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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目: CA5-38汽車變速器的設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-8班
學(xué) 生 姓 名: 董 超
導(dǎo) 師 姓 名: 紀(jì)峻嶺
開 題 時 間: 2011年3月11日
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
董 超
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程07-8班
指導(dǎo)教師姓名
紀(jì)峻嶺
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
CA5-38汽車變速器的設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
1、研究現(xiàn)狀
隨著中共十七屆五中全會召開，中國政府起草并通過了國家“十二五”規(guī)劃，規(guī)劃中明確提出，中國迫切需要完成從汽車大國到汽車強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。中國要成為汽車強(qiáng)國，首先要克服自主技術(shù)這塊短板。而汽車的核心部分——動力總成，仍是國內(nèi)一直沒有完全掌握的關(guān)鍵汽車零部件技術(shù)之一。在發(fā)動機(jī)發(fā)展了數(shù)十年之后，變速器成為了制約國內(nèi)動力總成技術(shù)發(fā)展的重要因素。
隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國內(nèi)對汽車的需求也逐年穩(wěn)定增長，汽車的研制、生產(chǎn)、銷售、營運(yùn)與國民經(jīng)濟(jì)許多部門都息息相關(guān)，對社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展起重要的推動作用。汽車的保有量隨著國民人均收入水平的提高而增加。在許多發(fā)達(dá)國家中，汽車的數(shù)量已普及到千家萬戶，促使人的社會生活方式發(fā)生顯著的變化。目前，絕大多數(shù)汽車仍采用機(jī)械式變速器，其結(jié)構(gòu)簡單，操縱方便，造價低廉仍不失為汽車傳動系中的主要總成。由于汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，為此在傳動系中設(shè)置了變速器。傳動系是汽車最重要的系統(tǒng)之一，如果把作為動力源的發(fā)動機(jī)比做汽車的心臟，那么作為傳遞動力的變速器可謂汽車的動脈，汽車變速器作為汽車傳動系關(guān)鍵部位，對汽車的動力性與經(jīng)濟(jì)性、操作可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率都有著直接的影響。從內(nèi)燃機(jī)作為汽車的動力裝置開始。變速器成為了汽車重要組成部分?，F(xiàn)代汽車上廣泛采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在較大范圍內(nèi)變化，故其性能與汽車動力性和穩(wěn)定性之間存在較大的矛盾，這對矛盾靠現(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)本身是無法解決的，因此在汽車傳動系中設(shè)置變速器和主減速器達(dá)到減速增扭矩的目的
目前傳統(tǒng)機(jī)械式手動變速器是使用最廣泛的汽車變速器。它有著結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，傳遞效率高，承載能力大，方便維修，使用壽命長，使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。也同時擁有著諸多缺點(diǎn)，如換擋沖擊大，體積大，操作麻煩等！但對于整車制造商而言，根據(jù)美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室在1999年發(fā)布的報告，對于一個典型輕型車，變速器大概占據(jù)其制造成本的7%。對于消費(fèi)者而言，變速器配置的豐富程度在很大程度上會影響他們的購買決定。另外，變速器和發(fā)動機(jī)的匹配將在很大程度上決定整車的排放，燃油經(jīng)濟(jì)以及整車的操控性。在中國，機(jī)械式變速器因?yàn)槠涞土膬r格和給駕駛者的良好的操控感，一直以來都占據(jù)著變速器的主流。例如，在2007年，機(jī)械化變速器大概占整個輕型車（包括乘用車和輕型商用車）市場的74%。這其中既有歷史的原因，也有現(xiàn)實(shí)的因素。從歷史上來看，長期以來機(jī)械式變速器占據(jù)壓倒性的市場份額，而且基本所有的駕駛員都接受機(jī)械變速器的培訓(xùn)。從現(xiàn)實(shí)角度，自動變速器相對昂貴的價格和相對較差的燃油經(jīng)濟(jì)型一致了普通消費(fèi)者的需求，另一個重要的原因是提供相對低廉汽車產(chǎn)品的本土汽車生產(chǎn)商沒有把握自動變速器的技術(shù)。
汽車行駛的速度是不斷變化的，盡管傳統(tǒng)的齒輪變速器以其結(jié)構(gòu)簡單，效率高、功率大三大顯著優(yōu)點(diǎn)依然占領(lǐng)者汽車變速器的主流地位。機(jī)械式變速器許多最近的發(fā)展集中在降低成本和體積的新制造方法上。傳統(tǒng)來說，變速器制造包含大量昂貴的機(jī)器，以及為金屬切削加工和裝配操作留下空間限制的設(shè)計。最新技術(shù)，比如在最新的Ford/Getrag6變速器中可以看到的激光焊接沖壓剛滑動之論選擇器軸套，未代替前一代變速器的鑄鐵撥叉，這種精致而固定的設(shè)計方案可以減少對內(nèi)部的傷害。
現(xiàn)代汽車變速器的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)嶄新的變速器裝置。變速器技術(shù)的每次跨越，都和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)制造技術(shù)、運(yùn)動仿真等為變速器的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的保障。變速器的發(fā)展也給相關(guān)學(xué)科提出更高的理論要求，使人類的認(rèn)識邁向新的、更高的境界。
汽車變速器按傳動比變化方式不同可分為有級式、無級式和綜合式三種。有級式變速器應(yīng)用最為廣泛，目前轎車和輕、中型貨車多有應(yīng)用；無級式變速器有兩種——電力式變速器和液力式變速器，電力式變速器在傳動系統(tǒng)中也有廣泛采用的趨勢；綜合式變速器目前應(yīng)用的較多。
汽車變速器按操縱方式不同，變速器又可分為強(qiáng)制操縱式、自動操縱式和半自動操縱式三種。距1894年，一個法國工程師給一輛汽車裝上世界上第一個變速器至今，汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。變速器為汽車重要的組成部分，是承擔(dān)放大發(fā)動機(jī)扭矩，配合引擎功扭特性，實(shí)現(xiàn)理想動力傳遞，從而適應(yīng)各種路況實(shí)現(xiàn)汽車行駛的主要裝置。
使用最早的是手動變速器，國內(nèi)最早的東風(fēng)解放全是是手動變速器，但手動變速器也并非一成不變，早期的變速器，那時國內(nèi)還在實(shí)用不帶同步器的變速器，換擋要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來判斷發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車速度是否同步才能進(jìn)行，并且升檔和降檔要求的油離配合還不一樣。后來為了方便駕駛，在領(lǐng)個相鄰齒輪間裝上了同步器，依靠同步器的作用，我們換擋就不需要去判斷車速了。目前手動變速器依然在汽車界應(yīng)用非常廣泛，自動變速器是個趨勢，但手動變速器確是駕駛樂趣的極大體現(xiàn)者。
CA5-38變速器的大致結(jié)構(gòu)采用中間軸式，中間軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動的客車上。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支撐在發(fā)動機(jī)飛輪上，第一軸的花鍵用來裝設(shè)離合器的從動盤，而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接。中間軸變速器的優(yōu)點(diǎn)是直接擋最大傳動效率可達(dá)90%以上，噪聲低、齒輪和軸承的磨損減少。而在除直接擋以外的其他檔位工作時，中間軸式變速器的傳動效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。
2、目的、依據(jù)和意義
變速器設(shè)計應(yīng)該以車輛的類型、使用條件和運(yùn)行參數(shù)為依據(jù)。
變速器設(shè)計的關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)設(shè)計和各零件材料的選擇。變速器結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇一方面關(guān)系到整車應(yīng)用的可靠性，另一方面也關(guān)系到是否由于過設(shè)計而成為造成車輛超載的隱患。因此，合理進(jìn)行變速器設(shè)計對整車使用性能起著關(guān)鍵的作用。汽車變速器用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時是發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。設(shè)計一款好的變速器對汽車的性能，安全性以及經(jīng)濟(jì)型有著重要作用。CA5-38采用手動變速器是因?yàn)槭謩幼兯倨骺梢酝耆駨鸟{駛者的意志，且結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、故障率比較低、物美價廉因?yàn)樵谑袌稣加幸幌?。通過CA5-38變速器的設(shè)計，讓我充分了解變速器的構(gòu)造和設(shè)計過程，鍛煉我的動手能力、獨(dú)立思考能力和繪圖能力，使其變速器性能優(yōu)化具有一定的實(shí)際意義。
汽車變速器的設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其設(shè)計的成功與否決定著車輛的平順性、動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計要求。這就對變速器設(shè)計人員提出較高的要求。采用AutoCAD 繪制二維平面圖，對變速器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，能夠大大提高設(shè)計的效率和質(zhì)量。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、基本內(nèi)容
（1）研究目的意義、技術(shù)現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢。
（2）CA5-38變速器主要參數(shù)確定。
（3）傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計。
（4）操縱機(jī)構(gòu)選擇。
2、擬解決的主要問題
（1）CA5-38變速器總體設(shè)計。
（2）CA5-38變速器軸的設(shè)計。
（3）CA5-38變速器齒輪設(shè)計。
（4）CA5-38變速器同步器和軸承的選擇。
三、技術(shù)路線（研究方法）
整體方案的確定
操縱結(jié)構(gòu)
的選擇
傳動機(jī)構(gòu)
的設(shè)計
對主要參數(shù)進(jìn)行校核
利用AUTOCAD繪圖
撰寫設(shè)計說明書
完成畢業(yè)設(shè)計
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報告； 第1～2周 （2月28日～3月11日） （2）確定變速器傳動機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)的總體方案 第3周 （3月14日～3月18日） （3）變速器傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計與校核； 第4～6周 （3月21日～4月8日） （4）靜力學(xué)分析及優(yōu)化設(shè)計； 第7～8周 （4月11日～4月22日） （5）對變速器換擋操縱部分進(jìn)行設(shè)計與校核； 第9～10周 （4月25日～5月6 日）
（6) 繪制變速器的總裝圖與零件圖； 第11～13周 （5月9 日～5月27日）
（7）撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書； 第14周 （5月30日～6月3 日）
（8）設(shè)計審核、修改設(shè)計說明書； 第15～16周 （6月6 日～6月17日）
（9）畢業(yè)設(shè)計答辯； 第17周 （6月20日～6月24日）
五、參考資料
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日