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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 長(zhǎng)安杰勛汽車(chē)機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)
院 系 名 稱(chēng): 汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí): 車(chē)輛工程B07-7
學(xué) 生 姓 名: 武宇
導(dǎo) 師 姓 名: 朱榮福
開(kāi) 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(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
武宇
院系
汽車(chē)與交通
工程學(xué)院
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
車(chē)輛工程B07-7
指導(dǎo)教師姓名
朱榮福
職稱(chēng)
講師
從事
專(zhuān)業(yè)
車(chē)輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱(chēng)
長(zhǎng)安杰勛汽車(chē)機(jī)械式變速器設(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)代汽車(chē)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(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)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(dòng)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(lèi)的認(rèn)識(shí)邁向新的、更高的境界。
變速器由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)組成，可制成單獨(dú)變速機(jī)構(gòu)或與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)合裝在同一殼體內(nèi)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大多用普通齒輪傳動(dòng)，也有的用行星齒輪傳動(dòng)。普通齒輪傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)一般用滑移齒輪和離合器等。滑移齒輪有多聯(lián)滑移齒輪和變位滑移齒輪之分。用三聯(lián)滑移齒輪變速，軸向尺寸大；用變位滑移齒輪變速, 結(jié)構(gòu)緊湊, 但傳動(dòng)比變化小。離合器有嚙合式和摩擦式之分。用嚙合式離合器時(shí)，變速應(yīng)在停車(chē)或轉(zhuǎn)速差很小時(shí)進(jìn)行，用摩擦式離合器可在運(yùn)轉(zhuǎn)中任意轉(zhuǎn)速差時(shí)進(jìn)行變速，但承載能力小，且不能保證兩軸嚴(yán)格同步。為克服這一缺點(diǎn)，在嚙合式離合器上裝以摩擦片，變速時(shí)先靠摩擦片把從動(dòng)輪帶到同步轉(zhuǎn)速后再進(jìn)行接合。行星齒輪傳動(dòng)變速器可用制動(dòng)器控制變速。汽車(chē)變速器按傳動(dòng)比變化方式不同可分為有級(jí)式、無(wú)極式和綜合式三種。有級(jí)式變速器應(yīng)用最為廣泛，目前轎車(chē)和輕、中型貨車(chē)多有應(yīng)用；無(wú)級(jí)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(dòng)系統(tǒng)中也有廣泛采用的趨勢(shì)；綜合式變速器目前應(yīng)用的較多。
機(jī)械式變速器（Manual Transmission）采用齒輪組，每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各檔的變速比是個(gè)定值(也就是所謂的“級(jí)”)。比如，一檔變速比是3.85, 二檔是2.55, 再到五檔的0.75, 這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動(dòng)比，總共只有5個(gè)值(即有5級(jí))，所以說(shuō)它是有級(jí)變速器。曾有人斷言，繁瑣的駕駛操作等缺點(diǎn)，阻礙了汽車(chē)高速發(fā)展的步伐，機(jī)械式變速器會(huì)在不久“下課”，從事物發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，這話確實(shí)有道理。但是從目前市場(chǎng)的需求和適用角度來(lái)看，機(jī)械式變速器不會(huì)過(guò)早的離開(kāi)。首先，從商用車(chē)的特性上來(lái)說(shuō)，機(jī)械式變速器的功用是其他變速器所不能替代的。以卡車(chē)為例，卡車(chē)用來(lái)運(yùn)輸，通常要裝載數(shù)噸的貨品，面對(duì)如此高的“壓力”，除了發(fā)動(dòng)機(jī)需要強(qiáng)勁的動(dòng)力之外，還需要變速器的全力協(xié)助。我們都知道一檔有“勁”，這樣在起步的時(shí)候有足夠的牽引力量將車(chē)帶動(dòng)。特別是面對(duì)爬坡路段，它的特點(diǎn)顯露的非常明顯。而對(duì)于其他新型的變速器，雖然具有操作簡(jiǎn)便等特性，但這些特點(diǎn)尚不具備。其次，對(duì)于老司機(jī)和大部分男士司機(jī)來(lái)說(shuō)，他們的最?lèi)?ài)還是機(jī)械式變速器。從我國(guó)的具體情況來(lái)看，機(jī)械式變速器幾乎貫穿了整個(gè)中國(guó)的汽車(chē)發(fā)展歷史，資歷較深的司機(jī)都是用機(jī)械式變速器的，他們對(duì)機(jī)械式變速器的認(rèn)識(shí)程度是非常深刻的，如果讓他們改變常規(guī)的做法，這是不現(xiàn)實(shí)的。雖然自動(dòng)變速器以及無(wú)級(jí)變速器已非常的普遍，但是大多數(shù)年輕的司機(jī)還是崇尚手動(dòng)，尤其是喜歡超車(chē)時(shí)機(jī)械式變速器帶來(lái)的那種快感，所以一些中高檔的汽車(chē)（尤其是轎車(chē)）也不敢輕易放棄機(jī)械式變速器。另外，現(xiàn)在在我國(guó)的汽車(chē)駕駛學(xué)校中，教練車(chē)都是機(jī)械式變速器的，除了經(jīng)濟(jì)適用之外，關(guān)鍵是能夠讓學(xué)員打好扎實(shí)的基本功以及鍛煉?cǎi){駛協(xié)調(diào)性。第三，隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車(chē)已經(jīng)進(jìn)入了家庭，對(duì)于普通工薪階級(jí)的老百姓來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)最為合適，機(jī)械式變速器以其自身的性?xún)r(jià)比配套于經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)廠家，而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車(chē)的銷(xiāo)量一直在車(chē)市名列前茅。例如，夏利、奇瑞、吉利等國(guó)內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)都是機(jī)械式變速器的車(chē)，它們的各款車(chē)型基本上都是5檔機(jī)械式變速器。
現(xiàn)在市場(chǎng)上的變速器細(xì)分為5類(lèi)手動(dòng)變速器(MT)，手動(dòng)自動(dòng)一體變速器(AMT)，無(wú)級(jí)變速器(CVT)、雙離合器變速器(DCT)和自動(dòng)變速器(AT)，各自都有不同的優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外的汽車(chē)制造與銷(xiāo)售數(shù)據(jù)顯示人們對(duì)汽車(chē)駕乘的舒適性越來(lái)越重視。在歐洲市場(chǎng)，原本是手動(dòng)變速器的市場(chǎng)，不斷被自動(dòng)變速器占領(lǐng)。如在英國(guó)，現(xiàn)在裝配自動(dòng)變速器的汽車(chē)占汽車(chē)總量的15%。而5年前，這個(gè)數(shù)字是13.5%。日前，世界著名的變速器制造商——德國(guó)ZF公司預(yù)測(cè)說(shuō)到2012年，北美市場(chǎng)出售的汽車(chē)中將只有6%是手動(dòng)擋2013年歐洲變速器市場(chǎng)上，配備手動(dòng)自動(dòng)一體的變速器將占20%，可以預(yù)見(jiàn)帶有自動(dòng)功能變速器的汽車(chē)是未來(lái)市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展和掌握自動(dòng)變速器制造技術(shù)是追趕世界變速器制造潮流的方向。而優(yōu)先開(kāi)發(fā)手動(dòng)自動(dòng)一體變速器具有技術(shù)上的延續(xù)性，對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)具有更大的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)市場(chǎng)會(huì)在一定時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)多種變速器品種并存的現(xiàn)狀，這會(huì)使中國(guó)的市場(chǎng)更加多元化，同時(shí)也會(huì)使競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)巨大的市場(chǎng)，將會(huì)使中國(guó)變成世界變速器的重要市場(chǎng)。CVT進(jìn)入中國(guó)已經(jīng)有些年頭，但是并沒(méi)有被中國(guó)消費(fèi)者廣泛接受。到2010年，中國(guó)輕型車(chē)市場(chǎng)對(duì)最大輸入扭矩為150N?m以下范圍的變速器的需求將超過(guò)350萬(wàn)臺(tái)。其中，雙離合器變速器可能會(huì)占80％的市場(chǎng)份額。中國(guó)汽車(chē)變速器市場(chǎng)正處于高速發(fā)展期。2007年中國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)售879.15萬(wàn)輛，2008年汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量將突破900萬(wàn)，2010年汽車(chē)銷(xiāo)售規(guī)模將達(dá)到1263萬(wàn)輛。在汽車(chē)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng)的情況下，中國(guó)變速器行業(yè)面臨著重大機(jī)遇。2006年我國(guó)汽車(chē)變速器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)300億元人民幣，并且以每年超過(guò)20%的速度增長(zhǎng)。
汽車(chē)變速器是一套用于來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車(chē)輪的實(shí)際行駛速度的變速裝置，用于發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能。變速器可以在汽車(chē)行駛過(guò)程中，在發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)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)力性能狀態(tài)下。變速器的發(fā)展趨勢(shì)是越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，自動(dòng)變速器將是未來(lái)的主流。汽車(chē)行駛的速度是不斷變化的，這就要求汽車(chē)的變速器的變速比要盡量多，這就是無(wú)級(jí)變速(簡(jiǎn)稱(chēng)CVT)。盡管傳統(tǒng)的齒輪變速箱并不理想，但其以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率大三大顯著優(yōu)點(diǎn)依然占領(lǐng)著汽車(chē)變速箱的主流地位。在跨越了三個(gè)世紀(jì)的一百多年后的今天，汽車(chē)還沒(méi)有使用上滿意的無(wú)級(jí)變速箱。這是汽車(chē)的無(wú)奈和缺憾。但是，人們始終沒(méi)有放棄尋找實(shí)現(xiàn)理想汽車(chē)變速器的努力，各大汽車(chē)廠商對(duì)無(wú)級(jí)變速器(CVT)表現(xiàn)了極大的熱情，極度重視CVT在汽車(chē)領(lǐng)域的實(shí)用化進(jìn)程。這是世界范圍尚未根本解決的難題，也是汽車(chē)變速器的研究的終極目標(biāo)。
2、選題目的和意義
變速器的檔位數(shù)和傳動(dòng)比與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)優(yōu)化匹配，可以保證汽車(chē)具有良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性。因此現(xiàn)代汽車(chē)變速器向著節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、高效、可靠方向不斷提高，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、緊湊，傳動(dòng)效率更高。變速器的結(jié)構(gòu)型式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)汽車(chē)的整車(chē)設(shè)計(jì)極其重要。
變速器可以改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等, 使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作；在發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下, 使汽車(chē)能倒退行駛；利用空檔，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)、怠速，并便于變速器的換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。
變速器設(shè)計(jì)是對(duì)汽車(chē)?yán)碚摲矫嬷R(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
1、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
（1）變速器傳動(dòng)方案確定；
（2）變速器檔數(shù)及各檔傳動(dòng)比的確定；
（3）變速器齒輪參數(shù)的選擇及各檔齒輪齒數(shù)的分配；
（4）變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算；
（5）變速器軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸的強(qiáng)度驗(yàn)算；
（6）同步器的選擇；
（7）利用CAD畫(huà)裝配圖、零件圖。
2、擬解決的主要問(wèn)題
（1）變速器倒檔齒輪參數(shù)計(jì)算；
（2）變速器軸的設(shè)計(jì)與校核；
（3）變速器軸承的選擇與校核；
（4）變速器同步器的選擇和主要參數(shù)計(jì)算。
三、技術(shù)路線（研究方法）
變速器傳動(dòng)方案確定
變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
變速器操縱方式
零、部件結(jié)構(gòu)
變速器主要參數(shù)的選擇
變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算
齒輪、軸和軸承
同步器
利用AUTOCAD繪圖
完成畢業(yè)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
調(diào)查、研究并查閱資料
四、進(jìn)度安排
1、資料收集、調(diào)研，完成開(kāi)題報(bào)告 第1～2周（2月28日～3月13日）
2、熟悉變速器的結(jié)構(gòu)原理 第3周（3月14日～3月20日）
3、變速器傳動(dòng)方案與設(shè)計(jì)步驟確定 第4周（3月21日～3月27日）
4、變速器參數(shù)的選擇、計(jì)算及完成裝配草圖 第5～8周（3月28日～4月24日）
5、對(duì)裝配草圖進(jìn)行修改，繪制零件圖 第9～10周（4月25日～5月8日）
6、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)定稿，完成圖紙繪制 第11～14周（5月9日～6月5日）
7、設(shè)計(jì)審核、修改 第15～16周（6月6日～6月19日）
8、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯 第17周（6月20日～6月26日）
五、參考文獻(xiàn)
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[3] 王望予. 汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.
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[6] 馬秋生. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.
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[9] 林紹義．一種汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)電技術(shù)，2004 (1)．
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六、備注
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
簽字： 年 月 日