ZF自動(dòng)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)分析【獨(dú)家課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含5張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】-clsj19

ZF自動(dòng)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)分析

摘要：變速器是汽車的重要組成部分之一，它是發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞動(dòng)力的橋梁，變速器的好壞直接影響到汽車的燃油性能、汽車行駛過程中換擋的平順性，更是汽車穩(wěn)定性的重要保障之一。傳統(tǒng)的變速器一般為手動(dòng)變速器，它是機(jī)械操作的，隨著科技的進(jìn)步，自動(dòng)變速器的出現(xiàn)，像現(xiàn)在比較普及的AT、AMT、CVT、DSG等自動(dòng)變速器，它們的出現(xiàn)解決的駕駛汽車時(shí)換擋的操作步驟，換擋的操作步驟被自動(dòng)變速器所取代，大大減少了駕駛汽車時(shí)的工作。同時(shí)變速器的好壞也決定了汽車行駛平順性、燃油經(jīng)濟(jì)性、整車穩(wěn)定性等多方面，所以變速器成為汽車研究除發(fā)動(dòng)機(jī)外最重要的構(gòu)件，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及與發(fā)展，使得我們?cè)谘芯孔兯倨鞣矫娓幽芎侠韮?yōu)化，運(yùn)用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，合理的優(yōu)化變速器結(jié)構(gòu)，使其達(dá)到我們理想要求，并在未來的汽車上我們將安裝更加高效穩(wěn)定的變速器。

關(guān)鍵詞:變速器；傳動(dòng)效率?

Analysis of transmission system of ZF automatic transmission

Abstract：Transmission is one of the important parts of the automobile engine, it is a bridge to transfer power, transmission directly affects the performance of fuel cars, driving the process shift smoothness, is one of the important guarantee of the stability. General manual gearbox for a conventional gearbox, it is mechanical operation, with the progress of science and technology, automatic transmission, as it is now more popular AT, AMT, CVT, DSG automatic transmission, which appears to solve the car shift operation steps, operation steps shift is replaced by automatic transmission, greatly reduces the driving time of work. At the same time, the transmission quality also determines vehicle ride comfort, fuel economy, vehicle stability and other aspects, so the transmission become the most important component in engine research, development and popularization of modern computer technology, allows us to study the transmission more reasonable optimization, the use of computer simulation technology in modern times. Optimization of transmission structure reasonable, so as to meet the requirements of our ideals, and in the car of the future we will install the transmission more efficient and stable.

Keywords: The transmission ；efficiency of transmission  .

目  錄

摘要 ....................................................................Ⅰ

Abstract.................................................................Ⅱ

目錄.....................................................................Ⅲ

1緒論....................................................................1

1.1選題背景、研究目的及意義................................................1

1.1.1自動(dòng)變速器發(fā)展的歷程.................................................1

1.1.2自動(dòng)變速器類型.......................................................1

1.1.3研究的內(nèi)容...........................................................1

2 ZF6HP自動(dòng)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析...........................................2

2.1 ZF6HP自動(dòng)變速器工作原理分析...........................................2

3 變速器方案的確定.......................................................14

3.1變速器結(jié)構(gòu)方案的確定..................................................14

3.2變速器主要參數(shù)的選擇..................................................15

3.2.1擋數(shù)和傳動(dòng)比........................................................16

3.2.2中心距..............................................................16

3.2.3軸向尺寸............................................................16

3.2.4齒輪參數(shù)............................................................16

4主要零件的選擇.........................................................18

4.1各擋傳動(dòng)比機(jī)器齒輪數(shù)的確定............................................18

4.1.1確定各擋齒輪的齒數(shù)..................................................19

4.1.2齒輪變位系數(shù)的選擇..................................................20

4.2變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料選擇........................................21

4.2.1齒輪的損壞原因及形式................................................21

4.2.2齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核................................................23

4.3變速器軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核..............................................25

4.3.1變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸..... ...........................................26

4.3.2軸的校核............................................................26

4.4軸承的選擇與校核......................................................27

4.4.1軸承選擇............................................................27

4.4.2軸承的校核..........................................................29

5總結(jié)................................................................... 29

參考文獻(xiàn).........................................................31

致謝.....................................................................32

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開 題 報(bào) 告 1．選題依據(jù) 一． 自動(dòng)變速器 的 研究背景 世界上第一臺(tái)用于大規(guī)模生產(chǎn)的的全自動(dòng)變速器是通用公司在 1940 年代生產(chǎn)的臺(tái)變速器使用 液力耦合器 （而不是液力變矩器）和三排行星齒輪提供四個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。 初被裝于奧茲莫比爾，而后凱迪拉克和龐蒂克也采用了這種變速器。自動(dòng)變速器最重要的改進(jìn)是在二戰(zhàn)期間， 別克公司為 坦克 開發(fā)了液力變矩器 ，到 1948 年，這種液力變矩器與其它部件結(jié)合成為液力變速器而定型成為現(xiàn)在通用的自動(dòng)變速器。 1968 年法國(guó)雷諾公司率先在自動(dòng)變速器上使用了電子元件。 20 世紀(jì) 70 年代，美國(guó)每年生產(chǎn)的 600 萬～ 800 萬輛轎車中，自動(dòng)變速器的裝備率已超過 90%。 二． 自動(dòng)變速器的研究領(lǐng)域 汽車自動(dòng)變速器常見的有四種型式：分別是液力自動(dòng)變速器（ 機(jī)械無級(jí)自動(dòng)變速器（ 電控機(jī)械自動(dòng)變速器（ 雙離合器自動(dòng)變速器（ [1]。目前轎車普遍使用的是 乎成為自動(dòng)變速器的代名詞。自動(dòng)變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)換擋是因?yàn)楣ぷ髦旭{駛員踏下油門的位置或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動(dòng)換擋系統(tǒng)工作，自動(dòng)換擋系統(tǒng)中各控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機(jī)構(gòu)中離合器的分離與結(jié)合和制動(dòng)器的制動(dòng)與釋放，并改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳遞路線，實(shí)現(xiàn)變速器擋位的變換 [2]。傳統(tǒng)的液力自動(dòng)變速器根據(jù)汽車的行駛速度和節(jié)氣門開度的變化，自動(dòng)變速擋位 。其換擋控制方式是通過機(jī)械方式將車速和節(jié)氣門開度信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制油壓，并將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執(zhí)行元件（離合器和制動(dòng)器）的油路。這樣，工作液壓油進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行元件，使離合器結(jié)合或分離，制動(dòng)器制動(dòng)或松開，控制行星齒輪變速器的升擋或降擋，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。 本文將以 動(dòng)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)為主要研究對(duì)象展開論述。 三 ． 動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn) 1、燃油經(jīng)濟(jì)性的充分體現(xiàn) 新 6 檔自動(dòng)變速箱吸收了新開發(fā)的變矩器，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)能夠產(chǎn) 生 更好的加速度值，縮短提速時(shí)間 [3]。因此，當(dāng) 用到城市公交上面時(shí)，在沒有增加任何安裝空間的情況下，把扭震減振器和變矩器整合到一起，在保證操控平滑、流暢性同時(shí)也減少了起步階段的燃油消耗。此外，可以傳送高達(dá) 2000傳輸扭矩也保證了更強(qiáng)的動(dòng)力。另外，除了在剎車期間起幫助作用，在面對(duì)著車輛運(yùn)行過程中溫度可能高達(dá) 120 度的機(jī)油箱，尤其在針對(duì)最新的歐 5 標(biāo)準(zhǔn)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，裝備了油冷卻器的一體化減速器可以大大提高車輛性能。正是基于提升的熱量管理，換油的間隔時(shí)間和服務(wù)期限也都得到了延長(zhǎng)，產(chǎn)品性能更可靠，更容易維護(hù)和服務(wù)，同時(shí)，在使用期間更經(jīng)濟(jì) [5]。 2、噪音得到有效降低 在開發(fā)期間，對(duì)于低噪音車輛的發(fā)展主題也融入到 斷追逐更高標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)之中。在 新 6 檔自動(dòng)變速箱，新的低噪音的螺旋狀傳動(dòng)裝置將被安裝到變速箱里面，降低車輛噪音 [6]。 3、系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化 此外，在開發(fā) 速箱期間， 程師在系統(tǒng)優(yōu)化上花了不少心血。比如，重新設(shè)計(jì)電子控制器（現(xiàn)在安裝在變速箱的側(cè)面），提高其性能。明顯減少接口，避免復(fù)雜的線束，使得安裝變得更為簡(jiǎn)單。這些方面的優(yōu)化都將顯著提高整車廠和客服人員的處理效率。配備能夠根據(jù)不同路線地形特征作出正確的換檔策略的 能換檔程序，城市以及公共交通巴士在運(yùn)行中可以節(jié)省平均高達(dá)百分之五的燃油量。 為了提高乘客和駕駛的舒適性， 出了 "完美駕駛 "方案，即根據(jù)各種地形特征作出不同的換檔策略。 配備自動(dòng)變速箱的城市公交的一個(gè)基本規(guī)則就是：自動(dòng)變速箱和它的換檔策略決定了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的時(shí)間所需動(dòng)力的大小。同時(shí)，這種對(duì)動(dòng)力的需要不同決定不一樣的換檔方式反過來又會(huì)對(duì)燃油量有所影響 [7]。 至今，城市公交的變速器已經(jīng)發(fā)展為六種駕駛程序。但是，想要隨意的變換檔位幾乎是不可能的。也就是說，當(dāng)一輛城市公交離開總站，它的檔位就 已經(jīng)被設(shè)定。比如設(shè)定好爬坡時(shí)的動(dòng)力模式后，這輛公交車就會(huì)全天保持在動(dòng)力模式 [8]。這種預(yù)先設(shè)定的方式，將 會(huì)導(dǎo)致在較為平緩的路況上，不能變換檔位，這樣也導(dǎo)致了城市公交的傳動(dòng)效率不能達(dá)到最高，增加了油耗 [9]。 所以，擁有一個(gè)可以自動(dòng)控制換檔的變速器，可以自動(dòng)、迅速、自如的在不同的駕駛路線中換檔是一個(gè)理想的選擇。 這一理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí) [10]。在公共乘用車輛中，針對(duì)城市公交， 速箱能夠隨著新的變檔策略隨意的變更程序。在行駛當(dāng)中，可以根據(jù)不同行駛地形的需要進(jìn)行設(shè)定，使用不同的變速箱程序（經(jīng)濟(jì)，正常，和動(dòng)力模式 ） [11]。智能軟件將會(huì)基于駕駛習(xí)慣的數(shù)據(jù)，為變速箱制定地形的要求。它的優(yōu)點(diǎn)是：可以使汽車始終保持在最有效的燃油狀態(tài)，當(dāng)離開陡峭的地形時(shí)它會(huì)自動(dòng)變換成正常模式，當(dāng)遇到大的斜坡時(shí)又會(huì)自動(dòng)變成動(dòng)力模式 [12]。同時(shí)在陡峭的下坡行駛過程中，同樣起到積極的作用，控制系統(tǒng)同樣工作在動(dòng)力模式狀態(tài)下，這樣可以保證在高轉(zhuǎn)速的時(shí)候換檔，從而獲得更高的緩速效果。這在很大程度上減少了制動(dòng)系的維護(hù) [13]。 此外，與以前 球定位系統(tǒng)或者傳感器為基礎(chǔ)的系統(tǒng)不同， 需要安裝任何的附加零件，也不需要輸入更多 的數(shù)據(jù)，而且甚至在未知的地域也可提供必要的信息，這些都是 不能達(dá)到的 [14]。同時(shí)， 需要任何的適應(yīng)過程，可以從一開始就達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。在城市公交以及公共交通運(yùn)輸巴士的顧客試驗(yàn)中表明， 使用平均可以節(jié)省百分之五的燃油量 , 已經(jīng)在使用 5]。 本文主要是能夠?qū)Τ擞密噯屋啰?dú)立懸架進(jìn)行振動(dòng)和轉(zhuǎn)向操作，對(duì)臺(tái)架機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析和對(duì)懸架加載系統(tǒng)分析。 參考文獻(xiàn)： [1] 曹利民 列自動(dòng)變速器動(dòng)力傳遞 路線分析 .[J]汽車維修技師 2）： 22[2] 侯國(guó)強(qiáng)，尤明福，于文濤基于拓展的杠桿法的 動(dòng)變速器換擋過程分析 .[J]機(jī)械研究與應(yīng)用 ):463] 陳家瑞 [M]吉林人民交通出版社， 2016. 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[15] 過訊社 結(jié)構(gòu)、原理 [M] 開 題 報(bào) 告 ２．研究方案 針對(duì) 動(dòng)變速器，根據(jù) 構(gòu)簡(jiǎn)圖進(jìn)行研究，對(duì)其設(shè)計(jì)的自動(dòng)變速器進(jìn) 行振動(dòng)和轉(zhuǎn)向操作，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和懸架加載系統(tǒng)分析。 首先，設(shè)計(jì)一套自動(dòng)變速器系統(tǒng)，對(duì)懸架等進(jìn)行改進(jìn)。 其次，分析 6結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，通過運(yùn)動(dòng)特征，結(jié)合結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)關(guān)系，分析其系統(tǒng)。 最后，對(duì)全文所作的工作進(jìn)行總結(jié)，指出了自動(dòng)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)的操作，并指明進(jìn)一步的研究工作。 進(jìn)度安排： 2017 年 2 月 13 日～ 2 月 28 日 調(diào)研、資料收集 3 月 01 日～ 3 月 06 日 設(shè)計(jì)方案確定，提交開題報(bào)告 3 月 07 日～ 3 月 31 日 自動(dòng)變速 器的具體實(shí)現(xiàn) 4 月 01 日～ 5 月 04 日 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析 5 月 05 日～ 6 月 02 日 設(shè)計(jì)說明文撰寫、外文資料翻譯 6 月 03 日～ 6 月 13 日 畢業(yè)答辯 開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見 ： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主任： 年 月 日 附件：參考文獻(xiàn)格式 學(xué)術(shù)期刊 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 期刊名稱，出版年份，卷 (期 )：頁次 如果作者的人數(shù)多于 3 人，則寫前三位作者的名字后面加“等”，作者之間以逗號(hào)隔開。例如： [1] 李峰 ， 胡征 ， 景蘇等 . 納米粒子的控制生長(zhǎng)和自組裝研究進(jìn)展 . 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)， 2001, 17(3): 315~324 [2] of 2001,233:5～ 7 學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 文集編者姓名 ﹒ 學(xué)術(shù)會(huì)議文集名稱，出版地：出版者，出版年份：頁次 例如： [3] 司宗國(guó)，謝去病，王群 ﹒ 重子湮沒快度關(guān)聯(lián)的研究 ﹒ 見趙維勤，高崇壽編 ﹒ 第五屆高能粒子產(chǎn)生和重離子碰撞 理論研討會(huì)文集，北京：中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心， 1996： 105 圖書 著者 ﹒ 書名 ﹒ 版本 ﹒ 出版地：出版者，出版年 ﹒ 頁次 如果該書是第一版則可以略去版次。 例如： [4]韓其智，孫洪洲 ﹒ 群論 ﹒ 北京：北京大學(xué)出版社， 1987﹒ 101 預(yù)印本 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 預(yù)印本編號(hào)（出版年份） 例如： [5]uo to 810548(1998) 學(xué)位論 文 作者 ﹒ 論文題目 ﹒ 學(xué) 士 (或碩士、博士 )學(xué)位論文 . 出版地：出版者，出版年份 例如： [6] 陳異 . 納米粒子形貌控制研究 . 碩士學(xué)位論文 . 北京 ： 中國(guó)科學(xué)院 , 2002 電子文獻(xiàn) 主要責(zé)任者 . 電子文獻(xiàn)題名 ﹒ 電子文獻(xiàn)的出處或可獲地址 . 發(fā)表或更新日期 例如： [7] 王明亮 . 關(guān) 于 中 國(guó) 學(xué) 術(shù) 期 刊 標(biāo) 準(zhǔn) 化 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 系 統(tǒng) 工 程 的 進(jìn) 展 . , 1998 專利 專利所有者 . 專利名稱 . 專利國(guó)別：專利號(hào)，日期 . 例如： [8] 姜錫洲 中國(guó)專利： 881056073， 1989