雙離合自動(dòng)變速器的七檔齒輪變速器設(shè)計(jì)

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哈爾濱華德學(xué)院 畢業(yè)論文開題報(bào)告 學(xué)生姓名 董偉 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程08-2班 指導(dǎo)教師姓名 趙雨旸 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 ■是□否 題目名稱 雙離合器自動(dòng)變速器的七檔齒輪變速器設(shè)計(jì) 一、論文的目 的、意義及研究發(fā)展方向 1、課題研究的目的、意義 傳統(tǒng)的汽車自動(dòng)變速器主要有液力機(jī)械式自動(dòng)變速器（AT）、無級(jí)自動(dòng)變速器（CVT）以及近幾年開發(fā)的電控機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）。AT具有較好的駕駛舒適性，操作簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、傳動(dòng)效率低、油耗較高;CVT具有良好的操作性、駕駛舒適性和較高的傳動(dòng)效率，但成本也較高，且目前只適用于小排量轎車；AMT是通過在手動(dòng)變速器上加裝計(jì)算機(jī)控制的操縱系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速控制具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、成本低等特點(diǎn)，使用手動(dòng)變速器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋成為可能。但換擋時(shí)要切斷動(dòng)力（分離離合器），在動(dòng)力切斷和再次接合時(shí)必然引起傳動(dòng)系統(tǒng)沖擊，同時(shí)動(dòng)力切斷過程也造成了動(dòng)力損失，影響了車輛的乘坐舒適性和動(dòng)力性，目前只能在低檔轎車和重型車輛上應(yīng)用。 為從根本上解決AMT切斷動(dòng)力換擋帶來的問題，近年來出現(xiàn)了一種雙離合器式自動(dòng)變速器(DCT)，DCT是基于平行軸手動(dòng)變速器發(fā)展而來，它繼承了手動(dòng)變速器傳動(dòng)效率高、安裝空間緊湊、質(zhì)量輕、價(jià)格低等許多優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換擋，這不僅保證了車輛的加速性，而且由于車輛不再產(chǎn)生由于換擋引起的急劇減速情況，也極大地改善了車輛運(yùn)行的舒適性。所以我設(shè)計(jì)一款雙離合器自動(dòng)變速器的七檔齒輪變速器。 DCT在推廣使用方面的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是它幾乎不受傳遞功率的限制，應(yīng)用范圍廣，它既可以應(yīng)用在大型載重汽車、城市公共汽車、工程機(jī)械、中型貨車等大中型車輛上，使駕駛員免于頻繁的換擋操作，而且由于它的換擋時(shí)間很短，也可以應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)型車輛上。通常在功率較大的車輛中，它的應(yīng)用更為有利。這是因?yàn)?，一般情況下它有兩根傳動(dòng)軸是同心的，即中間的一根傳動(dòng)軸是實(shí)心的，而套在他外面的則是一根空心的，由于軸的剛度、強(qiáng)度以及結(jié)構(gòu)尺寸等方面的原因，較大的傳動(dòng)軸軸徑有利于雙離合自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)，多適合功率較大的車輛，對(duì)于小功率車輛，如果要開發(fā)設(shè)計(jì)雙離合器式自動(dòng)變速器，也可以采用雙中間軸的布置方案。這種方案不再采用軸套的方式，而是采用了兩個(gè)獨(dú)立的中間軸，其剛度和強(qiáng)度都不再有問題，而且這樣設(shè)計(jì)的雙離合器式自動(dòng)變速器軸向尺寸非常緊湊。 DCT在推廣使用方面的另一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)成本低。它是靠離合器和齒輪傳遞動(dòng)力的，復(fù)雜程度低，對(duì)現(xiàn)有的手動(dòng)擋變速器生產(chǎn)線稍加改造就可以轉(zhuǎn)而生產(chǎn)DCT，充分利用原有手動(dòng)變速器生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)廠將產(chǎn)品升級(jí)到自動(dòng)變速器。 2、課題研究發(fā)展方向 DCT的動(dòng)力傳遞通過兩個(gè)離合器聯(lián)接兩根輸入軸,相鄰各檔的被動(dòng)齒輪交錯(cuò)與兩輸入軸齒輪技術(shù)導(dǎo)向嚙合,配合兩離合器的控制,能夠?qū)崿F(xiàn)在不切斷動(dòng)力的情況下轉(zhuǎn)換傳動(dòng)比,從而縮短換檔時(shí)間,有效提高換檔品質(zhì)。DCT既繼承了手動(dòng)變速器傳動(dòng)效率高、安裝空間緊湊、重量輕、價(jià)格便宜等許多優(yōu)點(diǎn),而且實(shí)現(xiàn)了換檔過程的動(dòng)力換檔,即在換檔過程中不中斷動(dòng)力,這不僅對(duì)AMT來說是一個(gè)巨大的進(jìn)步,而且還保留了AT、CVT等換檔品質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn),因此是自動(dòng)變速器的發(fā)展方向。 3、課題國(guó)外的研究狀況 1940年,Darmstadt大學(xué)教授RudolphFranke第一個(gè)申請(qǐng)了DCT專利,隨后保時(shí)捷也發(fā)明了專用于賽車的雙離合變速器(PDK)。然而,在那個(gè)時(shí)代,未能成功將DCT/PDK技術(shù)投入批量生產(chǎn)。到了20世紀(jì)90年代末期,大眾公司和博格華納攜手合作生產(chǎn)第一個(gè)適用于大批量生產(chǎn)和應(yīng)用于主流車型的DCT。2002年,DCT應(yīng)用在德國(guó)大眾高爾夫R32和奧迪TTV6上。2003年,其相繼推廣到高爾夫等其他車型上。2004年,DCT在德國(guó)大眾途安車型上首次與TDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)匹配。到2006年,搭載DCT的大眾車型累計(jì)達(dá)到70萬輛。2007年,法拉利、雷諾等公司紛紛推出了各自的賽車,一個(gè)共同的特點(diǎn)是全都搭載了類似DCT的變速器。同時(shí),Recardo公司開發(fā)出了DCT樣機(jī),并裝備在Bugatti-Veyron跑車上。LuK公司與Ford、Getrag公司合作,共同開發(fā)帶有干式離合器的DCT,稱為平行軸式變速器(PSG)。目前的DCT車型多為扭矩在350Nm左右的中級(jí)車,現(xiàn)在正準(zhǔn)備向扭矩在150Nm左右的小型車發(fā)展。日本一家小型車巨頭已經(jīng)確定引入DCT,不久將會(huì)有DCT版的小型車批量推向市場(chǎng)。 4、課題國(guó)內(nèi)的研究狀況 目前，國(guó)內(nèi)DCT項(xiàng)目模式為中發(fā)聯(lián)提供DCT核心模塊，國(guó)內(nèi)整車廠自己生產(chǎn)箱體和總成。由于各個(gè)成員間開發(fā)實(shí)力以及條件的原因，DCT二次合資并未成功。其中，一汽在長(zhǎng)春的DCT總成合資公司預(yù)計(jì)2011年底投產(chǎn)；上汽則在吉孚的幫助下自行開發(fā)DCT總成；長(zhǎng)安、江淮將組團(tuán)開發(fā)總成的研發(fā)成果和生產(chǎn)線；合資后的廣汽將利用杭州IVECO生產(chǎn)DCT總成；手握DSI的吉利也具備了研制和制造總成的能力；奇瑞將利用自建的總成生產(chǎn)線以及來自于DSI的變速器技術(shù)人員來開發(fā)DCT總成；華晨和長(zhǎng)城則計(jì)劃從上汽或一汽采購(gòu)總成?！岸魏腺Y”的失敗在一定層面上說明國(guó)內(nèi)自主OEM在DCT產(chǎn)品上都急切想邁出市場(chǎng)“第一步”。國(guó)內(nèi)自主品牌也在同步進(jìn)行著DCT整機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)，并取得了相當(dāng)大的進(jìn)步和一些值得推崇的經(jīng)驗(yàn)，比如一汽、吉利、上汽以及江淮等等。 目前一汽的第一款DCT產(chǎn)品6DT-200的研發(fā)工作已經(jīng)完成，在重量、動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。 二、論文基本內(nèi)容 1、變速器總體概述 2、雙離合器式自動(dòng)變速器的七檔齒輪變速器變速器結(jié)構(gòu)方案分析 3、雙離合器式自動(dòng)變速器的七檔齒輪變速器主要參數(shù)確定 4、雙離合器式自動(dòng)變速器的七檔齒輪變速器主要參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算； 5、同步器的主要參數(shù)的確定 三、研究方法 1、本課題的技術(shù)路線如下圖 變速器主要參數(shù)選擇 變速器的基本設(shè)計(jì)方案 變速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 變速器各檔齒輪的設(shè)計(jì)計(jì) 滾動(dòng)軸承選擇和計(jì)算 變速器齒輪的校核 變速器軸的校核 2、要解決的主要問題和技術(shù)關(guān)鍵 1）、變速器的結(jié)構(gòu)型式及的選擇； 2）、變速器軸的結(jié)構(gòu)選擇； 3）、校核部件解決變速器的壽命問題; 4）、設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)過程參照汽車設(shè)計(jì)變速器設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行。 5）、運(yùn)用汽車汽車設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)等相關(guān)知識(shí)，并將這些知識(shí)有機(jī)結(jié)合、熟練運(yùn)用； 6）、工藝合理、成本低、可靠性高； 7)、用AutoCAD完成裝配圖、零件圖，設(shè)計(jì)表達(dá)設(shè)計(jì) 四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排 第1~2周：選題，進(jìn)行調(diào)研，收集資料，完成開題報(bào)告。 第3周：研究結(jié)構(gòu)原理、設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)方法，確定總體方案。 第4~7周：主要參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算。 第8~10周：完成所設(shè)計(jì)裝配圖與零件圖圖紙。 第11周：完成設(shè)計(jì)修改;整理完成設(shè)計(jì)說明書，結(jié)題。 第12周：準(zhǔn)備答辯 五、主要參考資料 [1] 郭新華.汽車構(gòu)造.北京：高等教育出版社，2009.9，第二版 [2] 王望予.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8，第四版 [3] 劉惟信.汽車設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2001.7，第一版 [4] 程燕平.理論力學(xué).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008.7，第一版 [5] 王春香.基礎(chǔ)材料力學(xué).北京：科學(xué)出版社，2007.8，第一版 [6] 王黎欽.機(jī)械設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008.8，第四版 [7] 劉品.李哲.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)出版社，2007.7，第五版 [8] 《汽車工程手冊(cè)》委員會(huì).汽車工程手冊(cè)——設(shè)計(jì)篇.人民交通出版社，2001.5，第一版 [9]ThomasC.Bowen,RochesterHills,ML(US).TwinClutchAutomatedTransmission.US,pub.No,:0088 289 A 1,2002 [10] Abdreas Hegerath,Bergheim(DE).Dual Clutch For A Transmission With Two Input Shafts. US, Patent NO:6929107B2.2005 [11] 李健 雙離合式自動(dòng)變速器換擋品質(zhì)研究[期刊論文]-客車技術(shù) 2009(5) [12] 荊崇波.苑士華.郭曉林 雙離合器自動(dòng)變速器及其應(yīng)用前景分析[期刊論文]-機(jī)械傳動(dòng) 2005 六、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日