畢業(yè)設(shè)計—文獻(xiàn)綜述1.1 變速器的簡介隨著汽車變速器的發(fā)展,其傳動方式從一開始的鏈條傳動已經(jīng)發(fā)展到了現(xiàn)在的齒輪傳動手動變速器,而在如今的 21 世紀(jì)已經(jīng)發(fā)展到了機械液力自動變速器和電控機械式自動變速器。然而從目前汽車上配置的變速器來看,主要有以下幾種變速器占主導(dǎo)地位:手動變速器(MT) 、液力機械變速器(AT) 、手/自一體變速器(AMT)和機械無級變速器(CVT) [1]。不過即使這樣,無論是哪種變速器,它都是汽車傳動系統(tǒng)中的心臟,是任何一輛汽車不可缺少的一部分,在汽車的行駛過程中發(fā)揮重要的作用。1.2 變速器的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 手動變速器 (MT)手動變速器(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定值(也就是所謂的“級” )。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比,總共只有 5 個值(即有 5 級),所以說它是有級變速器。曾有人斷言,繁瑣的駕駛操作等缺點,阻礙了汽車高速發(fā)展的步伐,手動變速器會在不久“下課” ,從事物發(fā)展的角度來說,這話確實有道理。但是從目前市場的需求和適用角度來看,筆者認(rèn)為手動變速器不會過早的離開。首先,從商用車的特性上來說,手動變速器的功用是其他變速器所不能替代的。以卡車為例,卡車用來運輸,通常要裝載數(shù)噸的貨品,面對如此高的“壓力” ,除了發(fā)動機需要強勁的動力之外,還需要變速器的全力協(xié)助。我們都知道一檔有“勁” ,這樣在起步的時候有足夠的牽引力量將車帶動。特別是面對爬坡路段,它的特點顯露的非常明顯。而對于其他新型的變速器,雖然具有操作簡便等特性,但這些特點尚不具備。其次,對于老司機和大部分男士司機來說,他們的最愛還是手動變速器。從我國的具體情況來看,手動變速器幾乎貫穿了整個中國的汽車發(fā)展歷史,資歷郊深的司機都是“手動”駕車的,他們對手動變速器的認(rèn)識程度是非常深刻的,如果讓他們改變常規(guī)的做法,這是不現(xiàn)實的。雖然自動變速器以及無級變速器畢業(yè)設(shè)計—文獻(xiàn)綜述已非常的普遍,但是大多數(shù)年輕的司機還是崇尚手動,尤其是喜歡超車時手動變速帶來的那種快感,所以一些中高檔的汽車(尤其是轎車)也不敢輕易放棄手動變速器。另外,現(xiàn)在在我國的汽車駕駛學(xué)校中,教練車都是手動變速器的,除了經(jīng)濟(jì)適用之外,關(guān)鍵是能夠讓學(xué)員打好扎實的基本功以及鍛煉駕駛協(xié)調(diào)性。第三,隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車已經(jīng)進(jìn)入了家庭,對于普通工薪階級的老百姓來說,經(jīng)濟(jì)型轎車最為合適,手動變速器以其自身的性價比配套于經(jīng)濟(jì)型轎車廠家,而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車的銷量一直在車市名列前茅。例如,夏利、奇瑞、吉利等國內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車都是手動變速的車,它們的各款車型基本上都是 5 檔手動變速。1.2.2 自動變速器( AT)自動變速器(AutomaticTransmission) ,利用行星齒輪機構(gòu)進(jìn)行變速,它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化,自動地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。雖說自動變速汽車沒有離合器,但自動變速器中有很多離合器,這些離合器能隨車速變化而自動分離或合閉,從而達(dá)到自動變速的目的。在中檔車的市場上,自動變速器有著一片自己的天空。使用此類車型的用戶希望在駕駛汽車的時候為了簡便操作、降低駕駛疲勞,盡可能的享受高速駕駛時快樂的感覺。在高速公路上,這是個體現(xiàn)地非常完美。而且,以北京市來說,現(xiàn)在的交通狀況不好,堵車是經(jīng)常的事情,有時要不停地起步停步數(shù)次,司機如果使用手動檔,則會反復(fù)地掛檔摘檔,操作十分煩瑣,尤其對于新手來說更是苦不堪言。使用自動檔,就不會這樣麻煩了。在市場上,此類汽車銷售狀況還是不錯的,尤其是對于女性朋友比較適合,通常女性朋友駕車時力求便捷。而我國要普及這種車型,關(guān)鍵要解決的是路況問題,現(xiàn)在的路況狀況不均勻,難以發(fā)揮自動檔汽車的優(yōu)勢。1.2.3 手動/自動變速器(AMT)其實通過對一些車友的了解,他們并不希望摒棄傳統(tǒng)的手動變速器,而且在某些時候也需要自動的感覺。這樣手動/自動變速器便由此誕生。這種變速器在德國保時捷車廠 911 車型上首先推出,稱為 Tiptronic,它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動檔束縛,讓駕駛者也能享受手動換檔的樂趣。此型車在其畢業(yè)設(shè)計—文獻(xiàn)綜述檔位上設(shè)有“+” 、 “-”選擇檔位。在 D 檔時,可自由變換降檔(-)或加檔(+),如同手動檔一樣。自動—手動變速系統(tǒng)向人們提供兩種駕駛方式—為了駕駛樂趣使用手動檔,而在交通擁擠時使用自動檔,這樣的變速方式對于我國的現(xiàn)狀還是非常適合的。筆者曾在上面提到,手動變速器有著很大的使用群體,而自動變速器也能適應(yīng)女士群體以及解決交通堵塞帶來的麻煩,這樣對于一些夫妻雙方均會駕車的家庭來說,可謂是兼顧了雙方,體現(xiàn)了“夫妻檔” 。雖然這種二合一的配置擁有較高的技術(shù)含量,但這類的汽車并不會在價格上都高不可攀,比如廣州本田飛度1.3L CVT 兩廂、南京菲亞特 2004 派力奧 1.3 HL Speedgear、南京菲亞特 西耶那 Speedgear EL 這些“二合一”的車型價格均在 10 萬元左右,這個價格層面還比較低的。 所以,手動/自動車在普及上還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。而汽車廠商和配套的變速器廠家應(yīng)該以此為契機,根據(jù)市場要求精心打造此類變速器。因為這類變速器是有比較廣闊的市場的。1.3 變速器的分類從現(xiàn)在市場上不同車型所配置的變速器來看,主要分為:手動變速器(MT) 、自動變速器(AT) 、手動/自動變速器(AMT) 、無級變速器(CVT) 。一、手動變速器(MT)手動變速器(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定值(也就是所謂的“級” )。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比,總共只有 5 個值(即有 5 級),所以說它是有級變速器。曾有人斷言,繁瑣的駕駛操作等缺點,阻礙了汽車高速發(fā)展的步伐,手動變速器會在不久“下課” ,從事物發(fā)展的角度來說,這話確實有道理。但是從目前市場的需求和適用角度來看,筆者認(rèn)為手動變速器不會過早的離開。首先,從商用車的特性上來說,手動變速器的功用是其他變速器所不能替代的。以卡車為例,卡車用來運輸,通常要裝載數(shù)噸的貨品,面對如此高的“壓力” ,除了發(fā)動機需要強勁的動力之外,還需要變速器的全力協(xié)助。我們都知道一檔有“勁” ,這樣在起步的時候有足夠的牽引力量將車帶動。特別是面對爬坡路段,它的特點顯露的非常明顯。而對于其他新型的變速器,雖然具有操作簡畢業(yè)設(shè)計—文獻(xiàn)綜述便等特性,但這些特點尚不具備。其次,對于老司機和大部分男士司機來說,他們的最愛還是手動變速器。從我國的具體情況來看,手動變速器幾乎貫穿了整個中國的汽車發(fā)展歷史,資歷郊深的司機都是“手動”駕車的,他們對手動變速器的認(rèn)識程度是非常深刻的,如果讓他們改變常規(guī)的做法,這是不現(xiàn)實的。雖然自動變速器以及無級變速器已非常的普遍,但是大多數(shù)年輕的司機還是崇尚手動,尤其是喜歡超車時手動變速帶來的那種快感,所以一些中高檔的汽車(尤其是轎車)也不敢輕易放棄手動變速器。另外,現(xiàn)在在我國的汽車駕駛學(xué)校中,教練車都是手動變速器的,除了經(jīng)濟(jì)適用之外,關(guān)鍵是能夠讓學(xué)員打好扎實的基本功以及鍛煉駕駛協(xié)調(diào)性。第三,隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車已經(jīng)進(jìn)入了家庭,對于普通工薪階級的老百姓來說,經(jīng)濟(jì)型轎車最為合適,手動變速器以其自身的性價比配套于經(jīng)濟(jì)型轎車廠家,而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車的銷量一直在車市名列前茅。例如,夏利、奇瑞、吉利等國內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車都是手動變速的車,它們的各款車型基本上都是 5 檔手動變速。二、自動變速器(AT)自動變速器(AutomaticTransmission) ,利用行星齒輪機構(gòu)進(jìn)行變速,它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化,自動地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。雖說自動變速汽車沒有離合器,但自動變速器中有很多離合器,這些離合器能隨車速變化而自動分離或合閉,從而達(dá)到自動變速的目的。在中檔車的市場上,自動變速器有著一片自己的天空。使用此類車型的用戶希望在駕駛汽車的時候為了簡便操作、降低駕駛疲勞,盡可能的享受高速駕駛時快樂的感覺。在高速公路上,這是個體現(xiàn)地非常完美。而且,以北京市來說,現(xiàn)在的交通狀況不好,堵車是經(jīng)常的事情,有時要不停地起步停步數(shù)次,司機如果使用手動檔,則會反復(fù)地掛檔摘檔,操作十分煩瑣,尤其對于新手來說更是苦不堪言。使用自動檔,就不會這樣麻煩了。在市場上,此類汽車銷售狀況還是不錯的,尤其是對于女性朋友比較適合,通常女性朋友駕車時力求便捷。而我國要普及這種車型,關(guān)鍵要解決的是路況問題,現(xiàn)在的路況狀況不均勻,難以發(fā)揮自動檔汽車的優(yōu)勢。畢業(yè)設(shè)計—文獻(xiàn)綜述三、手動/自動變速器(AMT)其實通過對一些車友的了解,他們并不希望摒棄傳統(tǒng)的手動變速器,而且在某些時候也需要自動的感覺。這樣手動/自動變速器便由此誕生。這種變速器在德國保時捷車廠 911 車型上首先推出,稱為 Tiptronic,它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動檔束縛,讓駕駛者也能享受手動換檔的樂趣。此型車在其檔位上設(shè)有“+” 、 “-”選擇檔位。在 D 檔時,可自由變換降檔(-)或加檔(+),如同手動檔一樣。自動—手動變速系統(tǒng)向人們提供兩種駕駛方式—為了駕駛樂趣使用手動檔,而在交通擁擠時使用自動檔,這樣的變速方式對于我國的現(xiàn)狀還是非常適合的。筆者曾在上面提到,手動變速器有著很大的使用群體,而自動變速器也能適應(yīng)女士群體以及解決交通堵塞帶來的麻煩,這樣對于一些夫妻雙方均會駕車的家庭來說,可謂是兼顧了雙方,體現(xiàn)了“夫妻檔” 。雖然這種二合一的配置擁有較高的技術(shù)含量,但這類的汽車并不會在價格上都高不可攀,比如廣州本田飛度1.3L CVT 兩廂、南京菲亞特 2004 派力奧 1.3 HL Speedgear、南京菲亞特 西耶那 Speedgear EL 這些“二合一”的車型價格均在 10 萬元左右,這個價格層面還比較低的。 所以,手動 /自動車在普及上還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。而汽車廠商和配套的變速器廠家應(yīng)該以此為契機,根據(jù)市場要求精心打造此類變速器。因為這類變速器是有比較廣闊的市場的。四、無級變速器當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是非常迅速的,用戶對于汽車性能的要求是越來越高的。汽車變速器的發(fā)展也并不僅限于此,無級變速器便是人們追求的“最高境界” 。無級變速器最早由荷蘭人范·多尼斯(VanDoorne’s )發(fā)明。無級變速系統(tǒng)不像手動變速器或自動變速器那樣用齒輪變速,而是用兩個滑輪和一個鋼帶來變速,其傳動比可以隨意變化,沒有換檔的突跳感覺。它能克服普通自動變速器“突然換檔” 、油門反應(yīng)慢、油耗高等缺點。通常有些朋友將自動變速器稱為無級變速器,這是錯誤的。雖然它們有著共同點,但是自動變速器只有換檔是自動的,但它的傳動比是有級的,也就是我們常說的檔,一般自動變速器有2~7 個檔。而無級變速器能在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)速比的無級變化,并選定幾個常用的速比作為常用的“檔” 。裝配該技術(shù)的發(fā)動機可在任何轉(zhuǎn)速下自動獲得最合畢業(yè)設(shè)計—文獻(xiàn)綜述適的傳動比。從市場走向來看,雖然無級變速器是一個技術(shù)分量比較高的部件,但是也已經(jīng)走進(jìn)了普通轎車的“身體” 之中,廣本兩廂飛度每個排量都有一款配置了CVT 無級變速器,既方便又省油,且售價也僅在 9.68~11.68 萬元。而且奇瑞汽車銷售公司表示 QQ 無級變速器型年底上市。看來無級變速器在中檔車中的運用將越為廣泛。1.4 變速器的功用及設(shè)計要求 1.4.1 變速器的功用變速器把發(fā)動機的能量通過驅(qū)動橋傳遞給車輪,其主要功用是:(1)通過換擋改變傳動比從而改變轉(zhuǎn)矩,擴(kuò)大驅(qū)動輪的有效工作范圍,以適應(yīng)經(jīng)常變化的路況,以便汽車能在最利的工況下工作,發(fā)揮出其最佳性能;(2)在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下,使傳遞至主動輪的輸出軸實現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn),從而滿足汽車在實際情況,根據(jù)需要可以倒退行駛;(3)利用空擋能夠中斷發(fā)動機向變速器傳遞動力,便于變速器換擋以保證汽車能夠平穩(wěn)起步、正常行駛。1.4.2 變速器的設(shè)計要求此外為了讓汽車能夠滿足使用性能,在設(shè)計過程中對變速器還有以下要求:(1)在設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)汽車的載重、用途及發(fā)動機排量,合理的分配傳動比及變速器檔位數(shù),以滿足汽車所需要的動力性和經(jīng)濟(jì)性。并且在當(dāng)今擁堵城市路況條件下,為保證使用性能應(yīng)盡量擴(kuò)大變速器傳動比范圍 [1]。(2)要合理選擇齒輪傳動方式及正當(dāng)?shù)淖兾幌禂?shù),同時選用合適的材料,采用最佳的熱處理方法,以便在加工時增加齒輪的精度,提高傳動效率降低傳動噪聲,延長變速器工作壽命。(3)變速器還應(yīng)該滿足外形尺寸小、制造成本低、使用維修方便、工作性能可靠等要求 [2]。畢業(yè)設(shè)計—文獻(xiàn)綜述1.5 課題研究的目的與意義隨著汽車向多元化、工業(yè)化的發(fā)展,變速器設(shè)計在汽車設(shè)計中占有十分重要的地位。其工作性能直接影響汽車的行駛狀況,由于轎車對動力性及經(jīng)濟(jì)性有很高要求,因此對于對其變速器的設(shè)計更為重要。本設(shè)計是基于轎車的基本參數(shù),利用所學(xué)的專業(yè)知識和現(xiàn)代化的設(shè)計方法對轎車機械變速器進(jìn)行總體方案設(shè)計,設(shè)計中所采用的基本參數(shù)如下:主減速比 3.15最大扭矩 150 /3700mN·rp最高時速 188 hK/最大功率 75 /5000kW輪胎型號 185/60 15R整備質(zhì)量 1150 g通過本課題的設(shè)計,可綜合運用汽車設(shè)計、機械制圖、機械設(shè)計、機械設(shè)計手冊、工程材料手冊、汽車工程手冊汽車構(gòu)造、汽車電子技術(shù)等課程的知識,達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果 [5]。同時可以學(xué)會汽車變速器的基本設(shè)計方法和步驟,對今后從事汽車行業(yè)的工作有很大的幫助。