現(xiàn)代SUV兩軸五檔變速器設(shè)計(jì)

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 系部 汽車與交通工程院 專業(yè)、班級(jí) 車輛07-6班 指導(dǎo)教師姓名 職稱 實(shí)驗(yàn)員 從事 專業(yè) 汽車運(yùn)用技術(shù) 是否外聘 □是□否 題目名稱 現(xiàn)代SUV變速器設(shè)計(jì) 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 從上世紀(jì)50年代第一輛國產(chǎn)載貨車下線以來， 我國汽車工業(yè)經(jīng)過了 50多年的發(fā)展，已經(jīng)成為我 國的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著改革開放的深入和社會(huì)發(fā)展的廣泛需求， 我國汽車工業(yè)發(fā)展迅速，汽車保有量逐 年上升，2010年我國汽車保有量比 2001年增加了 2.03倍，近十年來年均增長率為 13.4%，保持了較 高的增長速度。 21世紀(jì)，汽車工業(yè)

2、成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車企業(yè)對(duì)各系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)需求旺盛。 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展， 車型的多樣化、個(gè)性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢(shì)。 而變速器設(shè)計(jì)是汽車設(shè) 計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一，變速器在汽車傳動(dòng)系中扮演著至關(guān)重要的角色。 它是用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng) 輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在各種行駛工況下， 使汽車獲得不同的牽引力和速度， 同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最 有利的工況范圍內(nèi)工作。 因此它的性能影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 可以說，變速器是伴隨著 汽車工業(yè)出現(xiàn)的必然產(chǎn)物， 是汽車上的必需品。 在完成了最基本的傳動(dòng)功能之外， 我們對(duì)變速器的要 求也是越來越高，汽車的性能、使用壽命、能源消耗、振

3、動(dòng)噪聲等在很大程度上取決于變速器的性能。 由此可見，對(duì)汽車的變速器進(jìn)行研究具有十分重要的意義。 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。 機(jī)械式變 速器是目前使用最為廣泛的汽車變速器。雖然它有需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ1537693694諸多缺點(diǎn)，如 換擋沖擊大，體積大，操作麻煩等；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，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

4、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。 我國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)國家在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)上早已進(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，減少了試驗(yàn)費(fèi)用，縮短了產(chǎn)品更新周期。 本設(shè)計(jì)以現(xiàn)有企業(yè)正在生產(chǎn)的車型北京現(xiàn)代途勝為基礎(chǔ)， 在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車 速、最大爬坡度等條件下，著重對(duì)變速器齒

5、輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)、軸的結(jié)構(gòu)尺寸等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；并對(duì)變速 器的傳動(dòng)方案和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)； 同時(shí)對(duì)操縱機(jī)構(gòu)和同步器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)， 閱讀大量文獻(xiàn)，掌握 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟和要求， 以及傳統(tǒng)機(jī)械制圖的步驟和規(guī)則， 掌握制動(dòng)器總成的相關(guān)設(shè)計(jì)方法， 以 及進(jìn)一步扎實(shí)汽車設(shè)計(jì)基本知識(shí)，學(xué)會(huì)用 CAD進(jìn)行基本二維制圖，同時(shí)提高分析問題和解決問題的 能力。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，對(duì)變速器齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)、軸 的結(jié)構(gòu)尺寸等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括輸入軸、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、輸出軸、中間軸、同步器、軸 承、操縱機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)，同時(shí)進(jìn)

6、行必要的運(yùn)動(dòng)分析和強(qiáng)度校核。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是北京現(xiàn)代途勝汽車，汽車 的要求是手動(dòng)，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)前置，所以選擇兩軸式變速器。 兩軸式變速器因軸與軸承數(shù)少，所以有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、論過尺寸小和容易布置等優(yōu)點(diǎn)，此外，各中間 檔位因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力， 故傳動(dòng)效率高同時(shí)噪聲也低。變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成 一體，發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器采用弧齒錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪， 發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則采用斜齒圓柱齒輪。 變速器的一檔或倒檔因傳動(dòng)比大， 工作時(shí)在齒輪上作用的力也增大， 并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度 和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作噪聲增加。為此，應(yīng)該布置在靠 近軸的支撐處，以便

7、改善上述不良狀況， 然后按照從低檔到高擋的順序布置各檔齒輪， 這樣做既能使 軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。常用檔位的齒輪因接觸應(yīng)力過高而易造成表面點(diǎn)蝕損壞。 將 高擋布置在靠近軸的兩端支撐中部區(qū)域較為合理， 在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)較小， 齒輪 可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高齒輪壽命。機(jī)械式變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案 有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力時(shí)處于工作狀態(tài)的輪對(duì)數(shù)、每分鐘轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、輪齒 和殼體等零件的制造精度等。 齒輪的變位是輪齒設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。 采用變位齒輪，出為了避免齒輪產(chǎn)生跟切合配湊 中心距以外，他還影響齒輪的強(qiáng)度，

8、使用平穩(wěn)性，耐磨損、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。變位齒輪 主要是角度變位，角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。 變位后可增加小齒輪的齒根強(qiáng)度， 使它 達(dá)到和大齒輪強(qiáng)度相接近的程度，同時(shí)還能降低噪聲。 變速器齒輪是在承受循環(huán)復(fù)合需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 Q Q1537693694條件下工作，有時(shí)還承受沖擊 負(fù)荷。對(duì)于高擋齒輪，其主要損壞形式是齒面疲勞剝落， 因此應(yīng)按保證最大接觸強(qiáng)度和抗膠合及耐磨 損最有利的原則選擇變位系數(shù)。 為提高接觸強(qiáng)度，應(yīng)使總變位系數(shù)盡可能取大些， 這樣兩齒輪的齒廓 漸開線離基圓較遠(yuǎn)，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應(yīng)力。對(duì)于抵擋齒輪，由于小齒輪的齒根強(qiáng)度較 低，加之傳遞

9、載荷較大，小齒輪可能出現(xiàn)齒根彎曲、斷裂的現(xiàn)象。為提高小齒輪的抗彎強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù) 危險(xiǎn)斷面齒厚相等的條件來選擇大、 小齒輪的變位系數(shù)，此時(shí)小齒輪的變位系數(shù)大于零。 由于工作需 要，有時(shí)齒輪齒數(shù)取得少會(huì)造成輪齒跟切。這不僅削弱了輪齒的抗彎強(qiáng)度，而且重合度減小。此時(shí)應(yīng) 對(duì)齒輪進(jìn)行正變位，以消除跟切現(xiàn)象。 此次設(shè)計(jì)并非創(chuàng)新， 而是在給定數(shù)據(jù)之后進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。 要求所設(shè)計(jì)的變速器結(jié)構(gòu)合理， 繪制的 圖紙格式規(guī)范，圖面質(zhì)量好；撰寫的說明書內(nèi)容完整，格式規(guī)范。 主要內(nèi)容： 一、 變速器的主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(jì) 變速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析與布置方案、變速器主要參數(shù)的選擇、齒輪的形式、主減速比的確

10、 定、最低檔傳動(dòng)比的確定、各檔傳動(dòng)比、中心距及其模數(shù)、壓力角、螺旋角和齒寬、齒輪變位系 數(shù)的選擇等。 二、 變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料的選擇 齒輪的損壞原因與形式、各檔位齒數(shù)、修正螺旋角值、對(duì)中心距的修正、齒輪彎曲應(yīng)力與 接觸應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算與校核、倒檔齒輪。 三、 變速器軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核 變速器軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的確定、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、軸的校核等。 四、 變速器同步器的設(shè)計(jì) 鎖環(huán)式同步器的基本尺寸、同步器的接合齒采用漸開線齒形等。 五、安裝說明 擬解決主要問題： 1、 變速器主要參數(shù)的選擇 2、 齒輪變位系數(shù) 3、 軸強(qiáng)度校核 4、 同步器的設(shè)計(jì) 三、技術(shù)路線 （研究

11、方法） 方 案 的 確 疋 變速器參數(shù)確定 軸 的 設(shè) 計(jì) 四、進(jìn)度安排 （1） 調(diào)研、查閱參考資料，了解變速器的功能、主要結(jié)構(gòu)。撰寫開題報(bào)告。 第2周（3月1日?3 月 11 日） （2） 開題。第2周（3月11 日） （3） 分析并確定變速器的具體結(jié)構(gòu)形式，主要零部件及相互位置關(guān)系。根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，按照 有關(guān)的設(shè)計(jì)要求和順序進(jìn)行具體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)計(jì)算及其他有關(guān)參數(shù)的選配，針對(duì)給定的設(shè)計(jì)參 數(shù)優(yōu)選變速器的總體方案。第 3周（3月12日?3月20 日） （4 ）進(jìn)行變速器零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。第 4?5周（3月21日?4月2 日） （5） 完成部分設(shè)計(jì)圖紙，折合 0#圖紙

12、1張，完成說明書初稿。第6周?8周（4月3日?4月22 日） （6） 中期檢查。第8周（4月22 日） （7） 完成變速器裝配圖、主要零件圖，完成設(shè)計(jì)說明書 第9~13周（4月23日?5月27 日） （8） 設(shè)計(jì)及說明書初稿提交。第 13周（5月27 日） （9） 畢業(yè)設(shè)計(jì)審核、修改。 第14?16周（5月28日?6月17 日） （10） 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 第17周（6月18日?6月20 日） 五、參考文獻(xiàn) [1] 高維山.汽車設(shè)計(jì)叢書一變速器 [M].北京：人民交通出版社， 1990 [2] 林梅，馬盛明等.汽車手動(dòng)變速器與變速驅(qū)動(dòng)橋 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998

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