ZF自動變速器傳動系統(tǒng)分析【獨家課程畢業(yè)設計含5張CAD圖紙帶任務書+開題報告+中期報告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj19

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ZF自動變速器傳動系統(tǒng)分析

摘要：變速器是汽車的重要組成部分之一，它是發(fā)動機傳遞動力的橋梁，變速器的好壞直接影響到汽車的燃油性能、汽車行駛過程中換擋的平順性，更是汽車穩(wěn)定性的重要保障之一。傳統(tǒng)的變速器一般為手動變速器，它是機械操作的，隨著科技的進步，自動變速器的出現(xiàn)，像現(xiàn)在比較普及的AT、AMT、CVT、DSG等自動變速器，它們的出現(xiàn)解決的駕駛汽車時換擋的操作步驟，換擋的操作步驟被自動變速器所取代，大大減少了駕駛汽車時的工作。同時變速器的好壞也決定了汽車行駛平順性、燃油經(jīng)濟性、整車穩(wěn)定性等多方面，所以變速器成為汽車研究除發(fā)動機外最重要的構(gòu)件，現(xiàn)代計算機技術(shù)的普及與發(fā)展，使得我們在研究變速器方面更加能合理優(yōu)化，運用現(xiàn)代的計算機仿真技術(shù)，合理的優(yōu)化變速器結(jié)構(gòu)，使其達到我們理想要求，并在未來的汽車上我們將安裝更加高效穩(wěn)定的變速器。

關(guān)鍵詞:變速器；傳動效率?

Analysis of transmission system of ZF automatic transmission

Abstract：Transmission is one of the important parts of the automobile engine, it is a bridge to transfer power, transmission directly affects the performance of fuel cars, driving the process shift smoothness, is one of the important guarantee of the stability. General manual gearbox for a conventional gearbox, it is mechanical operation, with the progress of science and technology, automatic transmission, as it is now more popular AT, AMT, CVT, DSG automatic transmission, which appears to solve the car shift operation steps, operation steps shift is replaced by automatic transmission, greatly reduces the driving time of work. At the same time, the transmission quality also determines vehicle ride comfort, fuel economy, vehicle stability and other aspects, so the transmission become the most important component in engine research, development and popularization of modern computer technology, allows us to study the transmission more reasonable optimization, the use of computer simulation technology in modern times. Optimization of transmission structure reasonable, so as to meet the requirements of our ideals, and in the car of the future we will install the transmission more efficient and stable.

Keywords: The transmission ；efficiency of transmission  .

目  錄

摘要 ....................................................................Ⅰ

Abstract.................................................................Ⅱ

目錄.....................................................................Ⅲ

1緒論....................................................................1

1.1選題背景、研究目的及意義................................................1

1.1.1自動變速器發(fā)展的歷程.................................................1

1.1.2自動變速器類型.......................................................1

1.1.3研究的內(nèi)容...........................................................1

2 ZF6HP自動變速器傳動機構(gòu)的分析...........................................2

2.1 ZF6HP自動變速器工作原理分析...........................................2

3 變速器方案的確定.......................................................14

3.1變速器結(jié)構(gòu)方案的確定..................................................14

3.2變速器主要參數(shù)的選擇..................................................15

3.2.1擋數(shù)和傳動比........................................................16

3.2.2中心距..............................................................16

3.2.3軸向尺寸............................................................16

3.2.4齒輪參數(shù)............................................................16

4主要零件的選擇.........................................................18

4.1各擋傳動比機器齒輪數(shù)的確定............................................18

4.1.1確定各擋齒輪的齒數(shù)..................................................19

4.1.2齒輪變位系數(shù)的選擇..................................................20

4.2變速器齒輪的強度計算與材料選擇........................................21

4.2.1齒輪的損壞原因及形式................................................21

4.2.2齒輪的強度計算與校核................................................23

4.3變速器軸的強度計算與校核..............................................25

4.3.1變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸..... ...........................................26

4.3.2軸的校核............................................................26

4.4軸承的選擇與校核......................................................27

4.4.1軸承選擇............................................................27

4.4.2軸承的校核..........................................................29

5總結(jié)................................................................... 29

參考文獻.........................................................31

致謝.....................................................................32

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of As we is of is to a or a is as to to 2 is a to of MT is as as on to to is of so MT to By to to on of is to of MT to to to is of so MT to By to to on of is to of MT to to to is of so MT to By to to on of is to of MT to to to is of so MT to By to to on of is to 3 of in in it is s W 006, of ), is in a is in on of 4 is of or of VT to of in is a T a of in of is in to in At in to of in in s 00 It is VT of of s 5 is so in SG It be to be s 002 to is to s to a of a in of to be 013 a 2%, 0%, VT %, 6%, 0%. on of in so in 1 to 3 to s 6, 7, 8 (of In of of is to , 6, 7, in so be in in to s F's 6HP AW 151/s J M 60E 2 of in it of is of of a of to a 1 of s 5 by of is by hp F is an ). 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離合器和變速器的錯誤使用，以避免錯換擋位。這一點對新手和整車的可靠性都非常重要。選速器大大減化了駕駛的復雜性，令車駕駛更加簡便、省心，且能夠保證最低的動力損耗。由選速器完成駕駛者踩離合器換擋的動作，選擇的換擋時機要比駕駛者完成得更準確。因此，在能源日益緊缺和放壓力越來越大這一背景下， 應了“節(jié)能減排”這一門，選速器系統(tǒng)會自動選擇換擋的最佳時機，從而消除了發(fā)動機、離合器和變速器的錯誤使用，以避免錯換擋位。這一點對新手和整車的可靠性都非常重要。選速器大大減化了駕駛的復雜性，令車駕駛 更加簡便、省心，且能夠保證最低的動力損耗。由選速器完成駕駛者踩離合器換擋的動作，選擇的換擋時機要比駕駛者完成得更準確。因此，在能源日益緊缺和放壓力越來越大這一背景下， 應了“節(jié)能減排”這一門，選速器系統(tǒng)會自動選擇換擋的最佳時機，從而消除了發(fā)動機、離合器和變速器的錯誤使用，以避免錯換擋位。這一點對新手和整車的可靠性都非常重要。選速器大大減化了駕駛的復雜性，令車駕駛更加簡便、省心，且能夠保證最低的動力損耗。由選速器完成駕駛者踩離合器換擋的動作，選擇的換擋時機要比駕駛者完成得更準確。因此，在 能源日益緊缺和放壓力越來越大這一背景下， 應了“節(jié)能減排”這一門，選速器系統(tǒng)會自動選擇換擋的最佳時機，從而消除了發(fā)動機、離合器和變速器的錯誤使用，以避免錯換擋位。這一點對新手和整車的可靠性都非常重要。選速器大大減化了駕駛的復雜性，令車駕駛更加簡便、省心，且能夠保證最低的動力損耗。由選速器完成駕駛者踩離 2 合器換擋的動作，選擇的換擋時機要比駕駛者完成得更準確。 電子控制液力自動變速器 (些年新技術(shù)也不斷在使用，它正朝著多擋位、數(shù)字化控制等方面 發(fā)展。日本最大的自動變速器生產(chǎn)商 W 公司 2006 年成功推出型號為 8 前速自動變速器 (見圖 3)，目前被使用在雷克薩斯 上。這就形成了更大的總傳動比范圍，同時各個傳動比之間也比 5 速變速器更加接近。因此，駕駛員幾乎在各種行駛條件中都可以選擇最佳傳動比。電子控制模塊可以選擇更多的傳動比，傳動比取決于行駛條件，從而降低了油耗并提高了換擋平順性。發(fā)動機轉(zhuǎn)速與行駛狀態(tài)的最優(yōu)化匹配意味著發(fā)動機提高了動力、燃油經(jīng)濟性并降低了運行噪聲。 無級變速器 (只 需兩組可移動錐輪以及傳動帶或傳動鏈，即可實現(xiàn)無數(shù)個前進擋的變速過程。 用傳動帶、傳動鏈和可變槽寬的錐輪進行動力傳遞及傳動比的選擇，即當錐輪變化槽寬時，相應改變主動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速。真正無級化了，與 比具有較高的運行效率，油耗較低。通過近幾年市場上的應用看，其發(fā)展勢頭也比較迅猛，目前在我國應用的車型已迅速發(fā)展到 5、 6 種以上。圖 4 顯示出中國市場未來幾年的市場展望。 目前，全世界各大汽車廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力都在大力進行 研發(fā)工作，著名汽車品牌中都有配備 轎車銷售，全世界車的年產(chǎn)量已達到近 50 萬輛。值得注意的一點是，裝備有 汽車市場，由最初的日本、歐洲已經(jīng)滲透到北美市場， 車已經(jīng)成為當今汽車發(fā)展的主要趨勢。 雙離合器變速器 (早是德國大眾技術(shù)，因此在大眾車系里又稱 速器。它可以說是目前世界上最先進的、具有革命性的變速器系統(tǒng)，大眾汽車在 2002 年于德國沃爾夫斯堡首次向世界展示了這一技術(shù)創(chuàng)新。 速器旨在滿足消費者對駕駛運動感和車輛節(jié)油的 雙重要求，為那些酷愛手動變速器的駕駛者們提供了一個最佳選擇。 車輛性能方面卻沒有任何損失，同樣具有出色的加速性和最高時速，并且與傳統(tǒng)自動變速器一樣可以實現(xiàn)順暢換擋而不影響牽引力。因此，既保證了其舒適性，同時還體現(xiàn) 其動感加速性。 3 二、變速器的發(fā)展趨勢 據(jù)業(yè)內(nèi) 預 測 ， 2013 年 歐 洲 變 速 器市場上的統(tǒng)計數(shù)據(jù)將會改變，配備手動變速器的汽車將占 52%，配備自動手動變速器的將占 10%，配備無級變速器的將占 2%，配備雙離合器變速器的將占 16%，配備自動變速器的將占 20%。但也有業(yè)內(nèi)專家指出，預測都是根據(jù)現(xiàn)有的變速器種類進行的，新變速器產(chǎn)品還在不斷研發(fā)過程中，因此今后汽車市場的變速器情況可能還會出現(xiàn)一些變化。 隨著自動變速器汽車保有量的上升，自動變速器技術(shù)的演變也由過去傳統(tǒng)的簡單 4前速電子控制 (3 個電磁閥 )發(fā)展到今天的 6、 7、 8 前速 (多電磁閥控制 )的模糊邏輯控制加網(wǎng)絡控制。近幾年來，轎車自動變速器擋位數(shù)不斷增加的趨勢非常明顯，從傳統(tǒng)的 4速快 速 到 5 、 6 、 7 、 8 速 。 擋位數(shù)的增多就意味著總的傳動比范圍在加寬，而相鄰兩擋之間的傳動比又在拉近，因此換擋時間會變得提前，同時又是在發(fā)動以既保證了燃油經(jīng)濟性，同時還滿足了其加速性能。如今，全球各大自動變速器生產(chǎn)廠商都已推出5 前速以上的多擋自動變速器，如 Z F 公司的 6列； W 公司的 250E、 G 40E、 60 雖說新型變速器擋位數(shù)在增多，但并不意味著變速器整體結(jié)構(gòu)和體積變得復雜 和加大，這是因為機械元件的組合也由過去眾多數(shù)量的換擋執(zhí)行元件控制多個行星排來實現(xiàn)簡單 4 前 1 倒的變速功能，發(fā)展到今天 的 5 個換擋執(zhí)行元件控制所謂的 “ 萊佩萊捷式”行星齒輪組通過邏輯組合即可實現(xiàn) 6 前 1 倒的變速功能。零部件數(shù)量明顯減半， 列減速器就是一個例子 (其結(jié)構(gòu)圖見圖 7)。目前，德國 司和日本W(wǎng) 公司都已成功 推 8 前速自動變速器， 但其齒輪部分仍然在使用行齒輪機構(gòu)，由此我們會發(fā)現(xiàn)無論是傳統(tǒng)的辛普森、串聯(lián)、拉維那，還是今天的萊佩萊捷式行星齒輪，都是由“單排單級齒輪”和“單排 雙級齒輪”兩種形式的行星齒輪組組成。為此，我們只要熟悉掌握兩種行星齒輪的傳遞規(guī)就 ，當我們再去分析不同公司生產(chǎn)的 5、 6、 7、8 擋變了。 4 在機械和液壓方面似乎越來越簡化其設計結(jié)構(gòu)，元件少了、閥門數(shù)量也少了，但在其電子控制方面的整體控制思路卻越來越復雜，而且控制要求越來越精確，特別是在扭矩協(xié)調(diào)控制、安全保護控制、模糊邏輯控制、重疊換擋控制等人性化方面更加明顯。為了改善換擋質(zhì)量、體現(xiàn)駕駛舒適性，自動變速器換擋過程中發(fā)動機必須實現(xiàn)扭矩協(xié)調(diào)控制，發(fā)動機在自動變速器換擋過程中主要通過瞬間改變噴油 量和延遲點火等功能來維持換擋過渡平順性能；安全保護控制主要是指當自動變速器機械、液壓、電子控制等方面出現(xiàn)故障時，且該故障能夠?qū)ψ兯倨鳂?gòu)成較大威脅，為保護變速器不受進一步傷害，自動變速器電腦通過接收各傳感器信息后所啟動的一項保護措施；模糊邏輯控制的功能，說白了就是微電腦具有模仿人體大腦的功能，能夠預測到駕駛者的下一個動作，并最終實現(xiàn)最佳換擋時間控制以及換擋點的任意切換控制等。在這里我們重點了解一下“重疊換擋控制”，這是因為好多維修人員對其認識仍比較模糊。所謂重疊換擋控制這一新名詞的解釋就是：換擋過程實際上是摩 擦元件的摩擦力交替的過程，在常見的摩擦式離合器與離合器或離合器與制動器在換擋中，若摩擦力矩替換過程的定時不當，將會引起輸出扭矩的急劇變動。兩個離合器之間或離合器與制動器之間摩擦力矩的替換，總會有或多或少的中斷間隔或重疊。重疊不足或重疊過多，都會產(chǎn)生不應有的換擋沖擊。重疊不足是指待分離的離合器過快地泄油分離，待結(jié)合的離合器未能建立足夠的油壓，因而出現(xiàn)兩個離合器傳遞扭矩間斷的現(xiàn)象。在這個重疊不足的時間內(nèi)，輸出扭矩先是下降過多，隨后又急劇上升，形成較大的扭矩擾動。與此同時發(fā)動機轉(zhuǎn)速也得不到平穩(wěn)的過渡，先是因負荷減 小而增速，后又因負荷急劇增大而降速。重疊過多是指在待結(jié)合的離合器已經(jīng)能夠傳遞很大的扭矩時，應分離的離合器還沒有很好地泄油分離，因而出現(xiàn)兩個執(zhí)行機構(gòu)同時工作的情況。在一個短暫時間內(nèi)，兩個擋位重疊工作，使發(fā)動機和輸出軸都受到制動作用，因而輸出軸有很大的扭矩擾動。隨后又因應分離的離合器分離，使變速器輸出軸的扭矩又急劇升高。重疊過多的扭矩擾動重疊不足時更嚴重。同時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速先是急降后在回升，表現(xiàn)出不穩(wěn)的情況。重疊過多的升擋過程最不平穩(wěn)。為此，要對兩個交替換擋的執(zhí)行元件的泄油充油過程進行控制，以得到最滿意的交替銜 接。傳統(tǒng)自動變速器是通過換擋定時控制來避免換擋執(zhí)行元件交替轉(zhuǎn)換時出現(xiàn)時間差和過度重疊的現(xiàn)象，而在一些新式自動變速器換擋控制上允許兩個元件交替轉(zhuǎn)換時出現(xiàn)重疊，目前一些 5 前速和 6 前速變速器具有這種重疊換擋控制。例如， 司生產(chǎn)的 6列變速器在執(zhí)行全部換擋 (從第 1位和從第 6位 )時，相鄰兩擋的換擋執(zhí)行元件在交 5 替作業(yè)時出現(xiàn)重疊現(xiàn)象就是所謂的重疊換擋。也就是說在換擋期間，正在傳力的離合器在釋放前保持一段時間，直到相應的準換擋離合器隨著正在傳遞力的離合器壓力的下降接收到適合的扭矩為止 (見圖 8)。扭矩 的協(xié)調(diào)是通過加擋時短時間降低發(fā)動機扭矩或在減擋時增加發(fā)動機扭矩來支持換擋過程。重疊換擋的最大優(yōu)勢是借助于重疊換擋，使用離合器的電子液壓控制幾乎可以替代空轉(zhuǎn)。 時其控制類型也在改變 大家會發(fā)現(xiàn)，自動變速器執(zhí)行器電磁閥數(shù)量越來越多了，開關(guān)型電磁閥少了，而頻率的多了，同時控制油路的機械滑閥數(shù)量也越來越少了 (多電磁閥控制的目的是改善換擋質(zhì)量 )。一個滑閥可能會根據(jù)油路的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)多用途，一個簡單的電磁閥也會實現(xiàn)多用途，它既可以實現(xiàn)換擋控制，同時還可以擔負油壓調(diào)節(jié)控制。在過去傳統(tǒng)型