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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目: HLJIT5H-100變速器設(shè)計(jì) 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí): 車輛工程07-6班 學(xué) 生 姓 名: 鮑麗 導(dǎo) 師 姓 名: 崔宏耀 開 題 時(shí) 間: 2011年3月11日 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 鮑麗 系部 汽車與交通工程 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程07-6班 指導(dǎo)教師姓名 崔宏耀 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 HLJIT5H-100變速器設(shè)計(jì) 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1.研究現(xiàn)狀： 現(xiàn)今的汽車變速器發(fā)展的十分迅速，各大公司紛紛推出新的產(chǎn)品，但是變速器技術(shù)的每次革新都與汽車相關(guān)科學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，計(jì)算機(jī)技術(shù),先進(jìn)制造技術(shù)，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，模擬仿真材料科學(xué)等都為變速器的發(fā)展提供了有力的保障，同時(shí)變速器的發(fā)展也為相關(guān)科學(xué)技術(shù)提出了更高的要求。1894年，一個(gè)法國(guó)工程師給一輛汽車裝上世界上第一個(gè)變速器至今，汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過(guò)了一百多年的發(fā)展。變速器作為汽車重要的組成部分，是承擔(dān)放大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，實(shí)現(xiàn)理想動(dòng)力傳遞，從而適應(yīng)各種路況實(shí)現(xiàn)汽車行駛的主要裝置。從最初采用側(cè)鏈傳動(dòng)到手動(dòng)變速器，及至液力自動(dòng)變速器和電控機(jī)械式自動(dòng)變速器，再到現(xiàn)在無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器的普及，在汽車工業(yè)技術(shù)不斷前進(jìn)的同時(shí)，變速器也向著更平順、更省油、更富駕駛樂(lè)趣的方向不斷發(fā)展。直至雙離合自動(dòng)變速器的出現(xiàn)，變速器技術(shù)又伴隨著速度和夢(mèng)想，邁向了一個(gè)全新的高度。現(xiàn)代汽車的動(dòng)力裝置，幾乎都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)，如體積小，質(zhì)量輕，工作可靠，使用方便等。但其性能與汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾。如在坡道上行駛時(shí)，所需的牽引力往往是發(fā)動(dòng)機(jī)所能提供的牽引力的數(shù)倍。而且一般發(fā)動(dòng)機(jī)如果直接與車輪相連，其輸出轉(zhuǎn)速換算到對(duì)應(yīng)的汽車車速上，將達(dá)到現(xiàn)代汽車極限速度的數(shù)倍。上述發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力、轉(zhuǎn)速與汽車牽引力、車速要求之間的矛盾，單靠現(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)本身是無(wú)法解決的。因此就出現(xiàn)了車用變速箱和主減速器。它們的共同努力使驅(qū)動(dòng)輪的扭矩增大到發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的若干倍，同時(shí)又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的幾分之一。另外，現(xiàn)代汽車的使用條件極為復(fù)雜，在不同場(chǎng)合下有不同的要求。往往要受到加載運(yùn)量、道路坡度、路面好壞及交通是否通暢等條件的影響。這就要求汽車的牽引力和車速能在較大范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)使用的要求。在條件良好的平直路面上要能以高速行駛，而在路面不平和有較大坡度時(shí)能提供較大的扭矩。變速箱的多擋位選擇就能滿足這些需求。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下，燃油的消耗量也是不一樣的。駕駛員可以根據(jù)具體情況，選擇變速箱的某一擋位，來(lái)減少燃油的消耗。在某些情況下，汽車還需要能倒向行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)本身是不可能倒轉(zhuǎn)的，只有靠變速箱的倒擋齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。 變速器的主要功能表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)： (1)改變汽車傳動(dòng)比，增加驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化的范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛工況，同時(shí)應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)刻處于最有利的工況范圍內(nèi)工作； (2)在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，實(shí)現(xiàn)汽車的倒退行駛； (3)實(shí)現(xiàn)空檔狀態(tài)，暫時(shí)中斷動(dòng)力傳遞，以便發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)、怠速等。 變速器作為汽車傳動(dòng)系的關(guān)鍵部件，對(duì)汽車的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性，操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性與效率都有著直接的影響。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)機(jī)械式的手動(dòng)變速器仍然是目前使用最為廣泛的汽車變速器。即使它有諸多缺點(diǎn)，如換檔沖擊大，體積大，操縱麻煩等：但同時(shí)它也有很多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，使用壽命長(zhǎng)，瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)，傳動(dòng)效率高達(dá)98％，生產(chǎn)和制造工藝成熟以及成本低等，如果能改善手動(dòng)變速器上述的缺點(diǎn)，它還是有很大發(fā)展空間的。所以對(duì)手動(dòng)變速器變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究是很必要也是很有意義的。目前，國(guó)內(nèi)變速器主要采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力。齒輪是手動(dòng)變速器的主要傳動(dòng)部件，由于其具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)、工作可靠和維修方便等特點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞等方面得到了非常普遍的應(yīng)用，并且有關(guān)齒輪的設(shè)計(jì)方法也已經(jīng)有了相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。然而隨著對(duì)汽車節(jié)能環(huán)保和輕量化要求的提高，希望變速器在尺寸和質(zhì)量盡量小的情況下，仍能夠可靠地進(jìn)行高速、重載的傳遞，同時(shí)具有更小的噪聲，這些都對(duì)變速器的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。 針對(duì)中國(guó)變速器市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，Global Insight的亞洲區(qū)技術(shù)分析師段誠(chéng)武博士闡述了幾點(diǎn)自己的見(jiàn)解： (一)、在短期內(nèi)，手動(dòng)檔變速器仍然占據(jù)主要份額，而自動(dòng)檔變速器將有更大的增長(zhǎng)空間。 (二)、鑒于中國(guó)市場(chǎng)情況的復(fù)雜性，長(zhǎng)期來(lái)看變速器不是單一式的發(fā)展趨勢(shì)，沒(méi)有哪一種形式變速器會(huì)成為最后的贏家。 (三)、在中國(guó)市場(chǎng)，從技術(shù)支持、目前的市場(chǎng)份額以及設(shè)備提供這幾個(gè)方面來(lái)看AMT與LPG、AUTOE和汽油、CVTE和混合動(dòng)力以及DCT和柴油都具有相似性。 (四)、從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中國(guó)本土的企業(yè)應(yīng)該更加關(guān)注DCT這個(gè)產(chǎn)品，因?yàn)樗鼘⒂蟹浅：玫那熬啊? 兩軸式變速器因軸與軸承數(shù)少，有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小和容易布置等優(yōu)點(diǎn)，此外，各中間檔位因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高同時(shí)噪聲也低。變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器采用弧齒錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪，發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則采用斜齒圓柱齒輪。變速器的一檔或倒檔因傳動(dòng)比大，工作時(shí)在齒輪上作用的力也增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作噪聲增加。為此，應(yīng)該布置在靠近軸的支撐處，以便改善上述不良狀況，然后按照從低檔到高擋的順序布置各檔齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。常用檔位的齒輪因接觸應(yīng)力過(guò)高而易造成表面點(diǎn)蝕損壞。將高擋布置在靠近軸的兩端支撐中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)較小，齒輪可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高齒輪壽命。機(jī)械式變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力時(shí)處于工作狀態(tài)的輪對(duì)數(shù)、每分鐘轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤(rùn)滑系統(tǒng)的有效性、輪齒和殼體等零件的制造精度等。。 由于兩軸式變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械零件設(shè)計(jì)與制造精度不十分高，裝配精度也較低，所以工人裝配與修理均比較容易。手動(dòng)變速器換擋操作完全遵從駕駛者的意志，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率相對(duì)較低，占據(jù)大部分市場(chǎng)份額。大部分微型轎車都是裝備兩軸式變速器，在汽車向節(jié)能方向發(fā)展的今天，兩軸式變速器將是新時(shí)代的寵兒。 2.目的及意義： 隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷的發(fā)展，汽車工業(yè)也漸漸成為我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)，汽車的使用已經(jīng)遍布全國(guó)。而隨著我國(guó)加入WTO，人民生活水平的不斷提高，微型客貨兩用車、轎車等高級(jí)消費(fèi)品已進(jìn)入平常家庭。 在我國(guó)，汽車工業(yè)起步較晚。入世后，我國(guó)的汽車工業(yè)面臨的是機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著我國(guó)汽車工業(yè)不斷的壯大，以及汽車行業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，如何設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，工作可靠，性能優(yōu)良，且符合中國(guó)國(guó)情的汽車已經(jīng)是當(dāng)前汽車設(shè)計(jì)者的緊迫問(wèn)題。在面臨著前所未有的機(jī)遇同時(shí)，不得不承認(rèn)在許多技術(shù)上，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家還一定的差距，所以我們要努力為我國(guó)的汽車工業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速非常高，最大功率及最大扭矩僅在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)，為了發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置。變速器可以在汽車行駛過(guò)程中，在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，通過(guò)換擋可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性狀態(tài)下。變速器是汽車傳動(dòng)系的重要組成部分，其發(fā)展無(wú)疑代表著汽車工業(yè)的發(fā)展，它的設(shè)計(jì)也是汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。而發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的轎車，若變速器傳動(dòng)比小，則常用兩軸式變速器。兩軸變速器有其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，制造成本低，傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)在變速器發(fā)展中屹立不倒，雖然現(xiàn)在的自動(dòng)變速器操作簡(jiǎn)單，但是效率很低，所以市場(chǎng)的大部分份額被機(jī)械式變速器占據(jù)著，汽車發(fā)展要向節(jié)能，舒適，操作方便方向發(fā)展， 兩軸機(jī)械變速器更是符合條件的。 經(jīng)過(guò)這幾年的刻苦學(xué)習(xí)，我掌握了多門基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。在大學(xué)畢業(yè)，即將走向工作崗位之際，按國(guó)家教委和學(xué)校的要求，進(jìn)行了對(duì)轎車五檔兩軸式變速器的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)每個(gè)大學(xué)生進(jìn)行知識(shí)掌握與實(shí)際運(yùn)用的一次大檢閱，充分體現(xiàn)了一個(gè)設(shè)計(jì)者的知識(shí)掌握程度和創(chuàng)新思想。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我將進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)，提高實(shí)際運(yùn)用能力，并為以后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題 1、研究的基本內(nèi)容 （1）研究汽車機(jī)械變速器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)； （2）建立有限元計(jì)算模型； （3）研究汽車機(jī)械變速器的載荷； （4）加載進(jìn)行應(yīng)力分析與結(jié)果分析； （5）對(duì)汽車機(jī)械變速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 2、擬解決的主要問(wèn)題 （1）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 （2）參數(shù)的確定 （3）主要零部件設(shè)計(jì)及校核 （4）AutoCAD繪制裝配圖及零件圖 三、技術(shù)路線（研究方法） 收集資料，知識(shí)準(zhǔn)備 選擇車型，確定基本性能參數(shù) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 擋數(shù)及各擋傳動(dòng)比的確定 同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選用 主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 齒輪參數(shù)確定及各擋齒輪齒數(shù)分配 輪齒強(qiáng)度計(jì)算 軸的設(shè)計(jì)及校核 軸承的選擇及校核 軸向尺寸的確定 變速器中心距的確定 變速器基本參數(shù)的確定 有限元分析軟件的輸出軸靜力學(xué)分析 變速器箱體的設(shè)計(jì) CAD繪制裝配圖、零件圖 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書 四、進(jìn)度安排 （1）知識(shí)準(zhǔn)備、調(diào)研、收集資料、完成開題報(bào)告 第1、2周 （2）整理資料、提出問(wèn)題、撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書草稿、繪制裝配草圖 第3～5周 （3）理論聯(lián)系實(shí)際分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，完成各擋傳動(dòng)比等參數(shù)確定；各擋齒輪的設(shè)計(jì)及校核；傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及校核；軸承的選擇及校核；同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選用；變速器箱體設(shè)計(jì)；CAD繪圖等大部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，中期檢查 第6～9周 （4）改進(jìn)完成設(shè)計(jì)，改進(jìn)完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書，指導(dǎo)教師審核，學(xué)生修改 第10～13周 （5）畢業(yè)設(shè)計(jì)審核、修改 第14、15周 （6）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第16周 五、參考文獻(xiàn) [1]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社，2001.7 [2]臧杰，閻巖.汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.7 [3]王望予.汽車設(shè)計(jì)（第4版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.9 [4]余志生.汽車?yán)碚摚ǖ?版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [5]王寶璽，賈慶祥.汽車制造工藝學(xué)（第3版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [6]楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5 [7]殷玉楓.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.6 [8]蔡春源.簡(jiǎn)明機(jī)械零件手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1996.3 [9]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（3）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [10]劉品.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ)（第5版）[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.9 [11]蔡炳炎，徐勇，林寧.機(jī)械式汽車變速器的速比配置分析[J].機(jī)械研究與應(yīng)用 2005-04 [12]向立明.汽車變速器的發(fā)展歷史及未來(lái)趨勢(shì)[J].公路與汽運(yùn)，2007.1（1）：21～41 [13]寧斌.474汽車變速器倒檔錐度環(huán)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J].裝備制造技術(shù)，2007（1）：77～82 [14]Liu Weixin,Ge Ping,Li Wei.Study of Optimal Matching Between Automobile Transmission Parameters and Engine,Transportation Systems-1990-,AMD-Vol.108.The Winter Annual Meeting of The ASME,Dallas,Texas,Nov.25～30，1990 [15]John Fenton.Hand Book of Vehicle Design Analysis.Warrendale,PA.,USA:Society of Automotive Engineer,Inc.65～71，1996 [16] 宋廣輝. 乘用車兩軸式機(jī)械變速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) [D]. 2008. 六、備注 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日