汽车变速箱三维设计与仿真开题报告.doc

毕业论文设计开题报告题目汽车变速箱三维设计与仿真学生姓名学号所在院(系)专业班级指导教师2010年3月23日1题目汽车变速箱三维设计与仿真一、选题的目的及研究意义。变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬破、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输出功能。现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器。它的功用是：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，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。变速器按传动比变化方式不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种：有级式变速器应用最为广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器和轴线旋转式变速器两种。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进挡和一个倒挡；在重型货车用的组合式变速器中，则有更多挡位。所谓变速器挡数，均指前进挡位数。无级式变速器的传动比在一定的范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式两种。电力式变速器在传动系统中也有广泛采用的趋势，其边素传动部件为直流串励电动机。液力式变速器的传动部件是液力变矩器。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，目前应用较多。研究现状：汽车行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，这就是无级变速。尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结构简单、效率高、功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级变速箱。这是汽车的无奈和缺憾。但是,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力,各大汽车厂商对无级变速器表现了极大的热情，极度重视无级变速器在汽车领域的实用化进程。2三综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等目前汽车所使用的自动变速器大致可分为三类1：一类是由液力变矩器、行星齿轮机构及电液控制系统组成的液力自动变速器2；一类是由传统固定轴式变速箱和干式离合器以及相应的电液控制系统组成的电控机械式自动变速器；另一类是无级自动变速器。1液力自动变速器液力自动变速器其基本形式是液力变矩器与动力换挡的旋转轴式机械变速器串联。这种自动变速器的主要优点有1：液力变矩器的自动适应性使其具有无级连续变速及变矩能力，对外部负载有自动调节和适应性能，从根本上简化了操纵；液体传动本身特有一定的减振性能，能够有效地降低传动系的尖峰载荷和扭转振动，延长了传动系的寿命；汽车起步平稳，加速迅速、均匀、柔和；提高了乘坐舒适性与行驶安全性；车辆的通过性好。2电控机械式自动变速器这是一种由普通齿轮式机械变速器组成的有级式机械自动变速器。机械式自动变速器是在普通固定轴式齿轮变速器的基础上，把选挡、换挡、离合器操纵及发动机油门操纵由控制器完成，代写毕业论文实现自动变速。基本控制思想是：根据汽车运行状况、路面情况和驾驶员的意图，依据事先制定的换挡规律、离合器接合规律及发动机油门变化规律，对变速器进行最佳挡位判断、离合器动作控制及发动机油门动作控制，实现发动机、离合器及变速器的联合操纵。由于机械式自动变速器是非动力换挡，变速器输出扭矩与转速变化比较大，易造成冲击比较大，以及换挡期间动力中断等缺点，必须对其进行改进，因此提出了扭矩辅助型机械自动变速器和双离合器式机械自动变速器。前者通过辅助齿轮机构来实现，后者使变速器相邻挡位的扭矩传递，分别受控于两个独立的离合器，这样可以实现动力不中断换挡。3机械无级变速器前面提到的两种自动变速器都是有级或分段无级自动变速、无级变速器、带式无级变速器利用由许多薄钢片穿成的钢环，使其与两个锥轮的槽在不同的半径上“咬和”来改变速比，以达到无级变速的性能。它克服了前面两种自动变速器固有的齿轮传动比不连续和零件数量过多的缺点，具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便等特点，实现了无级变速。由于CVT是摩擦传动，导致效率低，所使用的传动链制造技术难、加工精度要求较高，使用的材质要求更高，维修更是困难，对这些难点仍在继续攻关中。4液力变矩器+AMT的自动变速器将液力变矩器（TC）与固定轴机械式齿轮变速器(AMT)组合2，得到一种新型的自动变速系统，即：TC+AMT。TC与AMT共同工作，不但具有AT的优点，大大提高了军车的通过性、越野性操纵方便性，而且具有成本低与易制造的特点。在保证汽车动力性、燃油经济性、操纵方便性等特性外，还可以实现发动机、液力变矩器和机械式自动变速器合理匹配，找到最佳工作点，达到总体效果最佳，不仅越野性、通过性好、操纵方便，而且使影响乘坐舒适性的冲击度最小，具有良好的乘坐舒适性。是一种具有良好发展前途的自动变速器，世界各国正致力于此项技术的研究和开发。5带闭锁与滑差的TC+AMT的自动变速器液力变矩器具有的起步平稳、减振、通过性和乘坐舒适性好等优越性能，但最大的缺陷是效率低，为了提高液力变矩器的传动效率，而采用了闭锁与滑差技术。它是指在液力变矩器的泵轮与涡轮之间，安装一个可控制的离合器，当汽车的行驶工况达到设定目标时，控制离合器将泵轮与涡轮按设定的目标转速差传动（即滑差控制）或锁成一体（即闭锁控制），液力变矩器随之变为半刚性或刚性传动，这样做一方面提高传动效率4。闭锁后消除了液力变矩器高速比时效率的下降，理论上闭锁工况效率为1，从而使高速比工况效率大大提高；另一方面，在液力传动向机械传动转换过程中，由于采用滑差控制，不但扩大了液力变矩器的高效率范围，而且可以使传动系从液力传动3平稳地过渡到闭锁后的刚性传动，特别是在闭锁开始和闭锁低速阶段，可以吸收由于闭锁产生的部分振动和冲击，按照滑差和闭锁的控制规律，使得涡轮转速逐步接近泵轮，大大减少了冲击和振动，使得乘坐舒适性得以提高。变速箱目前发展趋势有两个,一个就是节油,这方面主要是类似于CVVT技术的融入,二是双离合器变速箱能够是换挡速度提高,而且更加稳定.变速箱目前应用领域主要就是汽车制造业、机床制造、工程机械（挖掘机、装载机、压路机）、矿山机械、采煤机械等等。二、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明，论文要写出相应的写作提纲研究方案：变速器设计是一个重要的课题，因此要充分利用现有参考文献，资料进行认识，不断的分析增进对变速器的了解。在对变速器有了较深的理解后开始对变速器的各个部分进行分步设计。第一步，确定档数，这里选择5档。第二步，选定车型，确定基本参数。第三步，变速器主要参数的确定。其中包括轴数（3轴），传动比范围，中心距A，外形尺寸，齿轮参数的确定（模数，压力角，螺旋角，齿轮宽度，齿轮变位系数，齿顶高系数），各档齿轮齿数的分配：1.确定一档齿轮齿数。2.对中心距A的修正。3.确定常啮合传动齿轮副的齿数。4.确定其他各挡的齿数。5.确定倒挡齿轮齿数。第四步，轮齿强度的计算。第五步，轴的强度计算。第六步，整个变速器三维建模。第七步，组装配合。预期结果：1.保证汽车有必要的动力性和经济性。2.设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的转输。43.设置倒挡，使汽车能倒退行驶。4.设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。5.换挡迅速、省力、方便。6.变速器应当有高的工作效率。7.变速器的工作噪声低。三、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明1陈家瑞.汽车构造.上册.北京：机械工业出版社，19892王望予.汽车设计.北京：机械工业出版社，20003李风平.机械图学.沈阳：东北大学出版社20034甘永立.几何量工差与检测.上海：上海科学技术出版社20035陈家瑞.汽车构造.下册.第三版.北京.人民交通出版社，19976清华大学余志生.汽车理论.第2版.北京:机械工业出版社，19987钟建国廖耘刘宏.汽车构造与驾驶.长沙:中南大学出版社，20028唐大放冯小宁扬现卿.机械设计工程学.江苏：中国矿业大学出版社，20019余志生.汽车理论第3版.北京：机械工业出版社，200010刘惟信.汽车设计.北京：清华大学出版社，200111汽车手动变速器和变速驱动桥.(美)J.厄尔贾维克，机械工业出版社。12机械设计（第八版）主编濮良贵、纪明刚，副主编陈国定吴立言高等教育出版社。