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基于ProE与ANSYS的奇瑞A516轿车变速器设计【汽车类】【带PROE三维】【6张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 基于ProE ANSYS 奇瑞A516 轿车变速器设计汽车带PROE三维 cad图纸

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基于ProE与ANSYS的奇瑞A516轿车变速器设计

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摘　　要

　　　变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，为了使汽车在不同速度下行驶，变速器应设有多个档位，包括空挡和倒档。机械式手动变速器是传统的汽车传动系统，由于其结构简单、体积小、制造成本低、便于装配和修理，传动效率高等优点，一直沿用至今。作为传动机构的重要部件，对变速器的设计都遵循着统一的目标，那就是力求简单和方便。变速器的性能直接体现出整车性能的高低，特别是燃油经济性的好坏。所以变速器的设计质量的高低一直是汽车行业竞争的焦点。

　　　本设计针对乘用车两轴式机械变速器。根据乘用车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数，结合选择的适合于该乘用车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。结合某些乘用车的基本参数，选择适当的主减速比。根据上述参数，计算出变速器的相关参数，进行合理性的设计。

关键词：二轴式变速器；齿轮；同步器；设计；结构

ABSTRACT

To change the engine used to spread transmission of torque and wheel speed, in order to make car travel at different speeds, transmission should be a number of stalls, including neutral and reverse. Mechanical transmission is a traditional manual transmission car, because of its simple structure, small size, low manufacturing cost, ease of assembly and repair, high transmission efficiency, are still in use. Transmission mechanism as an impotant component, the design of transmission line with the goal of reunification, it is simple and convenient. Transmission performance of the vehicle directly reflects the level of performance, especially fuel economy is good or bad. Therefore, the design of transmission quality has been the focus of competition in the automotive industry.

The design for the two-axis mechanical transmission cars. Form the basis of passenger cars, Tread, wheelbase, minimum ground clearance, minimum turning radius, vehicle weight, loaded weight and parameters such as maximum speed, combined with the suitable selection of the cars engine engine models can be drawn maximum power, maximum torque, displacement and other important parameters. Combination of some basic parameters of passenger cars, to choose the appropriate reduction ratio of the Lord. Based on the above parameters to calculate the transmission of the relevant parameters for a reasonable design.

Key words: Transmission；Gear；Synchronizer ；Design；Structure

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

　　　1.1 选题的目的和意义1

　　　　　1.1.1 汽车变速器的设计要求1

　　　　　1.1.2 汽车变速器的发展现状2

　　　1.2 设计的内容及方法2

第2章变速器传动机构与操纵机构的布置4

　　　2.1 变速器传动机构布置方案4

　　　　　2.1.1 变速器传动方案分析与选择4

　　　　　2.1.2 倒档布置方案4

　　　　　2.1.3 零部件结构方案分析5

　　　2.2 变速器操纵机构布置方案7

　　　　　2.2.1 概述7

　　　　　2.2.2 典型的操纵机构及其锁定装置8

　　　2.3 本章小结10

第3章变速器的设计与计算11

　　　3.1 变速器主要参数的选择11

　　　　　3.1.1 档数10

　　　　3.1.2 传动比范围11

　　　　3.1.3 变速器各档传动比的确定11

　　　　3.1.4 中心距的选择14

　　　　3.1.5 变速器的外形尺寸14

　　　　3.1.6 齿轮参数的选择14

　　　　3.1.7 各档齿轮齿数的分配及传动比的计算16

　　　　3.1.8 变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整19

　　　3.2 变速器齿轮强度校核23

　　　　　3.2.1 齿轮材料的选择原则23

　　　　　3.2.2 变速器齿轮弯曲强度校核23

　　　　　3.2.3 轮齿接触应力校核27

　　　　　3.2.4 倒档齿轮的校核31

　　　3.3 轴的结构和尺寸设计34

　　　　　3.3.1 初选轴的直径34

　　　3.4 轴的强度验算35

　　　　　3.4.1 轴的刚度计算35

　　　　　3.4.2 轴的强度计算43

　　　3.5 轴承选择与寿命计算48

　　　　　3.5.1 输入轴轴承的选择与寿命计算49

　　　　　3.5.2 输出轴轴承的选择与寿命计算50

　　　3.6 本章小结52

第4章变速器同步器的设计53

　　　4.1 锁销式同步器53

　　　　　4.1.1 锁销式同步器结构53

　　　　　4.1.2 锁销式同步器工作原理53

　　　4.2 锁环式同步器54

　　　　　4.2.1 锁环式同步器结构54

　　　　　4.2.2 锁环式同步器的工作原理54

　　　　　4.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定55

　　　4.3 本章小结57

第5章变速器传动机构三维设计58

　　　5.1 PRO/E软件简介58

　　　　　5.1.1 变速器输出轴模型建立58

　　　　　5.1.2 变速器输入轴模型建立60

　　　5.2 变速器齿轮模型建立61

　　　5.3 变速器传动机构模型虚拟装配64

　　　　　5.3.1 PRO/E基本装配约束64

　　　　　5.3.2 变速器传动机构装配图和爆炸图65

　　　5.4 装配及干涉检查67

　　　5.5本章小结68

第6章变速器传动机构有限元分析69

　　　6.1 PRO/E与ANSYS模型传递69

　　　　　6.1.1 PRO/E与ANSYA基本模型转换方式69

　　　　　6.1.2 配置PRO/E与ANSYS接口70

　　　　　6.1.3通过接口将PRO/E模型导入ANSYS70

　　　6.2 PRO/E与ANSy分析过程71

　　　　　6.2.1 前处理72

　　　　　6.2.2 网络划分72

　　　　　6.2.3 有限元的约束与加载73

　　　　　6.2.4 查看结果74

　　　　　6.2.5 结果分析76

　　　6.3 本章小结77

结论78

参考文献79

致谢80

附录81

1.1 选题的目的和意义

　　　汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。由于汽油机额定转矩对应的速度范围很小,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，因此要用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化。变速器是传动系的主要部件,它的性能对整车的动力性、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面都有十分重要的影响。手动机械变速器可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、传动效率高、故障率相对较低、经济性好、环保性强、物美价廉,因此在市场上仍占有一席之地，开发手动机械变速器也适应当代世界经济的发展和需要。随着科技的高速发展，节能与环境保护、应用新型材料、高性能及低成本都可将作为汽车新型变速器的研究方向。

1.1.1 汽车变速器的设计要求

　　　汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节、变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求[1]。变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。随着汽车工业的发展，轿车变速器的设计趋势是增大其传递功率与重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。在汽车变速器的设计工作开始之前，首先要根据变速器运用的实际场合来对一些主要参数做出选择。主要参数包括中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各档齿轮的齿数等。

　　　变速器的基本设计要求[2]：保证汽车有必要的动力性和经济性；设置空档，用来切断发动机动力向驱动轮的传输；设置倒档，使汽车能倒退行驶；换档迅速、省力、方便；工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不得有跳档、乱档，以及换档冲击等现象出现；工作效率高，噪声小；结构简单、方案合理；在满载及冲击载荷条件下，使用寿命长；除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。

　　　变速器传动机构有两种分类方法。

　　　根据前进档数分为：三档变速器，四档变速器，五档变速器，多档变速器。

　　　根据轴的形式分为：固定轴式，旋转轴式。其中固定轴式又分为：两轴式变速器，中间轴式变速器，双中间轴式变速器，多中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。1.2 设计的内容及方法

　本次设计的变速器是在原有奇瑞A516的变速器的基础上，在给定发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下，主要完成传动机构的设计，并绘制出变速器装配图及主要零件的零件图。

　　　1、对变速器传动机构的分析与选择

　　　通过比较两轴和中间轴式变速器各自的优缺点，以及所设计车辆的特点，确定传动机构的布置形式。

　　　2、变速器主要参数的选择

　　　变速器主要参数的选择：档数、传动比、中心距、齿轮参数等。

　　　3、变速器齿轮强度的校核

　　　变速器齿轮强度的校核主要对变速器的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行校核。

　　　4、轴的基本尺寸的确定及强度计算。

　　　对于轴的强度计算则是对轴的刚度和强度分别进行校核。

　　　5、轴承的选择与寿命计算。

　　　对变速器轴的支撑部分选用圆锥磙子轴承，寿命计算是按汽车的大修里程来衡量，轿车的为30万公里。

　　　本次设计主要是查阅近几年来有关国内外变速器设计的文献资料，结合所学专业知识，在老师的正确指导下进行设计。通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，计算变速器的齿轮的结构参数并对其进行校核计算；同时对同步器、换档操纵机构等结构件进行分析设计；另外，对现有传统变速器的结构进行改进、完善。　　　变速器的设计与计算

3.1 变速器主要参数的选择

　　　本次毕业设计是在给定主要整车参数的情况下进行设计，奇瑞A516整车主要技术参数如表3.1所示：

表3.1 奇瑞A516MT整车主要技术参数

发动机最大功率87.5kw车轮型号195/55R185V

发动机最大转矩147N·m最大功率时转速6150 r/min

最大转矩时转速4300r/min最高车速185km/h

总质量1290kg变速器形式手动五档

3.1.1 档数

　　　近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用4～5个档位的变速器。发动机排量大的乘用车变速器多用5个档。商用车变速器采用4～5个档或多档。载质量在2.0～3.5t的货车采用五档变速器，载质量在4.0～8.0t的货车采用六档变速器。多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。

　　　档数选择的要求：

　　　（1）相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。

　　　（2）高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。

　　　因此，本次设计的轿车变速器为5档变速器。

3.1.2 传动比范围

　　　变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。最高档通常是直接档，传动比为1.0；有的变速器最高档是超速档，传动比为0.7～0.8。影响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其它商用车则更大。

　　　本设计最高档传动比为0.77。

3.1.3 变速器各档传动比的确定　　　变速器是汽车上的一个重要组成部分，它的技术参数直接影响整车的性能，其参数必须经过严格计算，有些部件还要进行试验，以检验它的可靠性。

　　　以奇瑞A516汽车主要技术指标，发动机功率转速及车辆行驶环境为依据，通过计算已有的数据得出变速器的各项参数。从而设计一台符合要求的汽车变速器。所设计的变速器，中心距为73mm，最大输入扭矩为147，该变速器有五个前进挡、一个倒挡，都采用锁环式同步器换挡，各挡的传动比分别为一挡是3.08、二挡是2.26、三挡是1.58、四挡是1.13，五挡是0.77、倒挡是2.85。

　　　本设计说明书从发动机选择开始，综合地考虑使用、经济、工艺、安全性等方面的设计要求，确定合理的设计方案，进而对变速器二轴和操纵机构进行设计，并对一些部件进行必要的校核。并且通过CAD软件进行绘图，运用Pro/E软件进行三维传动机构的建模，利用ANSYS对轴进行有限元分析，共画了1张总成图和5张零件图。

　　　手动变速器结构比较经典，以它的工作可靠、制造成本低、拆装容易、维修方便等众多优点在市场上仍然有着相当大的竞争力。但是，它也存在传动比变化范围小、操纵麻烦等缺点。它的发展趋势应该是向着智能化、集成化、高性能、低成本、微型化、应用新型材料、应尽量节能与环境保护。

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内容简介：: 毕业设计（论文）任务书学生姓名毕昊系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-7指导教师姓名王强职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称基于Pro/E与ANSYS的奇瑞A516轿车变速器设计一、设计（论文）目的、意义汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。由于汽油机额定转矩对应的速度范围很小，需要用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化，它是传动系的主要部件,它的性能对整车的动力性、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面都有十分重要的影响。设计一款好的变速器对汽车的性能，安全性以及经济性有着重要作用。手动机械变速器可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、传动效率高、故障率相对较低、物美价廉，因此在市场上仍占有一席之地，开发手动机械变速器也适应当代世界经济的发展。运用计算机仿真技术对变速器进行虚拟设计，在产品制造之前就可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率，为生产实际提供理论支持。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1、设计内容设计一款奇瑞A516轿车变速器，标准发动机：1.6L/ACTECO；标准变速器：5档手动；最大功率：87.5/6150 Kw/rpm；最大扭矩：147/4300 nm/rpm；最高时速：185.0 km/h；轮胎：195/55R15 85V；车身重量： 1290 kg；轴距：2600 mm；轮距(前/后)：1505/1505 mm；全车长度：4552 mm ；车身宽度：1750 mm ；车身高度：1483mm 。要求分析变速器的结构形式及工作原理，确定本设计变速器结构类型，完成变速器结构布置和总体设计，利用AutoCAD完成总装配图和零部件设计，并进行校核计算，利用Pro/E完成传动部分零件的三维建模并虚拟装配，利用ANSYS完成关键轴和齿轮的有限元分析。所设计变速器要求具有良好的动力性与经济性，换挡迅速、省力、方便、工作噪声低、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。2、技术要求（1）变速器总体方案设计；（2）利用AutoCAD软件完成变速器二维结构及零件设计；（3）校核计算；（4）利用Pro/E软件完成变速器传动部分三维建模及虚拟装配；（5）利用ANSYS软件完成关键零件有限元分析。三、设计（论文）完成后应提交的成果（1）主要包括变速器方案设计、校核计算、二维及传动部分三维结构设计、有限元分析等方面的详细设计说明书1套（1.5万字以上）；（2）变速器二维总体结构图1张（A0）、二维零件图及Pro/E三维模型图共折合A0图纸2.5张。四、设计（论文）进度安排（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告第12周（3月2日3月15日）（2）确定总体方案第3周（3月16日3月22日）（3）变速器二维结构设计及校核计算第49周（3月23日5月3日）（4）Pro/E传动部分三维总装配图设计第1012周（5月4日5月24日）（5）关键零件的有限元受力分析第13周（5月25日5月31日）（6) 撰写设计说明书第1415周（6月1日6月14日）（7）设计说明书审核及修改第16周（6月15日6月21日）（8）毕业设计答辩第17周（6月22日6月28日）五、主要参考资料1 陈家瑞.汽车构造(上，下册) M.北京：人民交通出版社，1994.2 余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，2000.3 王望予.汽车设计（第四版）M.北京：机械工业出版社，2004.4 高维山.变速器M.北京：人民交通出版社，1990.5 蔡炳炎，徐勇，林宁.机械式汽车变速器的速比配置分析J.机械研究与应用 2005-04：25-26.6 李君，张建武，冯金芝，雷雨龙，葛安林.电控机械式自动变速器的发展、现状和展望J.汽车技术，2000(03).7 李水良，闫守成，杜迎慧电控电执行器自动变速器的开发研究J. 拖拉机与农用运输车,2010,(4).8 陈文才汽车变速器可靠性设计研究J. 煤炭技术,2010,(9). 9 柴保明，高学攀，谷兴海，高维金基于Pro/E和ADAMS的变速器联合仿真实现J.煤矿机械,2010,(7).六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目:基于Pro/E与ANSYS的奇瑞A516轿车变速器设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 车辆工程B07-7 学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2011.3.14 指导委员会审查意见：签字：年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-7指导教师姓名职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称基于Pro/E与ANSYS的奇瑞A516轿车变速器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状随着国民经济的高速发展，国内对汽车的需求也逐年稳定增长，汽车的研制、生产、销售、营运与国民经济许多部门都息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起重要的推动作用。汽车的保有量随着国民人均收入水平的提高而增加。在许多发达国家中，汽车的数量已普及到千家万户，促使人的社会生活方式发生显著的变化。1886年，世界上诞生的第一辆汽车并未装有变速器，直到1902年才由法国人造出了第一部装有变速器的汽车。目前，绝大多数汽车仍采用机械式变速器、分动器、主减速器，构成整车的传动系，其结构简单，操纵方便，造价低廉仍不失为汽车传动系中的主要总成。由于汽车上广泛采用活塞式内燃机，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牵引力和车速能在相当大的范围内变化，为此在传动系中设置了变速器。传动系是汽车最重要的系统之一，如果把作为动力源的发动机比做汽车的心脏，那么作为传递动力的变速器可谓汽车的动脉，汽车变速器作为汽车传动系关键部位，对汽车的动力性与经济性、操作可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着直接的影响。从内燃机作为汽车的动力装置开始。变速器成为了汽车重要组成部分。现代汽车上广泛采用往复活塞式内燃机具有体积小、质量轻、工作可靠和使用方便等优点，但其转矩和转速范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，故其性能与汽车动力性和稳定性之间存在较大的矛盾，这对矛盾靠现代汽车内燃机本身是无法解决的，因此在汽车传动系中设置变速器和主减速器达到减速增扭矩的目的目前传统机械式手动变速器是使用最广泛的汽车变速器。它有着结构紧凑，体积小，重量轻，传递效率高，承载能力大，方便维修，使用寿命长，使用成本低等优点。也同时拥有着诸多缺点，如换挡冲击大，体积大，操作麻烦等！但对整车制造商而言，根据美国阿贡国家实验室在1999年发布的报告，对于一个典型的轻型车，变速器大概占据其制造成本的7%。对于消费者而言，变速器配置的丰富程度在很大程度上会影响他们的购买决定。另外，变速器和发动机的匹配将在很大程度上决定整车的排放，燃油经济以及整车的操控性。在中国，机械变速器因为其低廉的价格和给驾驶者的良好的操控感，一直以来都占据着变速器的主流。例如，在2007年，机械化变速器大概占整个轻型车（包括乘用车和轻型商用车）市场的74%。这其中既有历史的原因，也有现实的因素。从历史上来看，长期以来机械变速器占据压倒性的市场份额，而且基本所有的驾驶员都接受机械变速器的培训。从现实角度，自动变速器相对昂贵的价格和相对较差的燃油经济性抑制了普通消费者的需求，另一个很重要的原因是提供相对低廉汽车产品的本土汽车生产商没有掌握自动变速器的技术。汽车行驶的速度是不断变化的，尽管传统的齿轮变速器以其结构简单，效率高、功率大三大显著优点依然占领着汽车变速器的主流地位。机械式变速器许多最近的发展集中在降低成本和体积的新制造方法上。传统来说，变速器制造包含大量昂贵的机器，以及为金属切削加工和装配操作留下空间限制的设计。最新技术，比如在最新的Ford/Getrag6变速器中可以看到的激光焊接冲压刚滑动齿轮选择器轴套，未替代前一代变速器的铸铁拨叉，这种精致而固定的设计方案可以减少对内部的伤害。本课题应用Pro/e与ANSYS软件。Pro/Engineer是美国PTC公司旗下的重要产品。是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要的地位，而且是当今世界机械CAD/CAM/CAE领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。目前已发布了野火版6.0。他拥有参数化设计和特征功能、单一数据库、全相关性、基于特征的参数造型、数据管理、装配管理和易于使用的特点，在汽车工业设计过程中有着很有用的地位。像在本课题中就可以完成将设计出的各个零件进行模拟实体化，并可以将其进行模拟装配，更可以直观的看到所设计的模拟模型，进而对其的外观进行美化，设计是否合理进行直观的观察。ANSYS软件是融合结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,Auto CAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。ANSYSY软件可以对已有的模拟模型进行各种模拟场合或负载的实况模拟，如：结构静力分析、机构动力学分析、结构非线性分析、动力学分析、热分析、电磁场分析、流体动力学分析、声场分析、压电分析。在本课题中会涉及到设计的零件静力分析和在模拟装配后的动力学分析。根据轻型轿车变速器各档位使用频率的不同，充分考虑汽车的动力性和燃油经济性，采用偏置等比级数速比分配方法，确定了变速器各中间档位的传动比。考虑到产品的系列化、通用化、标准化，提出了齿轮微观优化设计的方法：如采用全圆角齿根过渡曲线，改善齿根应力分布，对齿轮进行修形，最大限度地提高齿轮承载能力等。本课题将参考国内关于减速器设计、变速器设计、汽车设计、汽车变速器等的相关书籍与文章，根据工作及传动比要求，对变速箱构造进行设计，再根据设计手册，对部分零件进行设计，查阅标准的校核方法，对设计结果进行全面的校核，保证其可行性及安全性，最后基于计算机仿真平台，应用当前CAD/CAE领域应用比较广泛的三维软件Pro/E、有限元软件ANSYS，进行汽车变速器的强度、刚度、稳定性及动态特性等方面的计算机仿真研究与分析，为我国汽车变速器产品的设计、技术开发方面提供更多的理论参考，进一步提高汽车变速器的稳定性和可靠性。2、选题目的和意义汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。由于汽油机额定转矩对应的速度范围很小，需要用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化，它是传动系的主要部件,它的性能对整车的动力性、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面都有十分重要的影响。设计一款好的变速器对汽车的性能，安全性以及经济性有着重要作用。手动机械变速器可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、传动效率高、故障率相对较低、物美价廉，因此在市场上仍占有一席之地，开发手动机械变速器也适应当代世界经济的发展。运用Pro/E与ANSYS对变速器进行虚拟设计，在产品制造之前就可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，缩短开发周期，提高设计质量和效率，为生产实际提供理论支持。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、奇瑞A516轿车变速器设计主要内容分析变速器的结构形式及工作原理，确定变速器的结构类型，完成变速器结构布置和总体设计，利用AutoCAD完成总装配图和零部件设计，并进行校核计算，利用Pro/E完成传动部分零件的三维建模并虚拟装配，利用ANSYS完成关键轴和齿轮的有限元分析。变速器要求具有良好的动力性与经济性，换挡迅速、省力、方便、工作噪声低、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。2、拟解决的主要问题（1）变速器二维结构设计及校核；（2）变速器三维建模及虚拟装配；（3）变速器关键零件有限元分析。ANSYS关键零件有限元分析YNN撰写设计说明书Y结论分析Pro/E整机装配及干涉检查奇瑞A516变速器AutoCAD二维结构设计及校核调研、收集资料及总体方案论证转换接口Pro/E三维实体建模是否合理？是否合理？三、技术路线（研究方法）四、进度安排（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告第12周（3月2日3月15日）（2）确定总体方案第3周（3月16日3月22日）（3）变速器二维结构设计及校核计算第49周（3月23日5月3日）（4）Pro/E传动部分三维总装配图设计第1012周（5月4日5月24日）（5）关键零件的有限元受力分析第13周（5月25日5月31日）（6) 撰写设计说明书第1415周（6月1日6月14日）（7）设计说明书审核及修改第16周（6月15日6月21日）（8）毕业设计答辩第17周（6月22日6月28日）五、参考文献1 陈家瑞.汽车构造(上，下册) M.北京：人民交通出版社，1994.2 余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，2000.3 王望予.汽车设计（第四版）M.北京：机械工业出版社，2004.4 高维山.变速器M.北京：人民交通出版社，1990.5 蔡炳炎，徐勇，林宁.机械式汽车变速器的速比配置分析J.机械研究与应用 2005-04：25-26.6 李君，张建武，冯金芝，雷雨龙，葛安林.电控机械式自动变速器的发展、现状和展望J.汽车技术，2000，(03).7 林少义.一种变速器设计J.机电技术，2004，（6）.8 陈文才汽车变速器可靠性设计研究J. 煤炭技术, 2010,(9). 9 柴保明高学攀，谷兴海，高维金基于Pro/E和ADAMS的变速器联合仿真实现J.煤矿机械, 2010,(7).10 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社. 2001.11 成大先.机械设计手册（第五版）M.北京：化学工业出版社，2008.12 吴修义.国内组合式机械变速器的现状与发展J.现代零部件，2005，(5).13 郑四发，连小珉，蒋孝煜.系列化汽车变速器设计中模型参数化的研究J.汽车，2004（5）.14 Jonathan S, Cohone1 al. A form verification system for the conceptual design of complex mechanical systemsJ. Engineering with computers 1994(10)：33-44.15 Yolaro Halamura et al.Actual conceptual design process for an intelligent machining centerJ.Annals of the CIRP, 1995(44)：123-128.六、备注指导教师意见：签字：年月日附录附录A.Manual TransmissionIts no secret that cars with manual transmissions are usually more fun to drive than the automatic-equipped counterparts. If you have even a passing interest in the act of driving, then chances are you also appreciate a fine-shifting manual gearbox. But how does a manual transmission actually work?A history hows that manual transmissions preceded automatics by several decades. In fact，up until General Motors offered an automatic in 1938, all cars were of the shift-it-yourself variety. While its logical for many types of todays vehicles to be equipped with an automaticsuch as a full-size sedan, SUV or pickupthe fact remains that nothing is more of a thrill to drive than a tautly suspended sport sedan, snort coupe or two-sealer equipped with a precise-shifting five-or six-speed gearbox We know whicn types or cars have manual trannies. Now lets take a look at how they work. From the most basic four-speed manual in a car from the60s to the most high-tech six-speed one in a car of today, the principles of a manual gearbox are the same. The driver must shift from gear to gear. Normally, a manual transmission bolts to a clutch housing (or bell housing）, in turn, bolts to the back of the engine. If the vehicle has front-wheel drive, the transmission still attaches to the engine in a similar fashion but is usually referred to as a transaxle. This is because the transmission, differential and drive axles are one complete unit. In a front-wheel-drive car, the transmission also serves as part of the front axle for the front wheels. In the remaining text, a transmission and a transaxle will both be referred to using the term transmission.The function of any transmission is transferring engine power to the driveshaft and rear wheels (or axle halfshafts and front wheels in a front-wheel-drive vehicle). Gears inside the transmission change the vehicles drive-wheel speed and torque in relation to engine speed and torqueLower(numerically higher) gear ratios serve as torque multipliers and help the engine to develop enough power to accelerate from a standstill.Initially, power and torque from the engine comes into the front of the transmissions and rotates the main drive gear (or input shaft), which meshes with the cluster or counter shaft geara series of gears forged into one piece that resembles a cluster of gears. The cluster-gear assembly rotates any time the clutch is engaged to a running engine，whether or not the transmission is in gear or in neutral. There are two basic types of manual transmissions. The sliding-gear type and the constant-mesh design. With the basicand now obsoletesliding-gear type，nothing is turning inside the transmission case except the main drive gear and cluster gear when the trans is in neutral. In order to mesh the gears and apply engine power to move the vehicle, the driver presses the clutch pedal and moves the shifter handle, which in turn moves the shift linkage and forks to slide a gear along the mainshaft, which is mounted directly above the cluster. Once the gears are meshed, the clutch pedal is released and the engines power is sent to the drive wheels. There can be several gears on the mainshaft of different diameters and tooth counts, and the transmission shift linkage is designed so the driver has to unmesh one gear before being able to mesh another. With these older transmissions, gear clash is a problem because the gears are all rotating at different speeds. All modern transmissions are of the constant-mesh type, which still uses a similar gear arrangement as the sliding-gear type. However，all the mainshaft gears are in constant mesh with the cluster gears. This is possible because the gears on the mainshaft are not splined to the shaft, but are free to rotate on it. With a constant-mesh gearbox, the main drive gear, cluster gear and all the mainshaft gears are always turning, even when the transmission is in neutral. Alongside each gear on the mainshaft is a dog clutch, with a hub thats positively splined to the shaft and an outer ring that can slide over against each gear. Both the mainshaft gear and the ring of the dog clutch have a row of teeth. Moving shift linkage moves the dog clutch against the adjacent mainshaft gear, causing the teeth to interlock and solidly lock the gear to the mainshaft.To prevent gears from grinding or clashing during engagement, a constant-mesh, fully synchronized manual transmission is equipped with synchronizers. A synchronizer typically consists of an inner-splined hub, an outer sleeve, shifter plates，lock rings（or springs）and blocking rings. The hub is splined onto the mainshaft between a pair of main drive gears. Held in place by the lock rings，the shifter plates position the sleeve over the hub while also holding the floating blocking rings in proper alignment. A synchros inner hub and sleeve are made of steel, but the blocking ringthe part of the synchro that rubs on the gear to change its speedis usually made of a softer material, such as brass. The blocking ring has teeth that match the teeth on the dog clutch. Most synchros perform double dutythey push the synchro in one direction and lock one gear to the mainshaft. Push the synchro the other way and it disengages from the first gear, passes through a neutral position, and engages a gear on the other side.Thats the basics on the inner workings of a manual transmission. As for advances, they have been extensive over the years, mainly in the area of additional gears. Back in the 60s, four-speeds were common in American and European performance carsMost of these transmissions had 1:1 final-drive ratios with no overdrives. Today, overdriven five-speeds are standard on practically all passenger cars available with a manual gearbox.Overdrive is an arrangement of gearing that provides more revolutions of the driven shaft（the driveshaft going to the wheels）than the driving shaft（crankshaft of the engine）. For example, a transmission with a fourth-gear ratio of 1:1 and a fifth-gear ratio of 0.70:1 will reduce engine rpm by 30 percent, while the vehicle maintains the same road speed. Thus, fuel efficiency will improve and engine wear will be notably reduced. Today, six-speed transmissions are becoming more and more common. One of the first cars sold in America with a six-speed was the 89 Corvette. Designed by Chevrolet and Zahnradfabrik Friedrichshafen（ZF）and built by ZF in Germany, this tough-as-nails six-speed was available in the Corvette up to the conclusion of the 96 model year. Today，the Corvette uses a Tremec T56 six-speed mounted at the back of the car.Many cars are available today with six-speeds, including the Mazda Miata, Porsche Boxster S and 911, Dodge Viper, Mercedes-Benz SLK320, Honda S2000, Toyota Celica GT-S and many others. Some of these gearboxes provide radical 50-percent (0.50:1) sixth-gear overdrives such as in the Viper and Corvette, while others provide tightly spaced gear ratios like in the S2000 and Celica for spirited backroad performance driving. While the bigger cars mentioned above such as the Viper and Vette often have two overdrive ratios（fifth and sixth）the smaller cars like the Celica and S2000 usually have one overdriven gear ratio（sixth) and fifth is 1:1.Clearly a slick-shifting manual transmission is one of the main components in a fun-to-drive car, along with a powerful engine，confidence-inspiring suspension and competent brakes.附录B.手动变速器相对于自动变速箱的车手动变速箱汽车开起来有更好的驾驶乐趣这是众所周知的。哪怕你对驾驶仅有一点兴趣，那么你也会对一个齿轮变速器的完美工作刮目相看。那么手动变速器到底是怎么工作的呢？手动变速器在几十年以前就被自动变速箱所取代了，事实上从前的车都是配备的手动变速箱，直到1938年通用汽车公司推出第一款自动变速车。今天的诸多车辆像轿车、越野车、小型载货汽车采用自动变速是很符合逻辑的，因为没有任何事会比驾驶一个配有5-6个档的手动变速箱的车更令人紧张不安了。现在让我们看看他们是怎么工作的。从60年代的四速手动到今天的最高六速变速器的基本原理是没有改变的。驾驶员仍然要操纵齿轮使其相互啮合。通常，变速器与离合器壳连接，离合器的另一面再同发动机相连。如果是前轮驱动的车仍然是这种简单的连接方式，但要称其为驱动桥，这是因为变速箱和驱动轴是一个整体的机构。在前驱车上变速箱也是前轮驱动桥的一部分。在过去的概念中变速器跟驱动桥被统称为变速驱动桥。变速箱的功能就是将发动机的动力传递给驱动轴和后轮（前驱车是传递给半轴和前轮）通过变速箱中的齿轮改变了发动机传给车轮的速度和扭矩。低传动比能够

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