毕业设计答辩PPT.ppt

1、乘用车DSG变速器齿轮传动系统优化设计,学生姓名：,指导教师：,Optimal Design of Passenger Car s DSG Transmission Gear-driven System,一、选择DSG双离合变速器作为优化对象的原因,二、优化设计过程,三、优化设计结果,乘用车DSG变速器齿轮传动系统优化设计,DSG双离合变速器的优势,换挡时间短，达到毫秒范围； 换挡时不会有动力中断的感觉，加速更强劲、圆滑，乘坐舒适； DSG没有液力变矩器，动力传递效率高，燃油经济性好； DSG的三轴式六档齿轮传动结构增加了速比的分配； 融合手动控制模式和自动控制模式，满足更多用户的需要。,一、

2、选择DSG双离合变速器作为优化对象的原因,DSG双离合变速器的结构及工作原理,DSG双离合变速器结构示意图,一、选择DSG双离合变速器作为优化对象的原因,DSG双离合变速器输入轴结构示意图,一、选择DSG双离合变速器作为优化对象的原因,DSG双离合器变速器离合器结构示意图,一、选择DSG双离合变速器作为优化对象的原因,二、优化设计步骤,建立目标函数； 确定约束条件； 应用MATLAB工具箱求解优化结果。,二、优化设计过程,变速器在满足动力性、强度要求的情况下，应该尽量减小体积，节省材料、降低成本。所以选取变速器体积最小作为优化设计目标，对六档DSG变速器进行优化设计。由于齿轮的尺寸是决定变速器

3、体积大小的重要因素，因此按照变速器体积之和为最小的原则来建立目标函数。 目标函数为：,选取18个参数为设计变量：,二、优化设计过程（目标函数）,约束条件,齿面接触强度约束 齿根弯曲疲劳强度约束 输出轴的轴向力约束 中心距A的约束 变速器使用性能约束 最大传动比约束 齿轮参数约束,二、优化设计过程（约束条件）,齿面接触应力H为：,齿轮选用硬齿面，选齿轮材料为45钢，并经调质后表面淬火，齿面硬度HRC=45。接触疲劳许用应力H为：,计算得H=950MPa。,于是得到各对啮合齿轮的齿面接触疲劳强度的约束条件为：,二、优化设计过程（约束条件）,工作弯曲应力F为：,齿轮材料为45钢，则许用弯曲应力F为：

4、,计算得F=320MPa。,于是得到各对啮合齿轮的齿根弯曲疲劳强度的约束条件为：,二、优化设计过程（约束条件）,输出轴轴向力示意图,为减小轴承负荷，提高轴承寿命，应力求使输出轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，即,由于T=F1r1=F2r2，则为使两轴向力平衡，必须满足,二、优化设计过程（约束条件）,输出轴轴向力示意图,实际生产时，两轴向力不可能完全抵消，因此使,取=30，各个档位轴向力约束条件为：,二、优化设计过程（约束条件）,变速器的中心距对变速器的体积和质量有很大的影响，是衡量变速器的一个关键指标。在保证传递发动机最大转矩、变速器具有最大传动比和具有足够强度的条件下，应尽量减小中心距

5、A。,KA中心距系数，对于乘用车，KA=8.9 9.3；,imax为变速器每一输出轴的最大传动比。对输出轴1，imax=i5；对输出轴2，imax=i1；,二、优化设计过程（约束条件）,输出轴1与输入轴1中心距约束为：,输出轴2与输入轴2中心距约束为：,汽车传动系各档传动比大体上是按等比级数分配的，这种分配方式可以充分利用发动机提供的功率，提高汽车的动力性，同时也便于和副变速器结合构成更多档位的变速器。但是在实际应用中，考虑到各档利用率不同，变速器各档传动比之间的比值并不完全相等。汽车主要是用较高档行驶，例如中型货车5档变速器中的1、2、3三个档位的总利用率仅为10% 15%，所以较高档位相邻

6、两档间的传动比的间隔应小些，特别是最高档和次高档之间更应小些。因此，使各档传动比分布如下:,二、优化设计过程（约束条件）,确定最大传动比时，要考虑三方面的问题：最大爬坡度、附着率及汽车最低稳定车速。在设计越野汽车传动系时，为了避免在松软地面上行驶时土壤受冲击剪切破坏而损害地面附着力，最大传动比应保证汽车能在极低车速下稳定行驶。在此，不考虑汽车最低稳定车速影响，只考虑最大爬坡度和附着率。,根据最大爬坡度得到约束条件为：,根据驱动轮与路面的附着条件得到约束条件为：,二、优化设计过程（约束条件）,齿轮参数约束,模数约束，2.0m3.5； 螺旋角约束，2025； 齿宽约束，6.0mb8.5m； 齿数约束，z17。,二、优化设计过程（约束条件）,MATLAB编程,本文MATLAB编程分为三部分： 1、编写目标函数的m文件； 2、编写约束条件的m文件； 3、应用MATLAB优化工具箱中的Fmincon函数求解结果。,优化函数的初始条件设为： X0=17，3.455，2.020，1.286，0.969，0.740，0.525，2.1，2.5，2.9，3.2，3.5，0.4，0.4，0.4，0.4，0.4，15,二、优化设计过程（MATLAB编程）,MATLAB 优化设计结果,三、优化设计结果,优化设计结果分析,经优化后，变速