终期答辩-汽车双离合式自动变速箱结构设计

终期答辩 汽车双离合式自动变速箱 结构设计 姓 名： 学 号： 指导老师： 一、课题研究背景 随着车辆操纵系统自动化的快速发展 ， 汽车自动变速器正呈现蓬勃发展的趋势 。 特别是随着社会经济的发展 ， 大量非职业司机的涌现和汽车保有量的迅速增加， 市场对装备自动变速器汽车的需求日渐高涨 。 装有自动变速器的车 ， 因具有操纵方便 、 起步平稳 、 乘坐舒适 、 燃油经济性高 、 安全可靠等优点 ， 受到了越来越多的用户青睐 。 自动变速器技术的快速发展也成为了现代汽车工业发展的标志之一 。 二、课题研究的目的及意义 现在主流车辆上应用的变速箱有手动和自动两种变速箱，他们各有优缺点，在不同的驾驶者手里存在不同的感觉。手动挡变速箱换挡时的操控性能够带给驾驶者驾驶的乐趣，但手动变速箱存在换挡动力中断的现象；自动变速箱带给驾驶者的是换挡连贯性，但自动变速箱结构复杂，导致换挡慢，使体验降低。双离合式自动变速箱的出现综合传统的自动变速箱的特点，并发展了它们的优点。双离合式自动变速箱的主要优势有两方面：第一是对车辆性能的提高；第二方面是能降生产成本 。 进入二十一世纪以来随着汽车行业的快速发展，我国开始意识到能否掌握自动变速箱技术的自主研发在未来汽车发展中将起到重要影响。双离合器自动变速器在国内的研究才刚刚起步，车企的研发机构和大学校园的研究课题主要针对结构设计、控制理论的研究，在不久的将来能把研究理论结合车企的实际生产，生产出装备自主品牌的双离合变速箱将对我国自动变速箱的发展起到重要意义。 三、总体结构方案的确定 质量参数 整车总质量 =2t 发动机参数 排量 大转矩 高转速 6500轮半径 308气阻力系数 合器参数 合器的最大尺寸 值必须 大于 1。它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。 主要技术指标 双离合自动变速器大体可分为三部分：双离合器部分、齿轮箱和机电控制部分。 三大部分中双离合器模块和齿轮箱是负责动力传输的，把发动机的动力通过离合器和齿轮传动输出到驱动桥上；机电控制部分是双离合自动变速器的大脑，它通过分析行驶状况控制双离合器闭合和挂挡，包括双离合器执行机构、变速器换挡执行机构和各种传感器等。 功能原理 动力源的动力由输入轴传入，当离合器 力经由离合器 到与其固定联接在一起的齿轮 轮 , 3, 5档的 主动齿轮，它们与被动齿轮 终常啮合在一起。而齿轮 空套齿轮，分别在 3轴或 4轴上空转，它们只有与各自的同步器 啮合后，才可以将动力传递到 3轴或 4轴上，然后通过输出轴将动力输 出。 2， 4， 6档的主动齿轮 轴上，也就是与离合器 且 2, 终常啮合，齿轮 通过与各自同步器的啮合将动力传递到 3轴上，然后通过输出轴将 动力输出，工作过程与离合器 机构运动见图 汽车启动运行时，车辆首先要以 1档 起步，这时，电控单元首先控制换档 机构将 1档被动齿轮 同步器啮 合，然后离合器 离合器 力经由 输入轴 合器 1同步器一 3轴一输出轴 。然后， 电控单元根据车辆当前运行状态，判 断车辆即将进入运行的档位，如果车 辆减速，则控制自动换档机构将档位 换入倒档，如果车辆加速，则控制自 动换档机构将档位换入 2档。 四、齿轮箱参数的确定 各挡传动比的计算 本设计为六挡变速器，五挡设计为直接挡，传动比为 1，六挡为超速挡。汽车爬最大坡时，使用最大扭矩挡（ 即一挡），空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮 胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。乘用车最大爬坡角 为 20 。因高挡使用频繁，所以要求高挡区相邻挡位的 传动比比值要比低挡区相邻挡位之间的比值要小， 即： 6554433221计算各挡挡位传动比 挡位 1 2 3 4 5 6 传动比 比 q 齿轮参数确定 模数 选择斜齿轮法向模数时 ， 首先应符合国家标准 1357 1987的规定进行合理选择 。 同时乘用车主要考虑驾驶者与乘坐者的舒适性 ， 因此齿轮模数选的小些 。 根据表 选 = 压力角 选择国家标准压力角 20 螺旋角 随着螺旋角的增大，齿的强度也相应的提高。螺旋角以 15 25 为宜。选择 =20 齿宽 b 斜齿轮初选 b=（ 齿顶高系数 规定齿顶高系数取 f中心距 由于双中间轴式 有两个中心距 的设计有一个挡有共用齿轮，所以两个中心 距不相等。 1 1. 修正后得 2. 、 2、 3、 4挡齿轮齿数 后，根据 6挡冲动齿轮齿数，最后确定。求得 3. . 挡位数 1 2 3 4 5 6 动比 传动齿轮齿数 12 16 20 23 22 23 12 15 从动齿轮齿数 39 35 31 28 21 19 27 23 各挡位齿轮参数（计算后未校核） 轴的参数设计计算 中间轴 1和 2的直径分别为 : 计算轴的最大直径后根据具体安装尺寸和各挡配合情况完成轴的初绘完成了。如图 图 中间轴 1 图 中间轴 2 实心输入轴花键部分直径： 实心输入轴的结构如图 h 图 实心输入轴 空心输入轴 空心轴的结构如图 0 . 5 0 . 8 图 空心输入轴 倒挡轴 倒挡的大小要根据两个倒挡惰轮尺寸和和安装尺寸进 行设计。具体结构如图 图 倒挡轴 箱体的设计 箱体是能够安装支撑轴承 ， 为齿轮传动提供保证 ， 还可以起到密封作用 ， 保证内部的齿轮轴不会进尘 ， 同时还能保证内部的润滑不外漏 。 箱体的壁厚参考减速箱设计 ， 轴承支撑部分设计肋板 ， 提高强度 。 箱体的设计不仅要考虑内部安装还要考虑在整车的安装 。 在箱盖部分设计了与发动机部分相连的连接孔 。 箱体的设计参考相关车型变速箱进行设计 ， 如图 箱体的设计 图 主箱体 （ a）主视图；（ b）左视图；（ c）俯视图 （ a） （ b） （ c） 五、绘制装配图 变速箱总体结构如图 下 所示 。 1)2挡齿轮； 2)4挡齿轮； 3)3挡齿轮； 4)1挡齿轮； 5)5挡齿轮； 6)倒挡齿轮 )6挡齿轮； 8)倒挡齿轮 9)倒挡轴； 10)中间轴 2； 11)空心输入轴； 12)实心输入轴； 13)中间轴 1 六、齿轮轴系的校核 齿轮校核 汽车变速箱的机械式齿轮传动的传动形式和使用条件都是相似的，因此，计算汽车变速器齿轮强度用的简化计算公式与通用齿轮强度的计算公式同样可以获得较为准确的结果 。校核结果如表 表 挡的弯曲应力计算结果（ / 表 挡齿轮接触应力计算结果（ / 挡位数 1 2 3 4 5 6 2 各挡位接触应力 1337 1031 869 779 929 913 1704 1425 挡位 1 2 3 4 5 6 2 主动齿轮弯曲应力 动齿轮弯曲应力 轴的校核 变速器齿轮为斜齿，在工作时产生圆周力、径向力和轴向力作用在轴上，所以变速器轴要承受弯矩和转矩，这就要求变速器的轴应有足够的刚度和强度。轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角将会造成齿轮不能正常接触；水平面的转角会导致齿轮倾斜，造成齿轮沿齿方向上受力不均，这都将导致齿轮出现磨损严重，产生过大噪声，严重影响变速器性能使。 校核结果如下表 表 a） 奇数挡工作校核结果 表 b） 偶数挡工作校核结果 项目 1挡 3挡 5挡 实心 输入轴 中间轴 1 实心输入轴 中间轴 1 实心输入轴 中间轴 2 2挡 4挡 6挡 空心输入轴 中间轴 1 空心输入轴 中间轴 1 空心输入轴 中间轴 2 a） 奇数挡工作校核结果 表 b） 偶数挡工作校核结果 项目 1挡 3挡 5挡 实心 输 入轴 中间轴 1 实心输入轴 中间轴 1 实心输入轴 中间轴 2 N mN mN m2挡 4挡 6挡 空心输入轴 中间轴 1 空心输入轴 中间轴 1 空心输入轴 中间轴2 N mN mN m轴承校核 本设计用到了圆锥滚子轴承和滚针轴承。 圆锥滚子轴承的使用寿命校核符合使用要求。滚针轴承选用参考同类型车的使用。 七、结论 双离合式自动变速箱是新一代的自动变速器 。 本文主要展开了双离合式自动变速器的结构设计 ， 主要进行了以下的工作：在分析了常见的双离合式自动变速箱的结构形式和工作原理基础上首先确定了