二轴五档机械式变速器传动机构设计【说明书+CAD】
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二轴五档机械式变速器传动机构设计【说明书+CAD】,五档,机械式,变速器,传动,机构,设计,说明书,CAD
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开题报告论 文题目：二轴五档机械式变速器传动机构设计学院：专 业 、班级：学 生姓名：指导教师（职称）：（讲师）2016 年 12 月 20 日 填毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1.论文（设计）题目及研究领域；2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3.目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3.本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2.论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1.开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。1一、选题依据1、研究领域车辆工程汽车部件设计2、论文（设计）工作的理论意义和应用价值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。四年的的大学生涯让我掌握了很多汽车设计方面的基础专业知识，通过本次的毕业设计让之前学过的知识得到了充分的利用，巩固了专业方向知识的同时，也将提高实际应用的能力，并为以后的工作打下基础。3、目前研究的概况和发展趋势在中国机械式变速器以其结构简单、传动效率高、制造成本低、寿命长等优势，在市场中占很大比重，据调查 2012 年机械式变速器在市场中占有的份额为 75%，虽然自动变速器是变速器未来的发展方向，具有非常明显的优势，但另一方面，自动变速器制造成本高、维修难度大，且我国自动变速器的相关技术尚不成熟，所以自动变速器仍未能普及，手动变速器仍然处于市场主导地位。在国外目前全世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力都在大力进行 CVT 的研发工作，NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI 等著名汽车品牌中都配备 CVT 的轿车销售，全世界 CVT 轿车的年产量已达到近 50 万辆。值得注意的一点是，装备有 CVT 的汽车市场，由最初的日本、欧洲已经渗透到北美市场，CVT 汽车已经成为当今汽车发展的主要趋势。其发展趋势将是随着时间的推移，手动变速器的市场占有率会逐渐降低，自动变速器将不断增加。发展趋势紧紧围绕安全、环保、节能、操纵轻便化、换档自动化、智能化、整车电子集成控制一体化等方面展开。同时，向大功率、大扭矩化，系列化、多档位、组合化，小型化、轻量化等方向发展。综上所述手动变速器与自动变速器相比，手动变速器可以给汽车驾驶爱好者带来更多的操控快感，传输效率比自动变速器要高，维修保养也比自动变速器便宜。如果驾驶者换档熟练，在汽车起步和加速过程中，配有手动变速器的汽车，反应更快更省油。2二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题（1）制定出二轴五档机械式变速器传动机构的总体设计方案，并对该方案进行评价；（2）对二轴五档机械式变速器传动机构方案中具体部件进行理论计算和校核；（3）根据计算和校核结果对二轴五档机械式变速器传动机构进行结构设计并绘图；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）（1）查阅相关资料，了解研究课题的意义价值、研究概况和发展趋势。（2）某车用二轴五档变速器传动机构总体设计方案，并进行评价。（3）变速器主要参数的选择与齿轮设计选择即能使结构紧凑又能符合传动性能的中心距和分配合理的各档传动比及其齿轮齿数，使之能够实现换挡平顺。（4）变速器齿轮的强度计算与材料选择选择正确的齿轮材料并进行强度计算，使齿轮能够满足设计要求。（5）变速器轴的设计与校核设计符合要求的轴的结构和尺寸，并进行校核，使轴能够满足设计要求。（6）根据计算和校核结果对二轴五档机械式变速器传动机构进行结构设计并绘制两张 A0 的设计图纸，并用三维软件绘制三维图。3.本论文（设计）预期取得的成果通过学习及查阅有关资料掌握二轴五档机械式变速器工作原理以及其传动机构的设计, 了解现在机械式变速器的发展趋势、相关技术的对比及市场前景。通过自主设计并选择最合理的方案设计能够得到以下结果：（1）二轴五档机械式变速器传动机构设计方案；（2）二轴五档机械式变速器传动机构的详细结构设计（两张 A0 的设计图纸与三维图）；（3）设计说明书（不少于 10000 汉字）；（4）一篇与变速器传动机构相关的外文文献翻译，不少于 2000 汉字。3三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；技术路线：a.查阅资料，了解做研究课题的研究意义、研究概况和发展趋势；b.制定出二轴五档机械式变速器的总体方案设计，并对其进行评价；c.对二轴五档机械式变速器方案的具体部分进行理论计算；d.进行二轴五档机械式变速器传动机构的结构设计; e.利用计算机辅助设计对方案进行校核。 f.A0 图纸绘制并用软件绘制三维图2.论文（设计）进度计划第 1 周：明确设计主要任务和内容。第 2 周：查阅相关资料。第 3 周：撰写开题报告。第 4 周：完成毕设开题报告。第 5 周：拟定二轴五档机械式变速器传动机构结构方案设计。第 6 周：二轴五档机械式变速器传动机构结构设计。第 7 周：二轴五档机械式变速器传动机构结构设计。第 8 周：二轴五档机械式变速器传动机构主要部件校核。第 9 周：二轴五档机械式变速器传动机构图纸绘制。第 10 周：二轴五档机械式变速器传动机构图纸绘制。第 11 周：二轴五档机械式变速器传动机构装配图绘制。第 12 周：与机械式变速器传动机构设计相关的外文文献翻译。第 13 周：撰写毕业论文。第 14 周：撰写毕业论文，整理毕业设计资料。第 15 周：毕业设计答辩。4四、需要阅读的参考文献1田韶鹏，陈诚.汽车机械式变速器同步器性能测试系统的研究J.机械传动.2014，（11）：111-115. 2李祥.汽车机械式变速器的现代化设计方法研究J.中国新技术新产品.2014，（17）：114-115. 3陈俊武，李娜，武文娟.汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计J.中外企业家.2016 ，(06):204-205.4杨荣广. 汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计J.黑龙江科技信息.2015,(16):53.5占锐，曾昕，李俊，徐康. 轻型车机械式变速器同步器性能试验研究J.机械工程师.2016,(08):205-208.6帅宗良. 汽车机械式变速器的可靠性优化设计J.电子技术与软件工程.2015，（04）：256. 7闫福刚. 汽车机械式变速器的可靠性优化设计研究J.科技风.2016,(16):139. 8李鹏飞.汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计J.科技传播.2014,(17):195-201. 9尤建祥. 汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计J.汽车实用技术.2016,(02):57-69.10朱艳军. 对汽车机械式变速器可靠性优化设计的研究J.民营科技.2014,(07):43.11梁兆祥. 汽车机械式变速器变速传动机构的可靠性优化J.山东工业技术.2016,(20):287.12章涛. 小型汽车机械式变速器的设计与仿真分析J.科技风.2015,(19):76. 13Xu Wanli,Zhao Wei,Su Bin et al.Investigation of manual transmissionsynchronizer failure mechanism induced by interface material/lubricant combinationsJ.Wear: an International Journal on the Science and Technology of Friction, Lubrication and Wear.2015,328/329:475-479.14Lin, Shusen,Chang, Siqin,Li, Bo et al.Improving the gearshifts events in automated manual transmission by using an electromagnetic actuatorJ.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C. Journal of mechanical engineering science.2015,229(9):1548-1561.15Chih-Hsien Yu,Chyuan-Yow Tseng.Research on gear-change control technology for the clutchless automatic-manual transmission of an electric vehicleJ.Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D. Journal of Automobile Engineering.2013,227 (10):1446-1458.附：文献综述5文献综述从汽车诞生之日起，汽车变速器就在汽车传动系统中扮演着至关重要的角色。现代汽车广泛采用活塞式内燃机，活塞式内燃机提供的转矩和转速变化范围较小，无法满足汽车各种复杂的使用条件。为了解决这些矛盾，需要在传动系统中设置变速器。变速器的作用主要有 3 个方面：（1）改变传动速比，增大驱动轮的转矩和转速变化范围，以适应运行中经常变化的行驶情况；（2）在发动机旋向不变的前提下，实现汽车倒车；（3）利用空挡、切断动力的传递，使发动机能起动、怠速运行，并便于变速器进行换挡或动力输出。根据操作方式的不同，汽车变速器可分为自动变速器和手动变速器，其中自动变速器又有有级变速和无级变速之分。自动变速器是变速器未来的发展方向，具有非常明显的优势，可大大减少驾驶人员的操作频率与难度，还能提高乘客的乘坐舒适性。但另一方面，自动变速器制造成本高、维修难度大，且我国自动变速器的相关技术尚不成熟，所以自动变速器仍未能普及，手动变速器仍然处于市场主导地位，占有大部分的市场份额。1.国内变速器的发展现状国内手动变速器的技术在国际上较为落后，虽然目前大部分厂商都拥有生产手动变速器的设备和能力，但普遍以 5 挡手动变速器为主，对于 5 挡以上的产品，还得借助一些国外技术进行研究，并且生产出来的产品或多或少还存在齿轮敲击啸叫噪音、换挡性能低下等问题。对于自动变速器，几乎所有的自主整车企业都在进行研发，也有企业推出了产品，但结构都比较简单，技术很落后，换挡平顺性和经济性都难以满意要求。国内车企研究时间最长的是 4AT，目前也做不出成熟产品。除了布置方案上的技术困难，AT 对于生产设备和工艺控制的要求也是国内难以具备的。这些因素同样体现在构造特殊的 CVT 上面。而对于 AMT、DCT，最大的技术难点是在于软体发展和控制。在制造方面，部分可以延续手动变速器的齿轴生产设备，但加工精度仍需要大幅提高。目前国内自动变速器基本依靠国际厂商提供产品或者技术，我国的变速器发展同国际水平差距很大，尚处在初级阶段。究其原因有很多方面，其中之一便是自动变速器的关键零部件技术被外资企业垄断。就国内汽车自动变速器行业而言，国内制造的乘用车所用的自动变速器大都来自跨国公司。并且随着国内市场对自动变速器需求量的增加，我国缺乏自动变速器核心技术将日益严重。对于 AT、DCT、AMT、CVT 等自动变速器的关键技术，国内变速器行业目前面临的情况是：AT 的研发技术已经被国外公司的技术专利覆盖，想要再申请这些专利，如果完全靠自己的能力来实现当前技术的突破，既需要提供高昂的研发费用，又具有很高的商业化风险。DCT 的核心技术目前掌握在美国博格华纳和德国 LUK 两家公司手中，LUK 公司既不与中国的企业合资，也不把变速器的相关技术专利转让给国内变速器厂家。而美国博格华纳公司提出的合资条件则十分苛刻，其要求取得合资企业的主控权。国内企业想要避开这两家公司的技术专利，并通过自主研发在短时间内对 DCT 有突破性的成果，其难度很大。国内 AMT 大多应用在重型货车上，尽管具有一定的知识产权，但是 AMT 的 ECU 控制技术受到国外企业的封锁，自主开发进度缓慢。对于 CVT 技术，我国民营企业独自研发的 CVT 不仅进行了 3 万千米的道路试验、20万千米的台架试验，并且实现了无故障运转，但是最终由于资金缺乏无法进行大批量6化生产，丢失了技术产业化的有利时机。由此可见我国变速器产业的特点是，以自主开发及生产机械式变速器为主，国内汽车用自动变速器主要依赖进口。从中国汽车工程学会针对国内所有汽车零部件企业的调查中发现，国内的变速器生产企业均以生产机械式变速器为主，很少发现有生产自动变速器的公司。虽然国内有一些产、学、研机构正在潜心研究自动变速器的核心技术，但是研究成果还没有达到产业化的地步，自动变速器仍然依靠进口。自动变速器暂时还无法取代机械式变速器在中国变速器市场的主流地位。2.国外变速器的发展现状根据变速器在全球的使用情况，将全球市场分为北美市场、欧洲市场和日本市场。自动变速器在北美市场使用比较广泛，手动变速器在欧洲市场占据较大的比重，而无级变速器却受到日本人的青睐。在过去的几年里，欧洲企业在手动变速器的基础上，开发出来了双离合变速器，并且依据已有的生产设备和条件，大批量生产双离合变速器。在节能减排方面，比传统的手动变速器要节约 10%的燃油，排放更少，逐渐占据原有手动变速器的市场。大众汽车公司已经在中高级轿车上配备双离合变速器，而且其他车企也逐步为生产的汽车配备双离合变速器。在不久的未来，我们将会看到越来越多的汽车配备双离合变速器，占有的市场份额越来越大。在北美，美国人对自动变速器情有独钟，美国车企依然致力于研究自动变速器，提高其综合性能。在四速自动变速器的基础上，发明了更加先进，燃油经济性更好的六速变速器。面对日益攀升的油价，美国人在关心乘坐舒适性的同时，开始致力于研究降低燃油消耗的方法，双离合技术进入了美国企业的眼睛。在不远的将来，手动变速器的占有率将会越来越低，6 速自动变速器将逐渐取代 4 速自动变速器，而双离合变速器也会在北美市场占有一席之地。日本由于国土面积狭小，交通拥挤，资源比较匮乏，节油一直以来是日企的目标，配备无级变速器和液力自动变速器的汽车以其在节油方面的优势，受到日本消费者的欢迎。目前，全世界各大汽车厂商为了提高产品的竞争力都在大力进行 CVT 的研发工作，NISSAN、TOYOTA、FORD、GM、AUDI 等著名汽车品牌中都配备 CVT 的轿车销售，全世界 CVT 轿车的年产量已达到近 50 万辆。值得注意的一点是，装备有 CVT 的汽车市场，由最初的日本、欧洲已经渗透到北美市场，CVT 汽车已经成为当今汽车发展的主要趋势。3.变速器的发展趋势随着时间的推移，手动变速器的市场占有率会逐渐降低，自动变速器将不断增加。发展趋势紧紧围绕安全、环保、节能、操纵轻便化、换档自动化、智能化、整车电子集成控制一体化等方面展开。同时，向以下方向发展。大功率、大扭矩化。为了节能、环保，降低发动机的比油耗，减少排放污染，降低噪声，汽车发动机朝着大功率、大扭矩和低转速的方向发展。与之匹配的轿车变速器最大输入功率已达 450 马力、扭矩已达 800Nm；客车变速器最大输入功率已达 380 马力、扭矩已达 2100Nm；商用车变速器最大输入功率已达 650 马力、扭矩已达 3300Nm。系列化、多档位、组合化。为了适应各种不同的使用工况，汽车变速器普遍朝着系列化、多档位、组合化方向发展。轿车变速器档位朝 6 档方向发展，轿车用 7 档手动和自动变速器(如：奔驰新型 7G-TRONIC 自动变速器)已开发成功；微型车、轻型商用车及客车变速器朝 6 档方向发展，大型客车变速器已发展至 8 档；重型商用车变速器普遍采用组合式 9 档、10 档，最多已达 16 档。7大传动比、小档间级差化。为了满足商用车重载或坡道起步以及在困难路面上稳定行驶的要求，与之匹配的汽车变速器传动比范围均有不同程度的增大趋势，特别是重型商用车尤为明显，目前最低档传动比已至 17 左右，最高档传动比已至 0.7 左右；各档位之间的传动比级差逐步缩小，趋于“理想功率水平”。小型化、轻量化。小型化是指传递同等扭矩的情况下，变速器的尺寸朝着越来越小的方向发展。轻量化是指传递同等扭矩的情况下，重量越来越轻的发展趋势。广泛采用高强度镁铝合金，主、副箱整体集成化筒式结构壳体，进一步减轻变速器重量；采用短行程、双锥面、多锥面新型同步器，使结构更趋紧凑。大量采用 CAD/CAE/CAM 等辅助设计、分析、制造方法，不断地优化结构，减少零部件，提高制造精度，提高承载能力是变速器小型化、轻量化重要途径之一。操纵轻便化、换档自动化、整车电子集成控制一体化。汽车变速器正朝着换档力不断减小，操纵更加轻便、灵活以及多元化(AT、CVT、双离合器、AMT 等)自动换档方向发展，采用的技术包括：优化设计齿形参数和操纵机构；采用新材料和高效、高精度加工方法；减小旋转零件的转动惯量；采用短行程，双锥面、多锥面同步器等。另外，整车电子
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