9吨中型载货汽车三轴式五档变速器设计【分图】【总质量9.2吨】【8张PDF图纸+CAD制图+文档】
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SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名杨德龙院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-9班指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称9吨中型载货汽车三轴式五档变速器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状汽车变速器是汽车传动系的重要组成，变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，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，对汽车的动力性、燃油经济性有重要的影响。因此，根据整车的主要技术指标、发动机功率、转速和车辆行驶条件，变速器的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计极其重要。设计一台匹配性好的变速器，就成为了汽车设计的一项重要工作。早在1889年，法国标致研制成功世界上第一台手动机械式4挡齿轮传动汽车变速器。在现在汽车中，变速器的结构对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数作优化匹配,可得到良好的动力性与经济性;采用自锁及互锁装置，倒档安全装置可使操纵可靠，不跳档、乱档、自动脱档和误挂倒档;采用同步器可使换档轻便，无冲击及噪声;采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低，降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。随着汽车技术的发展，增力式同步器，双中间轴变速器，后置常啮合传动齿轮、短第二轴的变速器，各种自动、半自动以及电子控制的自动换档机构等新结构也相继问世。变速器的设计系列按输出转矩分级，供各种车型选用。传动比应按动力一传动系参数的匹配要求调整、更换。也可根据具体车型的使用寿命要求进行设计。可根据同类车型在典型路段上实测的随机载荷，用统计分析法组成载荷谱，进行变速器的疲劳寿命计算。这种可靠性设计方法比较符合实际，如果再以优化设计方法选择有关设计参数及与发动机参数作最佳匹配，则可得到以最小零部件尺寸满足设计所要求的寿命和性能的设计方案。有时亦可辅以有限元分析。对汽车变速器进行了多日标可靠性优化设计。从优化结果与原值的对比看到，该方法对提高设计效率、减小变速器体积、改善传动平稳性、降低成本和保证传动可靠性等都具有重要意义。材质上选取优良的齿轮钢20 CrMnTi,同时兼备结构紧凑、工艺完善、材质优良、操纵方便、换挡平稳准确、使用可靠、寿命长等特点。目前为止，变速器经历了几个发展阶段，主要为：（1）手动变速器手动变速器主要采用齿轮传动的降速原理。变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器内的不同的齿轮副工作。手动变速器又称手动齿轮式变速器，含有可以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变矩的目的3。手动变速器的换挡操作可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、故障率相对较低、价廉物美。（2）自动变速器自动变速器是根据车速和负荷（油门踏板的行程）来进行双参数控制，挡位根据上面的两个参数来自动升降。自动变速器与手动变速器的共同点，就是二者都属于有级式变速器，只不过自动变速器可以根据车速的快慢来自动实现换挡，可以消除手动变速器“顿挫”的换挡感觉。自动变速器是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵机构组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。（3）无级变速器无级变速器又称为连续变速式无级变速器。这种变速器与一般齿轮式自动变速器的最大区别，是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。无级变速器结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，主要靠主动轮、从动轮和传动带来实现速比的无级变化。（4）无限变速式机械无级变速器（IVT）无限变速式机械无级变速器与其它自动变速器的差别之一是不使用变矩器。变矩器的作用是通过油液介质将发动机动力传递给变速器，它的传递效率通常只有80%。IVT由于不使用变矩器，与其它变矩器比较，IVT具有效率高、不易打滑、油耗低、不需要工艺复杂造价高昂的金属传送带、结构简单、成本低等一系列优点，加上传递扭矩大，长时间使用也不会过度发热，不但使用于轿车，也使用于越野车，是一种新型变速器。回顾汽车变速器的发展可以清楚的知道，变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，其技术的发展，是衡量汽车技术水平的一个重要依据。现代汽车变速器的发展趋势，是向着可调自动变速器或无级变速器的方向发展。自动变速器多挡化虽能扩大自动变速的范围，但它并非安全迅速。理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的、无挡比的切换变速比，是变速器始终按最佳换挡规律自动变速。无级化是对自动变速器的理想追求。现代无级变速器传动效率提高，变速反应快、油耗低。随着电子技术的发展，变速器的自动控制进一步完善，在各种使用工况下能实现发动机与传动系的最佳匹配，控制更加精确、有效，性能价格比大大提高。无级变速器装有自动控制装置，行车中可以根据车速自动调整挡位，无需人工操作，省去了换挡及踩踏离合器踏板的操作。其不足之处在于价格昂贵、维修费用很高，而且使用起来比手动挡车费油，尤其是低速行驶或堵车中走走停停时，更会增大油耗。按照我国汽车工业产业政策的规划,到2010年我国轿车产量将达400万辆,不过这个目标可能过于乐观。笔者认为,届时年产200万辆轿车是完全有可能的,而由于大量非职业驾驶人员的出现和对汽车性能要求的提高,装备自动变速器的至少占10%,再加上部分大客车也采用自动变速器,对自动变速器的需求量将在20万台以上,这对于我国的汽车工业而言,将是一个极好的机遇,同时也是一场新的挑战。2、选题目的和意义设计一台匹配性好的变速器，是汽车设计的一项重要工作。在设计过程中可以详细了解、掌握变速器中齿轮、轴的设计方法，不同条件下轴承的选取方法，操纵机构的设计和分析方法以及箱体的设计方法。汽车变速器是汽车传动系的重要组成，变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，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，对汽车的动力性、燃油经济性有重要的影响。因此，依据整车的主要技术指标、发动机功率、转速和车辆行驶条件，来确定变速器的结构型式的选择、设计参数的选取及各大零部件的设计计算。变速器的设计对汽车性能至关重要。变速器组成零件较多，零件之间的装配关系相当复杂。对于车辆工程专业的本科学生，通过本毕业设计可以充分复习所学知识，并能提高计算机及软件使用水平，为以后的工作打下坚实基础。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、研究的基本内容（1）变速器传动机构布置方案确定；（2）变速器各档传动比的分配确定；（3）变速器齿轮参数的选择；（4）变速器各档齿轮齿数的分配；（5）变速器齿轮的设计计算；（6）变速器轴和轴承的设计计算；（7）利用CAD画装配图、零件图。2、拟解决的主要问题（1）变速器各参数的确定；（2）变速器齿轮的设计、计算及校核；（3）变速器轴的设计、计算及校核和轴承的设计计算；（4）同步器和操纵机构的设计；（5）利用CAD画装配图、零件图。三、技术路线（研究方法）收集资料，知识准备选择车型，确定基本性能参数变速器传动机构布置方案挡数及各挡传动比的确定同步器和操纵机构的设计选用主要零部件的设计及计算齿轮参数确定及各挡齿轮齿数分配轮齿强度计算轴的设计及校核轴承的选择及校核轴向尺寸的确定变速器中心距的确定变速器基本参数的确定CAD绘制装配图、零件图完成设计说明书 四、进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第12周（2.28-3.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图 第35周（3.14-4.1）（3）理论联系实际分析问题、解决问题，完成各挡传动比等参数确定；各挡齿轮的设计及校核；传动轴的设计及校核；轴承的选择及校核；同步器和操纵机构的设计选用； CAD绘图部分图纸等内容，中期检查 第68周（4.4-4.22）（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改 第912周（4.25-5.20）（5）评阅教师评阅、学生修改 第13周 （5.30-6.3）（6）毕业设计预答辩 第14周（5.30-6.3）（7）毕业设计修改 第1516周（6.6-6.17）（8）毕业设计答辩 第17周（6.20-6.24）五、参考文献1 王望予.汽车设计（第四版）北京：机械工业出版社，2004，52 臧杰，阎岩.汽车构造（下册） 北京：机械工业出版社，2005,33 成大先机械设计手册M北京:化学工业出版社，2004,54 余志生.汽车理论M.第4版.北京:机械工业出版社,2006，55 殷玉枫.机械设计课程设计M.北京:机械工业出版社,2006，66 李华敏，李瑰贤.齿轮机构设计与应用M.北京:机械工业出版社,2007，67 刘选变速器锁销式同步器的设计计算J机械工程与自动化，2006，108 冯樱. 汽车变速器自顶向下设计方法研究J. 北京汽车，2007，59 石允国. 汽车变速器的现状与前景J.机械研究与应用, 2007,410 韦志林. 汽车变速器轴承寿命的校核计算J. 广西工学院学报,20004,611 林绍义. 一种汽车变速器设计J. 机电技术,2004,112 丁华.汽车变速器齿轮的强度分析J. 机械研究与应用,2004,1213 罗春香. 汽车变速器设计中速比分配问题的研究J. 西南民族大学学报,2004,614 刘法顺.乘用车两轴式机械变速器的设计J.交通科技与经济,2008,415 田文明.变速器操纵机构的开发J 现代零部件，2009,0716 Leitermann.Modern m
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