(jīng)濟性、動力性、乘坐舒適性造成極大差異，所以自動變速是人們長期追求的目標，是車輛向高級階段發(fā)展的重要標志。我國汽車工業(yè)正處于發(fā)展和提高時期，隨著技術(shù)進步和人民生活水平的提高，對自動變速的需求也越來越多。目前在國內(nèi)已經(jīng)形成年產(chǎn)700多萬輛轎車的生產(chǎn)能力，轎車年產(chǎn)量已超過600萬輛。隨著轎車進入家庭，非職業(yè)駕駛員越來越多，他們對簡化操作的要求日益迫切。因此目前我國自動變速器在轎車、城市客車、高級旅游客車、軍用車、重型載貨汽車及礦用車上已呈現(xiàn)越來越旺盛的需求。而AMT的特點是：1）實現(xiàn)了變速器選換擋的自動控制, 選換擋操縱桿的動作和離合器的結(jié)合與分離由氣動、液動或電動執(zhí)行機構(gòu)完成, 使選換擋操作方便, 減輕了駕車者的勞動強度。2) 可通過ECU 進行最優(yōu)化的換擋控制, 使汽車能在最理想的換擋點及時換擋, 并可避免手動換擋操作不當所造成的換擋沖擊。因此,AMT 可使汽車的動力性和平順性等有所提高。3) 采用傳統(tǒng)的齒輪變速器傳動, 傳動效率優(yōu)于液力變速器, 機械傳動機構(gòu)的維修也較為簡單。4) 由AMT能在現(xiàn)有生產(chǎn)的手動變速器基礎(chǔ)上進行改造,生產(chǎn)繼承性好, 投入費用較低, 容易被生產(chǎn)廠接受。和國外“自動撥”（AT）相比可節(jié)油1015。AMT換檔的科學(xué)性、平順性優(yōu)于熟練駕駛員的手工操作，滿足了人們對汽車多功能的需求愿望，保證了人們對汽車駕駛便捷、乘坐舒適的要求。國內(nèi)現(xiàn)有的自動變速器（AT）來源除了靠直接進口，就是靠引進技術(shù)和生產(chǎn)線制造，后者周期長、費用高，專一性強、通用性差。AMT無須改變原變速箱和離合器，因而生產(chǎn)繼承性好，投資不足AT的1/8，投資少，見效快。AMT價格僅為AT的1/3，特別適合中國國情。1.4 AMT基本工作原理汽車AMT系統(tǒng)工作過程主要是以各種傳感器代替人的感知器官，以操縱控制機構(gòu)代替人的手和腳，以ECU代替人的大腦，模擬熟練駕駛員的換檔過程，來自動完成汽車的整個換檔過程。機械式自動變速器(AMT)在原有固定軸式齒輪變速箱的基礎(chǔ)上，將選、換檔、離合器及發(fā)動機油門的操縱控制自動化，不僅可模擬駕駛員的換擋動作，而且通過車輛行駛狀況的準確監(jiān)測和執(zhí)行機構(gòu)的快速動作，使換擋操作不受人的動作限制，使電控機械式自動變速車輛具有比熟練駕駛員駕駛手動變速車輛更好的換擋品質(zhì)和燃油經(jīng)濟性，由于不改變手動變速器的主要結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)繼承性好，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難度相對較小 。圖1為AMT的控制結(jié)構(gòu)框圖1.5 AMT 基本組成AMT主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。1.5.1 AMT 硬件組成硬件主要包括: a. 被控對象: 被控對象包括發(fā)動機、離合器和變速器。b. 執(zhí)行機構(gòu): 按駕駛員的意圖實現(xiàn)車輛運行狀態(tài)的改變。執(zhí)行機構(gòu)由選、換擋執(zhí)行機構(gòu), 離合器分離結(jié)合執(zhí)行機構(gòu), 油門執(zhí)行機構(gòu)組成。主要元件有高速電磁閥、液壓缸、油泵、步進電動機、繼電器等。c. 傳感器: 傳感器用于時時監(jiān)測車輛運行狀態(tài)、采集ECU 控制所需的各種信息, 同時將采集到的信號轉(zhuǎn)換成ECU 能識別的信息, 便于ECU 進行處理, 并對車輛運行做出及時反應(yīng)以調(diào)整行駛狀態(tài)。主要有速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、檔位傳感器、加速度傳感器等d. 電控系統(tǒng)部分: 控制系統(tǒng)將傳感器采集到的信號通過電控單元(ECU) 進行處理, 對相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令, 實現(xiàn)駕駛員的意圖。電子控制系統(tǒng)充分實現(xiàn)車輛的良好性能并保證車輛的可靠運行。包括有各信號處理單元、CPU 單元、程序及數(shù)據(jù)存儲器單元、驅(qū)動電路單元、顯示單元、巡航控制單元、電源單元等1.5.2 AMT系統(tǒng)的軟件硬件是AMT 控制系統(tǒng)的基礎(chǔ), 但是軟件設(shè)計是整個控制系統(tǒng)的核心。AMT 系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)由實現(xiàn)控制策略的軟件模塊組成, 它按照一定的次序來處理各種信號。同時,結(jié)合智能控制技術(shù)能解決傳統(tǒng)控制方法所不能解決的問題, 從而取得明顯的、滿足實際應(yīng)用要求的效果, 有利于加快AMT 進入實用階段的進程。1.6 AMT的優(yōu)缺點1.6.1 優(yōu)點既具有AT自動變速速器自動變速的優(yōu)點，又保留了原手動變速器齒輪傳動的效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、易制造的長處。它揉合了二者優(yōu)點。它是在現(xiàn)在生產(chǎn)的機械變速器上進行改造的，保留了絕大部分原總成部件，只改變其中手動操作系統(tǒng)的換擋桿部分，生產(chǎn)繼承性好，改造的投入費用少，非常容易被生產(chǎn)廠家接受。AMT和手動變速器的區(qū)別主要是AMT在變速器和換檔手柄之間取消了機械連接，變速器完全實現(xiàn)線控。這種方式較傳統(tǒng)的的換檔手柄的機械傳動方式提供了更多的換檔手柄的設(shè)計方式。與AT相比，AMT系統(tǒng)的價格稍微便宜。至于附加的元件，變速器實現(xiàn)自動化要增加10%的質(zhì)量。1.6.2 主要缺點由于AM T 是靠離合器的分離、結(jié)合來切斷和傳遞動力的, 沒有液力變矩器式自動變速器(A T ) 在起步、換檔過程中能夠通過液力變矩器緩和振動與沖擊的優(yōu)越條件,是換檔舒適性不好，并且在換檔過程中產(chǎn)生動力中斷，使得在換檔過程中加速性不好，特別是在駕駛員要求急加速的情況下更明顯。而且目前市場上的AMT沒有失效安全保護模式，系統(tǒng)失效將導(dǎo)致車輛不能行使。1.7 AMT換檔控制策略制定換檔控制策略主要是正確設(shè)計換檔規(guī)律和換檔時序。根據(jù)車輛的牽引特性和發(fā)動機萬有特性確定動力性換檔規(guī)律和經(jīng)濟性換檔規(guī)律。系統(tǒng)的換檔規(guī)律在中小油門開度下,采用經(jīng)濟性換檔規(guī)律,保證汽車的經(jīng)濟性;在大油門下采用動力性換檔規(guī)律,保證汽車的動力性。同時還考慮了避免轉(zhuǎn)彎及坡道行駛時不必要的換檔循環(huán),制定的換檔規(guī)律見圖2。換檔時序是發(fā)動機、離合器、變速器三者協(xié)調(diào)動作的時序。換檔時序的重點是離合器的分合動作與發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制間的配合。要求在離合器分離時,控制節(jié)氣門剛好使發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降,如果節(jié)氣門動作過晚,由于負荷減小可能使發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升。反之可能造成離合器未完全分離,而發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降,造成車速下降,影響車輛的動力性。在離合器結(jié)合階段恢復(fù)節(jié)氣門開度,使發(fā)動機輸出扭矩按一定速度回升,并保持在沖擊度允許的范圍內(nèi)。若離合器結(jié)合過早會產(chǎn)生扭矩振蕩,若節(jié)氣門開度恢復(fù)指令發(fā)出過早,則會使發(fā)動機轉(zhuǎn)速在未建立阻力之前回升,加劇離合器的滑磨。圖2 換檔時序圖在整個AMT控制過程中，離合器的接合過程，一般需要在12 S內(nèi)完成，對執(zhí)行機構(gòu)的特性和控制性能均有較嚴格的要求。根據(jù)車速傳感器、加速傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器以及變速箱輸出軸轉(zhuǎn)速等信息，控制離合器的半閉合和閉合時機。其目的是減少離合器在閉合過程中造成的沖擊，提高離合器閉合的平穩(wěn)性，減少離合器接合過程中的摩擦。AMT控制策略簡圖如圖3所示。系統(tǒng)主要有信息輸入與信息檢測、信息輸出以及調(diào)試系統(tǒng)。1.7.1 信息輸入與檢測把傳感器和檔位開關(guān)發(fā)的電平信號作為整個電動型AMT系統(tǒng)的信號輸入，其中主要包括以下信息：檔位操縱桿所處的檔位(P，R，N，D，1，2，3)；剎車信息(點剎和急剎)；運行信息(加速信息、減速信息、經(jīng)濟型運行信息和動力型運行信息)；檔位操縱手柄的位置；變速箱當前所處檔位；離合器的位置；油門開度；汽車速度和加速度；汽車的有效負載；發(fā)動機轉(zhuǎn)速等信息。1.7.2 信息輸出信息輸出提供控制信息。對于AMT其輸出信號主要是控制電機轉(zhuǎn)速的PWM 信號，主要包括油門控制、離合器控制和檔位控制3種主要控制參量。 步進電機的油門控制。利用步進電機控制油門開度的大小，通過速度信號對電機進行調(diào)速控制，調(diào)整離合器在分離和閉合時的油門。主要目的是減少空燃，防止在離合器分離狀態(tài)下，發(fā)動機轉(zhuǎn)速過高，從而節(jié)省燃油。 直流無刷電機的離合器及檔位控制。汽車ECU發(fā)出3組PWM 控制信號，通過3臺無刷步進電機，分別控制離合器的分離、半閉合和閉合狀態(tài)及檔位操作桿的掛擋。1.7.3 調(diào)試及故障診斷軟件調(diào)試及故障診斷軟件具有2大功能：參數(shù)的調(diào)整和自動變速系統(tǒng)常見故障的檢測。 參數(shù)調(diào)試。主要用于調(diào)整輸入信息，使輸入信息的有效值能滿足車輛運行最佳狀態(tài)的要求，避免由于各種原因造成的沖擊，提高車輛運行的平穩(wěn)性。調(diào)試的參數(shù)主要包括變速箱參數(shù)、離合器參數(shù)、油門參數(shù)、加速踏板、選檔器參數(shù)、動力型運行參數(shù)以及經(jīng)濟型運行參數(shù)。 故障診斷。故障診斷主要針對自動變速系統(tǒng)常見故障進行分析，幫助維護人員判斷故障可能發(fā)生的原因及故障點，提高車輛維護人員的維護水平，保障車輛的可靠性和安全性。常見故障主要包括電機故障、接線故障、傳感器故障、離合器驅(qū)動結(jié)構(gòu)故障、變速箱換檔故障和油門故障等2O多種。故障診斷軟件基本上是一個通用軟件，可以適用不同車型。不同車型僅僅需要調(diào)整一些特定的參數(shù)即可。如變速箱各檔位的傳動比，離合器的分離距離，以及最佳換檔參數(shù)等。該軟件主要適用于4檔或5檔車型，不適用于6檔車型圖3 換檔控制策略簡圖1.8 AMT的不同執(zhí)行機構(gòu)目前市場上的AMT有3種結(jié)構(gòu)形式：電控液動、電控氣動和直流電機操縱。其中電控液動和直流電機操縱是較常用的結(jié)構(gòu)形式。1.8.1 液壓操縱控制液壓系統(tǒng)根據(jù)電控單元的指令控制電磁閥使執(zhí)行機構(gòu)自動地完成離合器分離、接合和變速器選換擋等動作。液壓油源的工作：系統(tǒng)中工作油液壓力不足時，由壓力繼電器發(fā)出信號，啟動液壓泵吸油并向系統(tǒng)提供壓力油壓力油存儲在蓄能器巾。在壓力升高至設(shè)定值后由壓力繼電器發(fā)信號使液壓泵停止工作 選、換擋和離合器操縱機構(gòu)的液壓油源南蓄能器提供。系統(tǒng)的工作情況：旋轉(zhuǎn)電門鑰匙通電后，系統(tǒng)首先給換擋和選擋油缸兩端加壓，確認變速器是在空擋位置，然后發(fā)動機方可起動；在駕駛員發(fā) 前進或倒車指令后，離合器油缸首先進油，離合器分離，選擋油缸一端加壓進行選擋，換擋油缸再加壓進行換擋最后放油閥脈寬調(diào)制將離合器油缸內(nèi)的液壓油釋放，離合器緩慢接合1.8.2 氣動操縱控制氣動系統(tǒng)也是根據(jù)電控單元的指令控制電磁閥使執(zhí)行機構(gòu)自動地完成離合器分離、接合和變速器選、換擋等動作的。氣動能源的工作：因車上有現(xiàn)成的儲氣罐，氣動能源可以直接由儲氣罐提供，不再需要額外的電機油泵等能源裝置。系統(tǒng)的工作情況：這一部分工作情況與液壓系統(tǒng)基本相同。1.8.3 電機操縱控制（電動機械式執(zhí)行機構(gòu)）用3個直流電機實現(xiàn)選換擋和離合器的操縱，電機根據(jù)電控單元的指令控制執(zhí)行機構(gòu)自動地完成離合器分離、接合和變速器選、換擋等動作電機的工作：ECU發(fā)出選換擋指令控制電機的動作，電機驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)選擋、換擋和離合器的分離與結(jié)合。用電機控制執(zhí)行機構(gòu)的特點是節(jié)約能量在系統(tǒng)不需要換擋時系統(tǒng)給電機斷電只有當需要選換擋時才給電機供電，另外結(jié)構(gòu)比較簡單。缺點是：電機的執(zhí)行動作沒有液壓系統(tǒng)精確而且選換擋的動作比較遲緩，對于選換擋速度不需要太快的情況下可以使用電機進行驅(qū)動，系統(tǒng)的調(diào)試對于批量生產(chǎn)有一定的難度。系統(tǒng)的工作情況：旋轉(zhuǎn)電門鑰匙通電后系統(tǒng)首先給換擋和選擋電機供電，確認變速箱是在空擋位置，然后發(fā)動機方可啟動；在駕駛員發(fā)出前進或倒車指令后，首先控制離合器的電機動作使離合器分離并保持，選擋電機進行選擋換擋電機進行換擋最后，通過控制離合器的電機動作使離合器緩慢接合。2 方案設(shè)計（電動機械選換檔執(zhí)行機構(gòu)）2.1 設(shè)計要求選檔力40N，換檔力400N，選換檔時間t1.5s。選檔時換檔桿的轉(zhuǎn)動角度為19，換檔時選換檔桿的軸向移動量l12mm。壽命為5h；要求選換檔桿在空擋時，選擋時間0.5s，換檔時間1s。2.2 設(shè)計思路裝車車型為吉普車2012變速器，根據(jù)此變速箱的特點，在原有的機械式變速器的基礎(chǔ)上加上一套電動機械選換檔執(zhí)行機構(gòu)。此變速箱的檔位設(shè)置如圖4。所設(shè)計的選換檔執(zhí)行機構(gòu)仍然保留中的撥叉軸和撥叉軸上的撥塊。根據(jù)此變速箱的擋位設(shè)置和撥叉軸上的撥塊布置，可以在2，3擋撥叉軸正上方布置一根選換檔桿（如圖5），通過操縱換檔桿來實現(xiàn)選換檔操作。選換檔桿用螺釘固定著球頭桿，球頭桿兩端均具有球頭，一端深入撥塊中，另一端與選換檔執(zhí)行機構(gòu)相連接。選換檔桿兩端由變速器殼體上的軸承支撐，可以沿軸向滑動。通過電動執(zhí)行機構(gòu)給選換檔桿一個選檔力矩Ts，使得選換檔桿沿平行于紙平面的軸線轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)選擋操作。通過電動執(zhí)行機構(gòu)給選換檔桿一個軸向力Fc，使選換檔桿軸向移動，通過撥塊撥動撥叉軸，實現(xiàn)換檔操作。綜上所述，要實現(xiàn)選換檔操作的自動化，就必須有兩個動作進行協(xié)調(diào)執(zhí)行。轉(zhuǎn)動選換檔桿實現(xiàn)選檔操作，移動選換檔桿實現(xiàn)換檔操作。圖4 檔位布置圖圖5 撥叉軸與選換檔執(zhí)行機構(gòu)的連接圖1：撥叉軸 2：選換檔桿 3：選換檔桿的驅(qū)動構(gòu)件 4：換檔軸 5：變速器箱體 2.3 原動件選擇 本設(shè)計原動件選擇步進電機。步進電機是機電控制中一種常用的執(zhí)行機構(gòu)，它的用途是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，通俗地說：當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。通過控制脈沖個數(shù)即可以控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機具有自身的特色，（1）可以用數(shù)字信號直接進行開環(huán)控制，整個系統(tǒng)簡單廉價。（2）位移與輸入脈沖信號數(shù)相對應(yīng)，步距差步長期積累，可以組成結(jié)構(gòu)較為簡單而又具有一定精度的開環(huán)控制系統(tǒng)，也可以在要求高精度時組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。（3）無刷，電動機本體部件少，可靠性高。（4）易于起動，停止，正反轉(zhuǎn)及變速，響應(yīng)性也好。（5）停止時，可有自鎖能力，不會因為汽車的振動等而引起控制失真。（6）步距角選擇范圍大，可在幾十角分至180大范圍內(nèi)選擇。在小步距情況下，通?？梢栽诔退傧赂咿D(zhuǎn)矩穩(wěn)定運行，通?？梢圆唤?jīng)減速器直接驅(qū)動負載。（7）速度可在相當寬范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，同時用一臺控制器控制幾臺步進電機，可以使它們完全同步運行。2.4 傳動方法及其簡圖的繪制由于選用步進電機作為原動件，電機輸出為轉(zhuǎn)動輸出，根據(jù)設(shè)計思路的分析，選檔時需要的時轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，而換檔時需要的是力的驅(qū)動，故換檔時需要將轉(zhuǎn)動改變?yōu)橐苿印Ｄ軐崿F(xiàn)將轉(zhuǎn)動改變?yōu)橐苿拥牡臋C構(gòu)常用的有齒輪齒條傳動和螺旋傳動。考慮到為了從汽車各個零部件總成提高汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性，達到汽車零部件設(shè)計輕量化的要求，齒輪齒條傳動方案的尺寸和重量均比螺旋傳動大。故此傳動此執(zhí)行機構(gòu)的傳動采用螺旋傳動。換檔傳動的實現(xiàn)，只靠一個螺桿和螺母構(gòu)成螺旋副在結(jié)構(gòu)設(shè)計上實現(xiàn)很困難，故在螺桿與步進電機間再加一齒輪減速傳動。為了使得選換檔桿2（圖6）旋轉(zhuǎn)，故選換檔桿的驅(qū)動構(gòu)件3（見圖6）必須在換檔軸帶動其移動前能夠旋轉(zhuǎn)，以進行選檔。所以驅(qū)動構(gòu)件3不能與換檔軸直接構(gòu)成螺旋副進行配合。故選擇以螺母構(gòu)件與換檔軸上的梯形螺紋構(gòu)成螺旋副的同時能夠與驅(qū)動構(gòu)件3進行配合，使得驅(qū)動構(gòu)件3能夠移動。而同時螺母構(gòu)件與驅(qū)動構(gòu)件3的配合又不阻礙驅(qū)動構(gòu)件3的轉(zhuǎn)動。這樣的螺母構(gòu)件可以自行設(shè)計實現(xiàn)。而驅(qū)動構(gòu)件3可以做成剖分式的，裝配時能夠使得螺母構(gòu)件嵌入其中。 同時得具有限制螺母構(gòu)件轉(zhuǎn)動的移動副，因為在螺桿轉(zhuǎn)動時，螺母由于摩擦也能夠轉(zhuǎn)動。為此在螺母構(gòu)件上開槽以實現(xiàn)和導(dǎo)向鋼的配合，限制螺母的轉(zhuǎn)動。故選檔傳動，采用齒輪直接傳動。選檔軸上設(shè)計的齒輪與驅(qū)動構(gòu)件3上部的扇形齒進行嚙合，實現(xiàn)驅(qū)動構(gòu)件3的轉(zhuǎn)動?？紤]到結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要，選檔軸不能直接有電機驅(qū)動，故還需要一級齒輪傳動，以實現(xiàn)選檔電機的驅(qū)動。故方案設(shè)計傳動圖見圖6：2.4.1 工作原理及傳動路線（參照圖6）傳動圖中換檔步進電機12和選檔步進電機13由控制器所控制，通過驅(qū)動電路驅(qū)動。控制器通過車速傳感器，油門開度傳感器，檔位傳感器，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器，加速度傳感器，坡度傳感器，離合器位置傳感器等傳來的電信號，通過存儲在內(nèi)的最佳動力性換檔規(guī)律和最佳經(jīng)濟型換檔規(guī)律，模擬熟練駕駛員的動作進行判斷，確定升擋或者是減擋。選檔過程首先發(fā)出選檔控制信號給驅(qū)動器，由驅(qū)動器驅(qū)動選檔步進電機13，帶動與之相連的齒輪7轉(zhuǎn)動，從而使得軸轉(zhuǎn)動，通過軸上的齒輪6與扇形齒5的嚙合，帶動齒輪5轉(zhuǎn)動，扇形齒輪5的下部通過螺釘與選換檔桿的驅(qū)動構(gòu)件4相連，從而使得驅(qū)動構(gòu)件4轉(zhuǎn)動，驅(qū)動選換檔桿15轉(zhuǎn)動，從而使的選換檔桿下端的球頭沿垂直紙面方向移動到相應(yīng)的撥塊槽中，完成選檔操作。換檔過程選檔的同時，選檔傳感器連接軸通過螺旋副使得連接于螺母10移動，連接于螺母10上的選檔位移傳感器將位移信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳遞給控制器。選檔完成后，控制器通過分析來自選檔位移傳感器的信號，從而發(fā)出換檔控制信號給驅(qū)動器，從而驅(qū)動換檔電機12，換檔電機通過軸帶動齒輪1轉(zhuǎn)動，齒輪圖6 AMT選換檔傳動簡圖1，2，5，6，7，8，9均為齒輪；3，10，11均為帶有梯形內(nèi)螺紋的螺母構(gòu)件；換檔電機輸出軸；換檔軸；選檔軸；選檔電機輸出軸；選檔位移傳感器連接軸；12換檔步進電機；13選檔步進電機；14螺母構(gòu)件導(dǎo)向桿；15選換檔桿；16撥叉軸；17變速箱殼體換通過齒輪副使得齒輪2轉(zhuǎn)動，齒輪2通過鍵連接帶動換檔軸旋轉(zhuǎn)，換檔軸的旋轉(zhuǎn)通過螺旋副帶動螺母3移動，因螺母構(gòu)件上部開有槽與導(dǎo)向鋼14構(gòu)成移動副，故螺母構(gòu)件3只能移動。螺母構(gòu)件3中間帶有凸緣，嵌入到選檔桿驅(qū)動構(gòu)件4和扇形齒5的槽中。從而使得選換檔桿驅(qū)動構(gòu)件4移動，從而使得選換檔桿15軸向移動，通過選換檔桿上的球頭撥動撥塊，使得撥叉軸16帶動撥叉軸向移動，從而完成換檔。3 設(shè)計計算及參數(shù)選擇3.1 螺旋傳動圖7 螺旋傳動簡圖螺旋傳動有螺桿和螺母構(gòu)成。此機構(gòu)能將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，當螺旋升角大于摩擦角時，也可將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)槁菪\動，若小于則不能，即具有自鎖功能；能用較小的轉(zhuǎn)矩獲得很大的推力；可獲得很大的傳動比；有較高的運動精度，且傳動平穩(wěn)。 選換檔執(zhí)行機構(gòu)傳動中，傳遞的轉(zhuǎn)矩小，速度也低，故選用滑動螺旋傳動。此外滑動螺旋傳動還具有結(jié)構(gòu)簡單，尺寸無限制，加工及安裝精度要求較低，經(jīng)濟性好，抗沖擊性較強，運轉(zhuǎn)時噪聲小等優(yōu)點。其運動方式為，螺桿旋轉(zhuǎn)，但軸向不能移動，螺母軸向移動，但不能轉(zhuǎn)動，在選換檔執(zhí)行機構(gòu)中，螺母通過驅(qū)動選換檔桿的驅(qū)動件（圖5中零件3）驅(qū)動選換檔桿，使選換檔桿軸向移動，完成換檔。螺紋類型選擇為梯形螺紋，因為此螺旋副需要雙向傳動。牙型半角15。螺旋副材料選擇：由于選換檔執(zhí)行機構(gòu)屬于間歇運動，故選擇螺桿材料為40Cr，熱處理方法為淬火后回火，硬度達到5055HRC；由于滑動螺旋傳動的主要失效形式是磨損，為此，在選擇螺桿材料和熱處理時，需要提高螺桿的表面硬度，并降低其粗糙度，這樣可以提高耐磨性。由于錫青銅的抗膠合與耐磨性能最好，所有螺母材料選擇為錫青銅。根據(jù)選擇的螺旋副材料查得其摩擦系數(shù)為f=0.07。選擇螺距P2mm，線數(shù)z=2，旋合長度為L10，螺桿大徑d16mm，中徑;小徑；選用八級精度傳動。此螺旋副的配合標注為Tr164（P2）8H/8e，3.1.1 螺桿傳動及換擋軸的參數(shù)計算根據(jù)此變速器選換檔時間的要求，換檔時間1s，換檔桿的移動距離最大為2l21224mm，估算此此螺旋傳動中螺母的移動速度為v=24/1=0.024m/s，螺母的阻力400N。由公式v=zPn/60（其中z螺桿線數(shù)；P螺距，mm；n螺桿轉(zhuǎn)速，r/min）得螺桿轉(zhuǎn)速60v/(zP)=600.024/(22)360r/min。由公式T=Ftan求得施加在螺桿上的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩T/Nmm，式中F螺母作用載荷，N；螺旋升角，；當量摩擦角，；螺紋中徑，mm。d0.5P=160.5215，=；據(jù)此估算所設(shè)計螺桿軸的最小直徑d/mm 公式 其中許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa；T軸所受扭拒，Nmm換檔軸材料選為40Cr，查表得50MPa;，考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要和軸上鍵槽及軸徑變化引起的引力，使之有足夠的安全系數(shù)，故初選軸徑=10mm。與傳感器連接構(gòu)件10，11配合的螺桿螺距，大徑，線數(shù)及配合公差的選擇由于傳感器連接構(gòu)件受力很小，故配合均選擇為Tr83（p1.5）8h/8e3.1.2 螺桿上梯形螺紋長度的設(shè)計與換檔螺母構(gòu)件3配合的螺紋長度：換檔時選換檔桿的軸向移動量l12mm。根據(jù)螺母寬度B14mm，螺母的移動量為l12mm，故2（712）38mm，選擇40mm。 與換檔位移傳感器連接構(gòu)件11配合的螺紋長度：=3.2 選擋軸的設(shè)計由選檔時換檔桿的轉(zhuǎn)動角度為19，選擋時間0.5s，得出齒輪5的轉(zhuǎn)動速度；由選檔力40N，根據(jù)選擋構(gòu)件4的設(shè)計尺寸=32mm，得出構(gòu)件4的阻力矩 =32401280傳遞的功率由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要選擇選檔軸上齒輪和扇形齒齒輪的傳動比為。則選檔軸的轉(zhuǎn)速選檔軸的轉(zhuǎn)矩。(此處忽略了傳感器連接構(gòu)件齒輪軸所需要的轉(zhuǎn)矩) 公式 其中許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa；T軸所受扭拒，Nmm選檔軸材料選為40Cr,查表得50MPa；代入公式：，考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要和軸上鍵槽及軸徑變化引起的引力，使之有足夠的安全系數(shù)，故初選軸徑=10mm。3.3 各級傳動齒輪齒數(shù)的選擇因是汽車底盤用齒輪，重要傳動，對噪聲和傳動的平穩(wěn)，準確性均有高的要求，故選擇齒輪材料為40Cr，均需要淬火處理，硬度達到4855HRC，精度等級7級。又因為傳動速度和轉(zhuǎn)矩都很小，且是間歇運動，故均選擇為直齒圓柱齒輪。初步選擇齒輪6的齒數(shù)；扇形齒齒輪5的齒數(shù)81，模數(shù)1mm，由于齒輪5僅需要擺動19，扇形齒最少齒數(shù)取扇形齒設(shè)計角度為60。則扇形齒具有的齒數(shù)： ，取13。由于475.2Nmm，=360r/min，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均不高，故選擇齒輪1和齒輪3的齒數(shù)分別為 ，模數(shù)=1mm。 ， 由于選檔軸的轉(zhuǎn)速，選檔軸的轉(zhuǎn)矩選檔軸的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均很低，初步選擇齒輪7和齒輪8的齒數(shù)為，；模數(shù)；則減速比為。由于齒輪9只起傳遞位移的作用，需要的力很小,又考慮到結(jié)構(gòu)布置上的需要，故選擇齒輪9的齒數(shù)，模數(shù)，所以。則，。綜上所述所選各個齒輪參數(shù)及各軸傳遞的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速分別為:齒數(shù)模數(shù)/mm11110.80.80.8傳動比i分度圓直徑/(mm)各軸轉(zhuǎn)矩/(Nmm)各軸轉(zhuǎn)速/(r/min)3.4 軸承的選擇由于軸的轉(zhuǎn)速相對很高，需要的傳遞的力矩較大，故選擇滾動軸承，深溝球軸承61802，既能承受徑向力，又能承受一定的軸向力。 軸，軸，軸，軸由于其工作轉(zhuǎn)速較低，且汽車變速器換檔屬于間斷進行，故各軸的運動都是間歇運動，要求的傳動精度也不高，故它們的支撐都選擇滑動軸承。且材料選擇為粉末冶金含油軸承，其工作原理大致是：用多孔材料制成、孔隙中貯有潤滑油的滑動軸承。多孔材料和潤滑油的熱膨脹系數(shù)不同，故工作時油從孔隙中被擠入摩擦面，停止工作時油又隨溫度下降被吸回孔隙。含油軸承具有成本低、能吸振、噪聲小、在較長工作時間內(nèi)不用加潤滑油等特點，特別適用于不易潤滑或不允許油臟污的工作環(huán)境?？紫抖仁呛洼S承的一個重要參數(shù)。在高速、輕載下工作的含油軸承要求含油量多，孔隙度宜高；在低速、載荷較大下工作的含油軸承要求強度高，孔隙度宜低。含油軸承的材料主要有多孔金屬和多孔塑料兩類。用多孔金屬制成的含油軸承，按基體材料不同分為鐵基和銅基。前者承載能力高，但容易與鋼軸產(chǎn)生膠合；后者許用速度較高，但價格較貴。含油軸承使用的多孔塑料為熱固塑料，如尼龍、酚醛樹脂等。多孔塑料含油軸承表面很軟，不易損傷軸頸，允許有較大的同軸度公差，但強度和剛度比多孔金屬含油軸承低、承載能力小、熱穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性差。為改善多孔塑料的這一缺點，可將塑料層厚度盡量減薄，用金屬背襯來支承塑料薄層。3.5 步進電機的選擇計算3.5.1 換檔步進電機（1）分辨率l：分辨率為每發(fā)出一個脈沖換檔軸的移動距離，選定l0.05mm,；公式中 P螺距，mm，z線數(shù)，i傳動比。選擇，則分辨率,所以截面安全。（3）截面安全系數(shù)校核抗彎截面系數(shù) 合成彎矩，轉(zhuǎn)矩彎曲應(yīng)力幅（按對稱循環(huán)變應(yīng)力計算）彎曲平均應(yīng)力由，查機械設(shè)計附圖得尺寸系數(shù)由軸表面螺紋傳動查得其應(yīng)力集中系數(shù)為，則綜合影響系數(shù)軸材料為40Cr,查表取彎曲等效系數(shù)則彎矩作用的安全系數(shù)即計算安全系數(shù) 取，顯然,所以截面也安全。4.2 齒輪1和齒輪2的校核4.2.1 接觸疲勞強度的校核接觸應(yīng)力其中，又，查表得，；齒寬系數(shù)：齒間載荷分配系數(shù)，由七級精度，表面淬火查表得彈性系數(shù)，查表得；端面重合度接觸強度重合度系數(shù)；節(jié)點區(qū)域系數(shù)許用接觸應(yīng)力查表得，若，則接觸強度滿足。（此部分計算由程序完成）4.2.2 齒根彎曲疲勞強度校核彎曲應(yīng)力其中許用彎曲應(yīng)力，查表得根據(jù)根據(jù)若，則彎曲疲勞強度滿足。（此部分計算由程序完成）4.3 懸臂軸1上的深溝球軸承61802壽命計算由本部分第節(jié)，求得轉(zhuǎn)矩，則齒輪1所受的圓周力，其中則軸承所受的徑向力由機械設(shè)計手冊查得，基本額定動載荷當量動載荷；查機械設(shè)計課本表得則軸承的工作壽命，其中，若，則壽命滿足使用要求4.4 換檔軸兩端滑動軸承的校核由換檔軸的力學(xué)模型求得：，其中求得左端軸承1的徑向載荷4.4.1 驗算軸承的平均壓強p為保證潤滑油不被過大的壓力擠出，從而避免軸套產(chǎn)生過度的磨損，須滿足其中F軸承的徑向載荷，N；B軸承的工作寬度,mm;d軸徑直徑，；軸瓦材料的許用壓強，MPa；27MPa4.4.2 驗算軸承的值為了限制軸承的摩擦功耗與溫升，避免引起邊界油膜破裂而產(chǎn)生膠合，須滿足，查表得4.4.3 驗算滑動速度為了防止劇烈磨損，須滿足；其中許用滑動速度，；滑動速度滿足要求5 加工工藝及裝配工藝5.1 選檔軸機械加工工藝的確定將選檔軸上的設(shè)計尺寸標注改為最終加工工序的工序尺寸標注，即入體尺寸標注：圖9 零件設(shè)計尺寸轉(zhuǎn)為工序尺寸標注5.1.1毛坯的選擇毛坯選擇為型材，毛坯圖為圖10 選檔軸毛坯圖5.1.2 選擇定位基準先選精基準，后選粗基準。精基準的選擇：此換檔軸的表面加工選用軸端的兩個頂尖孔作為精基準。這樣遵循統(tǒng)一基準的原則，可以用兩個頂尖孔定位加工選檔軸的所有外圓表面和端面，這樣可以保證各外圓表面的同軸度和端面對軸心線的垂直度。此外采用統(tǒng)一基準還可以減少夾具種類，降低夾具設(shè)計制造費用的作用。粗基準的選擇：根據(jù)粗基準一般不得重復(fù)使用的原則，選擇14加工右端面的頂尖孔，選擇16外圓面加工左端面頂尖孔5.1.3 加工工序的安排機械加工工序的安排，依照下列幾個原則進行：a：先加工定位基面，再加工其他表面。b：先加工主要表面，后加工次要表面。c：先安排粗加工工序，后安排精加工工序。d：先加工平面，后加工孔。（1）分別以外圓面定位，加工出兩頂尖孔，即加工出精基準。（2）加工齒輪段外圓面及其端面以兩頂尖孔定位，加工齒輪段外圓面及其端面，采用粗車半精車的加工方案，使得外圓表面粗糙度達到，保證其端面和頂圓對軸線的圓跳動要求圖11 選檔軸加工齒輪段外圓面時的工序圖（3）軸上齒的加工滾齒，剃齒，齒面表面淬火，磨齒。磨齒安排再淬火后是因為淬火后工件會有較大的變形產(chǎn)生，為了修正淬火處理產(chǎn)生的變形。以兩頂尖孔定位加工，夾緊方式與1相同（4）加工12外圓面及其鍵槽加工12外圓面時兩頂尖孔定位，加工鍵槽時以左頂尖孔和12外圓面定位。粗車，半精車外圓面，插鍵槽，磨外圓面以達到設(shè)計圖樣上的各項要求其中插鍵槽的尺寸的確定，需用尺寸鏈進行計算確定。a：粗車，半精車外圓面至A1=b：插鍵槽至尺寸Ac：磨外圓，同時保證尺寸圖12 選檔軸上鍵槽加工的尺寸鏈圖尺寸A的計算方法為：關(guān)于尺寸A的尺寸鏈如圖12所示在圖所示的尺寸鏈中尺寸為封閉環(huán)，尺寸為減環(huán)；尺寸和A增環(huán)。根據(jù)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課本上關(guān)于尺寸鏈計算的公式得：所以工序尺寸（5）加工出的軸環(huán)，分為粗車，半精車兩個階段（6）粗車，半精車加工出軸的兩端端直徑為與滑動軸承接觸的軸徑表面。然后車出的砂輪越程槽。接著用外圓磨床粗磨，精磨兩軸徑表面及軸環(huán)的端面。以兩頂尖孔定位。（7）對軸的兩端面及齒輪端面進行倒角。以兩頂尖孔定位。5.2 總成裝配工藝過程5.2.1 編排裝配順序的原則是：先下后上，先內(nèi)后外，先難后易，先精密后一般。5.2.2 總成裝配工藝系統(tǒng)圖見圖145.2.3 選檔軸總成裝配工藝系統(tǒng)圖見圖13圖13 選檔軸總成裝配工藝系統(tǒng)圖5.2.4 裝配后的調(diào)整為了使得選換擋機構(gòu)正常選換檔，及使得傳感器正常工作；裝配后要求換檔螺母的中心線距離殼體內(nèi)壁的距離為31.5mm；要求換檔傳感器連接構(gòu)件距離換檔軸絲杠外端的距離為10mm；要求選檔傳感器連接構(gòu)件距離選檔絲杠外端的距離為5m；（以上距離在裝配圖中均有標注）圖14 AMT選換檔執(zhí)行機構(gòu)裝配工藝系統(tǒng)圖結(jié)論為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計很快就結(jié)束了，通過這緊張的三個月，我學(xué)習(xí)了很多，提高了很多。第一：對AMT有了更為深刻的認識。變速器是汽車上不可或缺的一個動力傳動部件。它能夠?qū)崿F(xiàn)減速增矩，增大了發(fā)動機轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的范圍，進而提高了發(fā)動機對行使工況的適應(yīng)能力，從而提高汽車的動力性和燃油經(jīng)濟型。借助于變速器，汽車能夠?qū)崿F(xiàn)倒駛。借助于變速器的空擋，能夠在必要時切斷動力傳遞，實現(xiàn)發(fā)動機的怠速運轉(zhuǎn)。而AMT作為一個現(xiàn)代的高科技產(chǎn)品，在實現(xiàn)上述功能的同時，還能夠為駕駛員提供方便的駕駛操縱，因為它省去了離合器和換檔桿。AMT集成了電子，機械，控制等學(xué)科的知識。通過精確的控制，能夠按最佳經(jīng)濟型換檔規(guī)律和最佳動力性換檔規(guī)律進行準確的換檔。與市場上普及的AT相比，它沒有液力損失，從而傳動效率更高。但是AMT為切斷動力換檔，故不可避免的有換檔沖擊，但是如果對離合器的分離結(jié)合規(guī)律加以深刻的認識和研究，實現(xiàn)對離合器的精確控制的話，可以大大減小換檔沖擊。成本上來說AMT更具有競爭力。AMT的發(fā)展前景：我國制造的各類車輛絕大多數(shù)采用傳統(tǒng)定軸機械式變速器，而自動變速器在國內(nèi)有著廣泛的市場需求，AMT可以實現(xiàn)國產(chǎn)車輛的自動化改造，提高國產(chǎn)車的市場競爭力。AMT比較適合我國國情，八五期間，電控機械式自動變速器被列為國家火炬預(yù)備計劃，九五期間，它的研究開發(fā)被列為國家九五科技攻關(guān)項目；去年，國家發(fā)改委把它列入汽車電子“十一五”產(chǎn)業(yè)化重點發(fā)展項目。今后AMT產(chǎn)品的發(fā)展方向為：（1）先進的電子元器件將被越來越多的應(yīng)用倒自動操縱機構(gòu)中，執(zhí)行機構(gòu)中電動執(zhí)行器將被越來越多的采用。（2）在控制方法和策略中，越來越多的應(yīng)用了模糊控制技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。（3）傳動與發(fā)動機聯(lián)合控制技術(shù)將是發(fā)展方向，實施動力傳動一體化可有效控制發(fā)動機輸出力矩，并實現(xiàn)傳統(tǒng)機械傳動系統(tǒng)的無離合器換檔。（4）通過改進軟件降低對電控系統(tǒng)硬件的需求，利用總線技術(shù)降低系統(tǒng)連線數(shù)目，從而提供系統(tǒng)可靠性、降低系統(tǒng)成本。第二：整合了大學(xué)四年來學(xué)習(xí)的各科知識，并初步運用于實踐。通過AMT選換檔執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計，認識到設(shè)計產(chǎn)品所需要的一些基本思想，即在保證產(chǎn)品使用性能的前提下，盡量使產(chǎn)品簡單化，零部件標準化，系列化，容易制造，裝配，調(diào)整，維修方便。深刻的體會到一個好的設(shè)計師首先必須是一個好的工藝師，因為在設(shè)計產(chǎn)品的同時要考慮到產(chǎn)品的加工方法的實現(xiàn)，和裝配方法的實現(xiàn)。設(shè)計的過程中，對機械設(shè)計，機械制造有了更為深刻的感受。通過四張A0圖的繪制，系統(tǒng)掌握了工程制圖的相關(guān)知識，補充了極限與配合等的關(guān)于機械精度設(shè)計的知識，掌握了CAD制圖的基本技能。通過編程計算和校核，對C程序設(shè)計的內(nèi)容有了進一步的實踐運用，進一步認識到程序設(shè)計對于工程計算有著很大的作用。通過對機械設(shè)計手冊的查閱等，掌握了關(guān)于標準機械零件的設(shè)計方法，初步認識到機械設(shè)計是一個龐大而復(fù)雜的工程，需要工程技術(shù)人員的耐心和細心。通過選擇各個零件的材料，提高了對工程材料的掌握程度。通過力學(xué)模型的建立，復(fù)習(xí)了理論力學(xué)，材料力學(xué)等學(xué)科的知識，并且認識到其重要性。第三：提高了個人機械設(shè)計的能力。設(shè)計產(chǎn)品是一個綜合各個學(xué)科，發(fā)揮想象力的一個復(fù)雜的工程。通過設(shè)計，頭腦中的機械思維能力有了很大的提高。第四：提高了專業(yè)英語的翻譯能力。通過五千多字的外文翻譯，初步認識到英語知識的重要性，初步掌握了翻譯汽車方面外文的專業(yè)術(shù)語。是對英語能力和專業(yè)能力的一次提高。致謝在畢業(yè)設(shè)計的過程中陳偉老師給予了最大的幫助，在此表示真誠的感謝。為期三個月的畢業(yè)設(shè)計，陳老師耐心細致的講解，給了我很大的幫助，特別是關(guān)于一些機械產(chǎn)品設(shè)計的經(jīng)驗，機械設(shè)計簡單化，實用化的思想，使我在以后的工作學(xué)習(xí)中將不斷的深化和運用。同時感謝汽車工程系給予的幫助。汽車系的老師們給予安排此次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容，使我對四年的知識有了一個系統(tǒng)化的過程，是對以后學(xué)習(xí)和工作的一個很好的銜接過渡階段。此外，還要感謝我的同學(xué)及室友給我的支持和鼓勵。設(shè)計期間是他們給我了設(shè)計的環(huán)境和精神上的支持。此次設(shè)計時間有限，個人能力有限，不免有疏漏之處，請各位老師和朋友給予批評指正，我將十分感激。參考文獻1 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