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畢業(yè)設計開題報告 設 計 題 目: 比亞迪F3R手動變速器設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 學 生 姓 名: 導 師 姓 名: 開 題 時 間: 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 目錄 一課題研究現狀，選題目的、依據和意義 3 1.課題研究現狀 3 2.選題的目的依據和意義 5 二、設計（論文）的基本內容，擬決的主要問題 5 1.設計的基本內容 5 2.擬解決的主要問題 5 三、技術路線（研究方法） 6 四、進度安排 6 五、參考文獻 7 六、備注 7 七、指導教師意見 7 SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 趙磊 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程BW07-8 指導教師姓名 趙國遷 職稱 高級實驗師 從事 專業(yè) 汽車運用 是否外聘 □是否 題目名稱 比亞迪F3R手動變速器設計 一課題研究現狀，選題目的、依據和意義 1.課題研究現狀 21世紀，汽車工業(yè)成為各國經濟發(fā)展的支柱產業(yè)之一，汽車企業(yè)對各系統(tǒng)部件的設計需求旺盛。其實，汽車與人一樣，也是有著整套健康系統(tǒng)的有機結合體。發(fā)動機是心臟，車輪、底盤與懸掛是軀干與四肢，然而連接它們的，是類似于人體經脈的變速器系統(tǒng)。如果汽車喪失了變速器這個中心環(huán)節(jié)，心臟、四肢與軀干再好，汽車只能如同植物人般成為廢鐵一堆！可以說，變速器是伴隨著汽車工業(yè)出現的必然產物，是汽車上的必需品。在完成了最基本的傳動功能之外，我們對變速器的要求也是越來越高，這是變速箱演變過程的首要催產素[1]。由此可見，對汽車的變速器進行研究具有十分重要的意義。 由于汽油機的轉速較高,而產生的扭矩又較小,因此需要一種降速增扭的機構——變速器,以保證汽車在各種道路條件下均能正常地行駛。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，汽車變速器已經經過了一百多年的發(fā)展。變速器為汽車重要的組成部分，是承擔放大發(fā)動機扭矩，配合引擎功扭特性，實現理想動力傳遞，從而適應各種路況實現汽車行駛的主要裝置。發(fā)動機是汽車的心臟，發(fā)動機產生的動力必須經過傳動系統(tǒng)才能驅動車輪轉動[2]。 變速器是傳動系統(tǒng)的心臟。由于發(fā)動機的轉速和轉矩的變化范圍小，而汽車行駛速度的變化范圍廣，所以一開始傳動系統(tǒng)就設置了變速器。變速器的作用：①改變汽車的傳動比，擴大驅動車輪轉矩和轉速的范圍，使車輛適應各種變化的行駛工況，同時使發(fā)動機在理想的工況下工作；②在發(fā)動機轉矩方向不變的前提下，實現汽車的倒退行駛；③實現空擋，中斷發(fā)動機傳遞給車輪的動力，使發(fā)動機能夠起動、怠速。100多年中，變速器經歷了用變速桿改變鏈條的傳動比一手動變速器一有級自動變速器一無級自動變速器的發(fā)展歷程[3]。 早期的汽車傳動系統(tǒng)，從發(fā)動機到車輪之間的動力形式很簡單。發(fā)動機驅動一組錐齒減速齒再傳動到一根軸和皮帶輪。皮帶輪和驅動橋上的內齒輪嚙合，使汽車行駛，大齒輪用來加速，能使汽車達到32 km／h的速度。如果遇到上坡，而爬坡能力不夠時，駕駛員就停下車子，把小鏈輪嚙合后進行驅動.。 （1）變速器類型及特點 現在市場上的變速器細分為5類手動變速器(MT)，手動自動一體變速器(AMT)，無級變速器(CVT)、雙離合器變速器(DCT)和自動變速器(AT)，各自都有不同的優(yōu)勢。按變速器功能可分為兩類：手動變速器和自動變速器。手動變速器即MT，自動變速器包括傳統(tǒng)AT、AMT、CVT及DCT。如果按變速結構可分為三類：圓柱齒輪、行星齒輪及錐盤。圓柱齒輪類包括MT、AMT、DCT；行星齒輪類包括傳統(tǒng)AT及使用了多片濕式離合器替代液力變矩器的AT。錐盤類包括金屬鋼帶CVT及半環(huán)面錐輪無級變速器等。控制技術和電子信息技術的高速發(fā)展，使得自動變速器得到快速發(fā)展，手動變速器向自動變速器發(fā)展的趨勢越發(fā)明顯。新技術的發(fā)展一方面仍在不斷改善現有變速器的性能。我所要設計的是手動變速器也就是MT。MT的優(yōu)勢是傳動效率高及成本低，但換檔復雜。AMT傳動效率也高。且具備自動換檔功能，但換檔沖擊性有待解決[4] MT主要工作原理是通過變速操縱桿撥動不同齒輪組問的嚙合套從而組成不同的檔位，因為每檔齒輪組的齒數是固定的，所以各檔的變速比是一定的，屬于有級變速器。在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作；而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作?！皟奢S一中間軸”，它們構成了變速器的主體，還有一根倒擋惰輪軸常見的手動變速器由鑄鐵或鋁制變速器殼體、軸、軸承、齒輪、同步器和換擋機構組成MT變速器應用的歷史時間最長，其產品技術發(fā)展十分有限，憑借與其它形式變速器相比的成本優(yōu)勢及較高的傳動效率，仍然占據乘用車變速器市場上相當的市場份額[5]。 （2）國外手動變速器研究現狀 國外在手動變速器的研究上開始趨于自動變速器，這是為了節(jié)省燃油以及緩解駕駛者在頻繁換擋中產生的疲勞感等一系列缺點。據預測，2013年歐洲變速器市場上，配備手動變速器的汽車將占52%，配備自動手動變速器的將占10%，配備無極變速器的將占2%，配備雙離合器變速器的將占16%，配備自動變速器的將占20%。,可見手動變速器依然占據著半壁江山，這證實了手動變速器在消費者心中的分量。國外專家指出，新變速器產品還在不斷研發(fā)的過程中，因此，今后汽車市場的變速器情況可能還會出現一些變化。 目前許多變速器生產企業(yè)正在研發(fā)一些燃油經濟性更好、換擋性能更高的變速器，以滿足市場上的多層次需求。例如，某公司正在研制一種傳動效率可達92%、換擋性能更好的變速器。 （3）國內手動變速器研究現狀及發(fā)展 改革開放30年來，我國汽車變速器行業(yè)隨著整車行業(yè)的快速發(fā)展而不斷發(fā)展壯大，形成了一批頗具規(guī)模的變速器企業(yè)。大多數本土變速器企業(yè)在引進消化吸收國外先進技術方面取得了突出成績，并不斷堅持自主創(chuàng)新，在手動變速器領域,，尤其是在重型車用和微型車用手動變速器上，涌現了大量自主創(chuàng)新的產品。另外，一些跨國公司獨資或合資的變速器企業(yè)開始陸續(xù)在中國設廠，為滿足持續(xù)高速增長的中國汽車市場需求作出了非常大的貢獻。 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國的轉變。 中國要成為汽車強國，首先要克服自主技術這塊短板。而汽車的核心部分——動力總成，仍是國內一直沒有完全掌握的關鍵汽車零部件技術之一。 目前，在中國乘用車手動變速器市場，國產品牌已占主導地位，隨著中國乘用車市場的快速發(fā)展，對變速器的要求無論從數量上還是從技術水平上均不斷提高，但技術落后嚴重阻礙著國產品牌變速器企業(yè)的發(fā)展。雖然現在越來越多的人在買車的時候選擇了自動變速器，但是在中國，手動變速器仍然是車用變速器的主流。具體有兩個原因：首先，目前國內企業(yè)已經基本掌握對手動變速器的開發(fā)，所以在一定程度上加大了手動變速器的價格優(yōu)勢；另外，絕大多數中國駕駛者在學車時就用的是手動車，他們更加享受手動車帶來的駕駛樂趣 　 2006年中國手動檔乘用車共銷售354.54萬輛，較2005年增長20.54%。2007年1～9月份，手動檔乘用車共銷售308.65萬輛，同比增長21.70%。在中國乘用車用手動變速器市場中，國產品牌占主導地位，進口量很小，因而隨著手動檔乘用車銷量的快速增長，手動變速器市場也將不斷擴大[6]。 2.選題的目的依據和意義 比亞迪股份有限公司由王傳福創(chuàng)立于1995年，2002年7月31日在香港主板發(fā)行上市，是一家擁有IT和汽車兩大產業(yè)群的高新技術民營企業(yè)。2003年，比亞迪收購西安秦川汽車有限責任公司（現“比亞迪汽車有限公司”），正式進入汽車制造與銷售領域，開始民族自主品牌汽車的發(fā)展征程。發(fā)展至今，在整車制造、模具研發(fā)、車型開發(fā)等方面都達到了國際領先水平，產業(yè)格局日漸完善并已迅速成長為中國最具創(chuàng)新的新銳品牌。汽車產品包括各種高、中、低端系列燃油轎車，以及汽車模具、汽車零部件、雙模電動汽車、純電動汽車等。代表車型包括F0、F3、F3-R兩廂、F6、S8硬頂敞篷跑車、F3DM雙模電動汽車、S6（SUV）、M6（MPV）等。應用在比亞迪F3R車型上的手動變速器技術比較落后，但是手動變速器在變速器市場一直占據重要份額，在中國，更是贏得了大多數消費者的偏愛。無論是燃油經濟型上的優(yōu)勢，實施上的低成本，還是駕駛者的操縱感，都使得手動變速器成為OEM在設計某款汽車時的重要考慮。然而手動變速器也有其自身的缺點，由于手動變速器在穩(wěn)定性、燃油經濟性和舒適性上存在著一定的不足，而且在當今的大城市中，堵車”現象愈演愈烈，駕駛員需頻繁地踩離合器換檔，體力消耗大，發(fā)動機很難工作在最佳的狀態(tài)，動力性沒有完全發(fā)揮，經濟性差，排氣中有害物質含量高，污染嚴重，所以鑒于以上缺點必須設計出一款克服這些缺點并應用到比亞迪F3R轎車上的手動變速器使得手動變速器的路能夠走的更遠。 二、設計（論文）的基本內容，擬決的主要問題 1.設計的基本內容 （1）研究國內外汽車變速器研究現狀及發(fā)展歷史，理解本課題研究的意義 （2）分析各種汽車變速器的基本原理和優(yōu)缺點 （3）利用比亞迪F3R相關發(fā)動機參數，完成變速器結構布置和設計。 （4）選擇發(fā)動機參數，確定變速器結構類型，對變速器中的各級齒輪和軸等零部件進行設計，并對主要零部件進行校核。 2.擬解決的主要問題 （1）通過文獻資料，熟悉汽車變速器設計和CAD的相關知識，掌握汽車變速器設計計算方法。 （2）調研，掌握汽車變速器設計過程。 （3）鞏固以往所學的理論知識，熟悉變速器結構，掌握變速器的設計方法和CAD軟件在變速器設計中的應用步驟，提高動手能力為以后打下良好基礎 （4）確定汽車變速器設計的各項參數，計算確定主要零件的參數和尺寸，完成CAD圖紙 三、技術路線（研究方法） 完成畢業(yè)設計和設計說明書 調查研究 變速器結構分析與類型選擇 變速器設計計算 齒輪大小與齒數計算 軸參數計算 變速器主要參數校核 利用AUTOCAD進行繪圖 四、進度安排 （1）調研、查閱相關資料、完成開題報告 第1～2周（3月3日～3月16日） （2）確定總體方案 第3～4周（3月17日～3月30日） （3）對變速器結構進行設計第5～6周（3月31日～4月13日） （4）對變速器尺寸進行設計7～8周（4月14日～4月27日） （5）畫變速器的零件圖第第8～9周（4月21日～5月4日） （5）畫變速器的裝配圖第9～10周（4月28日～ 5月11日） （6）完成設計說明書第11～13周（5月12日～6月2日） （7）設計審核、修改 第14～16周（6月3日～6月23日） （8）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月24日～7月1日） 五、參考文獻 [1] 向立明 汽車變速器的發(fā)展歷史及未來趨勢 石家莊 2007，1 [2]工程中的有限元方法(第3版)．機械工業(yè)出版社，2004 [3] 鄭勁，張子成 中國汽車變速器市場高速發(fā)展．中機系（北京）信息技術研究院 2008,12 [4]孫桓主編.機械設計.機械工業(yè)出版社出版 [5] 余志生． 汽車理論[M]，機械工業(yè)出版社，1987 [6] 余志生．汽車理論[M]．第3 版．北京:機械工業(yè)出版社，2000． [7] 理論力學.上海:上海交通大學出版社，1997 [8] 濮良貴，紀名剛.機械設計（第七版）北京：高等教育出版社，1990. 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