微型汽車自動變速器的設計含6張CAD圖,微型汽車,自動變速器,設計,cad 一、選題依據(jù) 1、研究領域 汽車部件結(jié)構(gòu)設計、CAD 2、論文（設計）工作的理論意義和應用價值 自動變速器是除了發(fā)動機以外汽車上最重要的一個部分,汽車的很多技術(shù)和相關 性能都與它有著必不可少的聯(lián)系,比如汽車的動力性、經(jīng)濟性、操縱性以及汽車的某些零部件,甚至汽車行駛的安全性、乘坐舒適性與變速器的性能都相關緊密。當汽車的自動變速器在行駛過程中因為長時間的工作損耗自身的性能,而導致變速器失效時,這對汽車運行的速度會有很大的影響,從而會降低了客戶對汽車的滿意度。因此， 研究汽車自動變速器的設計有著重要的作用,不僅可以提升顧客的滿意度,而且對汽車的整體性能也有幫助。 汽車自動變速器在汽車行業(yè)界受到了廣泛的關注,因其能對汽車性能得到實質(zhì)性的改變以及良好的發(fā)展前景,各汽車廠家對自動變速器都投入了大量的人力物力來研制開發(fā),建立了很多自動變速器的開發(fā)與生產(chǎn)基地 ,自動變速器的技術(shù)也日趨成熟了。汽車自動變速器質(zhì)量的提升能夠使品牌較大幅度提高整車在市場中的競爭優(yōu)勢， 獲得更高的效益，提升品牌效應，進而獲得更大的經(jīng)濟價值。隨著時間的推移，手動變速器的市場占有率會逐漸降低，自動變速器將不斷增加。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 變速器是汽車傳動系中最主要的部件之一。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，車輛性能 不斷優(yōu)化，電子化程度不斷加強，搭載汽車自動變速器的轎車正在逐漸取代手動變速器已經(jīng)成為主流，也是汽車變速器市場發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。目前，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟的自動變速器在車輛上的應用主要有四種；液力自動變速器 AT、電控機械式自動變速器 AMT、無級自動變速器 CVT 和雙離合器自動變速器 DCT。日趨嚴格的法律法規(guī)和汽車駕駛者日益提高的環(huán)保意識使汽車產(chǎn)業(yè)開始意識到，混合動力在汽車行業(yè)將贏得越來越重要的市場地位。一個新的驅(qū)動系統(tǒng)在這樣的背景下脫穎而出：混合動力專用變速器 DHT（Dedicated Hybrid Transmission），正在作為新的混合動力驅(qū)動主要在歐洲發(fā)展起來。 由于各國用戶對車輛性能的訴求的差異和各國技術(shù)優(yōu)勢不同，各國的自動變速器的技術(shù)路線也有所差異。目前，北美地區(qū)是 AT 市場占有率最高的區(qū)域，接近 90%。日本的交通道路情況不及美國，出于燃油經(jīng)濟性的考慮，CVT 占據(jù)了大部分市場。歐洲的自動變速器乘用車的市場占有率低于北美和日本，占 50%以上。但在未來五年內(nèi)， 以 AT 技術(shù)為主，DCT 快速增長，CVT 相對市場份額穩(wěn)定，AMT 主要用于重型商用車和微型乘用車格局基本不變。我國自動變速器的技術(shù)路線也基本上形成了多種技術(shù)路線互相競爭、互相促進、同步發(fā)展的格局。 目前我國匹配各類型變速器的車型的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國手動變速器比例在總體上呈下降趨勢，但仍然處于主導地位，絕對數(shù)值超過 50%自動變速器中的 AT 處于絕對多數(shù)地位，DCT 增長速度最快，CVT 在近幾年呈現(xiàn)快速增長的勢頭，AMT 已有應用。近年來，國內(nèi)部分汽車及變速器企業(yè)通過引進先進的技術(shù)與設備，并通過不斷的吸收創(chuàng)新，逐步縮小在自動變速器領域與國際先進水平的差距。中國自動變速器產(chǎn)業(yè)化總體上已經(jīng)進入起步階段，盡管不同類型自動變速器的技術(shù)成熟度不同，不同企業(yè)根據(jù)自身條件和產(chǎn)品定位，所走的技術(shù)路線也不同，但 AT/AMT/CVT/DCT 多元化技術(shù)路線的格局已經(jīng)形成，并將長期保持下去。在不同類型自動變速器競爭中，高效率、可靠性、開發(fā)時間、性能和價格將成為競爭的關鍵因素，市場將最終做出選擇。國內(nèi)對自動變速器進行自主研發(fā)的主要有吉利汽車、奇瑞汽車、上汽、一汽、江淮汽車、山東盛瑞、 13 湖南江麓容大等企業(yè)及部分科技高校，他們對 AT、DCT、CVT 等自動變速器關鍵部件和控制策略的研究與開發(fā)進行了大量工作；國家科技部也將國內(nèi)自動變速器的研發(fā)列入“十一五”和“十二五”期間的國家“863”計劃點發(fā)展項目，鼓勵高校與企業(yè)進行產(chǎn)學研合作。上述企業(yè)也承擔了自動變速器的研發(fā)任務，并逐步掌握了開發(fā)過程中的主要關鍵技術(shù)。 據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2015 年新能源汽車產(chǎn)量達 340471 輛，銷量 331092 輛，同比分別增長 3.3 倍和 3.4 倍。預計到 2020 年中國新能源汽車銷量將達 200 萬 輛，實現(xiàn)累計銷量 500 萬輛。電子化的動力系統(tǒng)將在未來幾年成為中國優(yōu)先發(fā)展的方向。未來十年，法規(guī)、社會與消費者帶來的降油耗壓力將不斷增加，混動汽車的市場份額將會大幅提高，混動驅(qū)動系統(tǒng)的占有量也很可能會超過目前的預期值。由此看來，DHT 的商業(yè)模式將會有大幅改善，預測的巨大產(chǎn)量將可以支撐 DHT 產(chǎn)品的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化成本，從而可充分展現(xiàn)出此類變速器在減重、空間尺寸與復雜性方面帶來的優(yōu)勢。 今后的變速器發(fā)展將朝著控制系統(tǒng)智能化、機電一體化及較高可靠性的方向發(fā) 展: 1）控制系統(tǒng)智能化:2016 年 4 月 23 日，隨著《維也納公約》的到期失效，汽車 自動駕駛研發(fā)擺脫了所有束縛，這就要求變速器能夠根據(jù)路況變化自動地進行檔位的切換、停車及倒車等動作。同時自動變速器控制系統(tǒng)要有學習功能，能與多種新能源車型實現(xiàn)良好接合，同時能夠適應不同駕駛習慣的控制; 2）機電一體化:汽車用變速器在結(jié)構(gòu)上應逐漸實現(xiàn)機械部件電子化，這樣不僅有利于自動駕駛的實現(xiàn)也有利于自動變速器系統(tǒng)的控制; 3）較高可靠性:無論自動變簡單變速器如何發(fā)展，汽車作為一種方便人們出行的交通工具，其可靠性要求也不斷提高。的保養(yǎng)方法、方便的檢測維修過程以及標準化的配件供應，這些都是具備高可靠性的重要內(nèi)容。 二、論文（設計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 （1）微型汽車自動變速器的方案設計； （2）微型汽車自動變速器的結(jié)構(gòu)設計。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） 設計思路： （1）確定課題的研究目的，研究內(nèi)容，以及目前的研究概況及其發(fā)展； （2）變速器的選擇：確定變速器的主要參數(shù)，確定相關的主要參數(shù)； （3）汽車變速器的工作原理及主要組成，進行變速器的產(chǎn)品設計過程概述，確定變速器的選擇及其工作方式； （4）進行變速器主要零件的設計計算及其校核：齒輪設計、軸和軸承的校核與計算等； （5）設計出微型汽車變速器的整體裝配圖。 3.本論文（設計）預期取得的成果 （1）一套完整的微型汽車自動變速器設計圖紙； （2）一份詳細的設計說明書； （3）一篇與設計內(nèi)容相關的外文翻譯。 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設計參數(shù)）； 查閱相關文獻資料，借鑒前人的設計經(jīng)驗并加以研究。學習汽車自動變速器工作原理；擬定合理可行的設計方案，進行其結(jié)構(gòu)的詳細設計；運用 CAD 制圖，繪制出整體的裝配圖，并制作出裝置的說明書。 設計參數(shù)： 發(fā)動機排氣量:0.94L； 微型汽車最大總質(zhì)量:1800Kg；； 行駛最高時速:200Km/h。 2.論文（設計）進度計劃 第 1 ～4 周：查閱相關文獻、收集材料，分析研究有關的資料，撰寫開題報告； 第5 周：對汽車變速器進行總體規(guī)劃并確定設計方案； 第 6 ～7 周：完成液力變矩器結(jié)構(gòu)選型、計算及設計； 第 8～10 周：行星齒輪機構(gòu)選型、計算及設計； 第 11～12 周：液壓控制系統(tǒng)設計； 第 13 周：完成設計說明書與外文文獻翻譯； 第 14 周：完善畢業(yè)設計的各項內(nèi)容，準備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻 [1] 劉曉軍 , 杜 王 強 . 汽 車 自 動 變 速 器 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 前 景 [J]. 科技信息,2012,(26):491-492. 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主要是在大排量轎車領域顯示其優(yōu)越性，在汽車市場占據(jù)主流地位的中、小排量車型中，頗有逐漸被 CVT 和 DCT 替代的趨勢。 1)傳動系統(tǒng)多擋化。擋位多使自動變速器具有更大的速比范圍和更細的擋位速分配，從而提高車輛的起動性能、改善換擋平順性、提高乘坐舒適性、降低車輛的噪聲、油耗以及使發(fā)動機驅(qū)動力分配更合理。目前，在國內(nèi)市場受制于國外汽車公司的限制， 4AT 占據(jù)最大的市場份額，但在歐美市場，6AT 已經(jīng)是主流，在豪華車如寶馬、奧迪等上已經(jīng)匹配 8AT。據(jù)報道，更多擋位的 9AT、10AT 的開發(fā)也已經(jīng)被部分大型汽車公司列入戰(zhàn)略考慮。 2)液力變矩器結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。液力變矩器是 AT 的重要組成部分，是實現(xiàn)將發(fā)動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成汽車行駛所需轉(zhuǎn)速的關鍵部件，對其進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化有著重要意義。基于三位葉柵理論和模擬技術(shù)仿真的優(yōu)化設計，可以使循環(huán)形狀及泵輪、渦輪和導輪的葉片形狀與角度的設計更精確、合理，使液力變矩器結(jié)構(gòu)更緊湊，流路面積比已經(jīng)可以降 低到 0.6 以下，減少了軸向尺寸。另外，由于閉鎖離合器技術(shù)和 ATF 的不斷優(yōu)化， 通過和發(fā)動機的聯(lián)合控制，整車對液力變矩器的閉鎖范圍也達到了 27km/h 以下，大大提高傳遞效率。 (2)電控機械式自動變速器 AMT AMT 變速器基本原理是在普通手動變速器基礎上加裝液壓或電控換擋裝置來進行換擋操作，采用自動控制機械變速器 AMT 技術(shù)不僅可以降低駕駛員的工作強度，有利于安全駕駛，而且可以根據(jù)發(fā)動機工況和整車動力需求，自動控制變速器擋位，使發(fā)動機工作在高效率區(qū)，從而改善整車燃油經(jīng)濟性。采用 AMT 技術(shù)后，整車油耗可降低約 5%。目前，國外 AMT 技術(shù)基本趨于成熟，已經(jīng)得到批量應用，特別是歐洲，其商用車使用 AMT 的比例實際已經(jīng)超過 50%。國外掌握 AMT 核心關鍵技術(shù)的公司，如馬瑞 利、WABUCO、LUK 等對國內(nèi)市場形成了壟斷。國內(nèi)對 AMT 技術(shù)的研究和應用起步較早。目前，開展 AMT 研制的主要有吉林大學、北京理工大學、清華大學、上海交通大學、南京阿福和北京斯達福等。乘用車取得的成果主要有：青山微型車 AMT 搭載江淮同悅、南京阿福 AMT 搭載昌河鈴木和長城絢麗、江鈴輕型車 AMT、奇瑞 AMT 等已實現(xiàn)小批產(chǎn)出。國內(nèi) AMT 產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)起步，具有較好的市場前景。 (3). 無級自動變速器 CVT CVT 技術(shù)采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動帶輪相配合傳遞動力。可以實現(xiàn)傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟性和動力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性。CVT 的發(fā)展主要受限， 除了其本身的轉(zhuǎn)矩能力之外，還受制于其有限的市場供應。比如，CVT 里的核心部件壓力鋼帶就只有博世等少數(shù)供應商。但由于日本 JATCO 公司國外廠商在中國產(chǎn)能的急劇擴大和國內(nèi)如奇瑞汽車 CVT 的量產(chǎn)，其發(fā)展趨勢有可能好于預測。 2015 年 JATCO 在原來 CVT7 基礎上開發(fā)的新型寬變速比 CVT7 W/ R，是在進一步改善燃油經(jīng)濟性能和駕駛性能這兩個相互矛盾的性能的基礎上開發(fā)出來的全新產(chǎn)品。CVT7 W/R 的速比范圍從之前的 7.3 增加到現(xiàn)在的 8.7。此外，通過減少內(nèi)部摩擦，改善了燃油經(jīng)濟性；通過優(yōu)化換擋特性，提高了駕駛舒適感;優(yōu)化帶輪剛度,液壓系統(tǒng)的應用使帶輪彈性變形，這種彈性變形降低了帶輪鋼片與鋼帶之間的接觸面積，從而導致摩擦系數(shù)下降。鋼帶是由兩部分組成的：鋼片和鋼環(huán)。由于運行期間的轉(zhuǎn)動半徑不同，相對滑動不僅發(fā)生在鋼片之間，也發(fā)生在鋼片和鋼環(huán)之間。后者的相對滑動是由在環(huán)繞著鋼片的帶輪處的鋼環(huán)的不同的轉(zhuǎn)動半徑帶來的轉(zhuǎn)矩傳遞造成的。通過縮小擺動邊界的高度差，相對滑動的量減少了 20%。 (4). 雙離合器自動變速器 DCT 雙離合器變速器的概念創(chuàng)始于 1933 年，出現(xiàn)在 Kegresses 的專利中。經(jīng)過不斷的技術(shù)完善，2002 年大眾汽車公司首次將雙離合器直接換擋變速器（DSG）應用到大眾高 爾夫車型上，實現(xiàn)了 DCT 的產(chǎn)品量產(chǎn)。至 2007 年年底，各種應用 DSG 的轎車已累計銷售超過 100 萬輛。 1）起步控制。車輛起步時，為了使兩個離合器具有相近的使用壽命，并保證起步的快速和平順性，可以使兩個離合器同時進入滑摩狀態(tài)，共同傳遞起步力矩實現(xiàn)車輛起步。由于起步工況的不確定性和駕駛員的操作意圖隨機地變化，要求起步離合器的控制算法應能夠準確適應這些變化，具有較強魯棒性的模糊控制算法能夠滿足實際應用需要。 2）離合器冷卻潤滑控制策略。在 DCT 中離合器冷卻潤滑系統(tǒng)設計的關鍵是如何在整車所有駕駛工況下，有效控制離合器摩擦面及潤滑油溫度。其中，包括通過估計最優(yōu)潤滑油流量需求來平衡產(chǎn)熱及冷卻以滿足系統(tǒng)要求。這就要求變速器控制單元 （TCU）主動監(jiān)控離合器滑摩功率及油槽溫度。此外，因不同液壓系統(tǒng)工作原理的差異性，離合器潤滑冷卻控制策略需要根據(jù)不同的系統(tǒng)針對性的設計開發(fā)。 (5). 混合動力專用變速器 DHT 在 2015 年 12 月初在柏林舉行的第 14 屆國際 CTI 論壇上，第一次對觀眾展示了 DHT 變速器，并進行了討論。國際 CTI 論壇顧問委員會主席 Ferit Kü?ükay 教授和Robert Fische 博士首先發(fā)起了這一概念，同時在專業(yè)領域引入了“DHT”這一縮寫。 DHT 中電驅(qū)動的動力源完全被集成在變速器中，其變速器功能需依賴于被集成的電氣元件來實現(xiàn)，如缺少電動機，變速器將不具備相應功能。惟一一款上市多年的 DHT 是豐田混動系統(tǒng)（THS），車身附有“混動協(xié)同驅(qū)動（Hybrid Synergy Drive）”標志，其開發(fā)歷史已有 20 年之久，于 1997 年搭載在豐田普 銳斯中上市，頗受消費者歡迎， 銷量極佳并久居不下，迄今仍未有其他混動變速器能夠望其項背。就我國而言，上汽 開發(fā)的電驅(qū)單元（EDU），使用兩個電動機和一個非常簡單的直齒變速器，因需要使用電動機實現(xiàn)完整的功能，所以從定義上講它是一個 DHT。很多汽車制造商及其主要供應商目前都正在進行混動專用變速器（DHT）的開發(fā)。鑒于良好的市場應用前景，今后很可能會將 DHT 定義為一個獨立的新變速器種類。對于 DHT，目前確實存在一些顧慮，但通過下面的數(shù)據(jù)可以預測，DHT 終將擁有輝煌的未來：至今售出的 DHT 已是其他所有混合動力變速器總和的 2 倍。 3 汽車變速器國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,汽車的變速器逐漸實現(xiàn)自動化,其類型也越來越多,相關的 功能也越來越豐富。從目前的發(fā)展狀況看,汽車自動變速器的中主要有如下的幾種: 電控液力自動變速器、液壓傳動自動變速器、電傳動自動變速器、電控機械式自動變速器、電控無極自動變速器?？梢?技術(shù)的發(fā)展使汽車自動變速器的類別在啟動性能上有著諸多的差別。這些變速器在現(xiàn)代的汽車上有著廣泛的運用,根據(jù)不同的汽車類型以及性能的需求,對變速器的適應范圍也存在著一定的差異。其中液壓傳動自動變速器和電動傳動自動變速器在一些特種車輛以及重型車輛中應用較為廣泛;無極自動變速器則算是比較新的技術(shù),在運用上有著一些優(yōu)勢性,如傳動比比較連續(xù)、操作簡單, 噪音小,這在小排量的轎車中有著廣泛的運用;液力自動變速器是目前多數(shù)車輛所采用的自動變速器類型,它操作起來比較簡單、使行駛安全性較高、使動力性能獲得了較大的提升、污染物排放量大大地降低、機件使用壽命更長?？梢哉f,隨著汽車自動變速器技術(shù)的發(fā)展,還會出現(xiàn)新的類型,但總體上則是促進性能的提升,功能的擴展, 運用操作上的簡化可見,不同的自動變速器,針對的是不同的汽車類型。各種變速器各有利弊、優(yōu)劣。 4 汽車自動變速器的發(fā)展趨勢 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展 ,人們生活水準的提升,生活質(zhì)量的要去也會相繼地提升。 在此背景下,對汽車的性能特別是安全系數(shù)的要求也逐漸提高。 為此,汽車制造的發(fā)展就必須順應這種需求,不斷地提升汽車的安全性能,同時減低耗能,降低對環(huán)境帶來的污染。那么,汽車的自動變速 器就必須在這些方面進行著力思考。因此,在未來的發(fā)展中,自動變速器的發(fā)展必須考慮如下的幾個因素: (1)汽車自動變速自身的小型化。汽車降低耗能一個重要的途徑就是減輕汽車的總體重量,使得運動的傳遞速度縮短,自動變速器也需要在這些方面進行改進,進一步小型化 , 降低耗油量。但小型化不是減少其本身的性能 ,而是要更加的自動化、職能化,汽車的安全系數(shù)得到進一步的提升； (2)汽車自動變速器的噪音進一步降低。汽車的噪音中發(fā)動機是最為重要的噪音來源。為了降低噪音,就必須在變速器噪音減少上下功夫,進一步提升器件的性能,將噪音降低。汽車變速器的噪音主要是齒輪之間的摩擦。隨著研究推進,應該逐步地提升齒輪重合度以降低噪聲。噪音是現(xiàn)代城市環(huán)境污染的重要方面,而汽車又是噪音的重要制作來源。通過自動變速器噪音的降低處理,無疑對于在整體上減少汽車的噪音是有幫助的,也將進一步提升消費者對汽車使用的舒適度； (3)汽車自動變速的無級化發(fā)展。因為,雖然不斷地提升自動變速器擋位可以進一步擴大自動變速范圍,但其并非完全意義上的自動變速,這正是在有級變速和無級變速之間的轉(zhuǎn)換。理想的無級變速是在整個變速范圍內(nèi)都能連續(xù)地、無擋別地切換變速比,使變速器始終按最佳換擋規(guī)律自動換擋。自動擋的最佳位置,就是變速器自動的適應行駛的狀,更加智能地發(fā)揮自身的作用； (4)汽車自動變速器的電子化控制。與液壓控制相比,電子控制有著多方面的優(yōu)勢。它可以實現(xiàn)更復雜多樣的控制功能,提升變速器性能。隨著汽車電子化的發(fā)展,汽車傳動系統(tǒng)電子控制將獲得進一步的廣泛運用。電子控制是職能化進一步提升的表 現(xiàn)。在未來的發(fā)展中,電子化控制將使得變速器的運用更為便利,也將在整體上提升汽車的整體性能自動化。總之,隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,自動變速器的運用也將更加的廣泛, 成為未來汽車發(fā)展智能化的重要方面。它在很大的程度上將極大地提升汽車性能狀況 。