應(yīng)用于輕型貨車(chē)三軸五檔變速器開(kāi)題報(bào)告.doc

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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 題目：應(yīng)用于輕型貨車(chē)三軸五檔變速器 一、 設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1. 現(xiàn)代汽車(chē)的動(dòng)力設(shè)置，幾乎都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它具有體積小，質(zhì)量輕，工作可靠，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。但其性能與汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾。 此外，汽車(chē)的使用條件頗為復(fù)雜，變化很大。如汽車(chē)的載貨量、道路坡度、路面好壞以及交通情況等。這就要求汽車(chē)的牽引力和車(chē)速具有較大的變化范圍，以及適應(yīng)使用的需要。當(dāng)汽車(chē)在平坦的道路上，以高速行駛時(shí)，可掛入變速器的高速檔；而在不平的路上或爬較大的坡道時(shí)，則應(yīng)掛入變速器的低速檔。根據(jù)汽車(chē)的使用條件，選擇合適的變速器檔位，不僅是汽車(chē)動(dòng)力性的要求，而且也是汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的要求。例如，汽車(chē)在同樣的載貨量、道路、車(chē)速等條件下行時(shí)，往往可掛入較高的變速器檔位，也可掛入較低的檔位工作。此時(shí)只是發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和轉(zhuǎn)速或大或小而已，可是發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下，燃料的消耗量是不一樣的。一般變速器具有四個(gè)或更多的檔位，駕駛員可根據(jù)情況選擇合適的檔位，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗量減小[1]。 對(duì)變速器的要求。除一般便于制造、使用、維修以及質(zhì)量輕、尺寸緊湊外，主要還有以下幾點(diǎn)[2]： 1）保證汽車(chē)有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 2）設(shè)置空擋，用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸。 3）設(shè)置倒檔，使汽車(chē)能倒退行駛。 4）設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出。 5）換擋迅速，省力，方便。 6）工作可靠。汽車(chē)行駛過(guò)程中，變速器不得有跳擋，亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。 7）變速器應(yīng)當(dāng)有高的工作效率。 8）變速器的工作噪聲低。 2國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述 目前，國(guó)內(nèi)變速器廠商都朝無(wú)級(jí)變速器和自動(dòng)變速器方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)現(xiàn)已有好幾款轎車(chē)已經(jīng)應(yīng)用上無(wú)級(jí)變速器，而重型汽車(chē)則采用多中間軸的形式，將低速檔和高速檔區(qū)分開(kāi)。 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(Continuously Variable Transmission簡(jiǎn)稱"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[3]。 1． 摩擦傳動(dòng)CVT 金屬帶式無(wú)級(jí)變速箱(VDT-CVT)的傳動(dòng)功率已能達(dá)到轎車(chē)實(shí)用的要求，裝備金屬帶式無(wú)級(jí)變速箱的轎車(chē)已達(dá)100多萬(wàn)輛。據(jù)報(bào)道：大排量6缸內(nèi)燃機(jī)（2.8L）的奧迪A6轎車(chē)上裝備的金屬帶式無(wú)級(jí)變速箱Multitronic CVT ，能傳動(dòng)142kw（193bhp）功率，280Nm扭矩。這是真正意義的無(wú)級(jí)變速器。 另一種摩擦傳動(dòng)CVT(名為Extroid CVT)是滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式。日產(chǎn)把它裝在概念車(chē)XVL上首次于去年?yáng)|京車(chē)展展示，新款公爵(Cedric)車(chē)也裝用這種CVT?？膳c3L以上排量的大馬力內(nèi)燃機(jī)(XVL的引擎輸出為330Nm/194kw)搭配使用，可謂汽車(chē)變速箱發(fā)展史上又一重要進(jìn)步[4]。 從V形橡膠帶CVT到V型金屬帶CVT再到滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式CVT，摩擦傳動(dòng)CVT的研究已持續(xù)了整整一個(gè)世紀(jì)，盡管摩擦傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到很高的水平，也已經(jīng)裝備上汽車(chē)達(dá)到了實(shí)用的水平。但齒輪變速箱依然占據(jù)著半壁河山，這至少說(shuō)明了四個(gè)問(wèn)題： （1）無(wú)級(jí)變速（CVT）是汽車(chē)變速箱始終追逐的目標(biāo)。 （2）摩擦傳動(dòng)CVT實(shí)現(xiàn)大功率的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是極為困難的。 （3）摩擦傳動(dòng)CVT傳動(dòng)效率低是必然的。 （4）摩擦傳動(dòng)CVT的效率，功率無(wú)法與齒輪變速相比。 2． 液力傳動(dòng) 人們經(jīng)常把液力自動(dòng)變速器（AT）和無(wú)級(jí)變速器（CVT）兩個(gè)概念混為一談。實(shí)際上這兩種變速器工作原理完全不同。液力自動(dòng)變速器免除了手動(dòng)變速器繁雜的換檔和腳踩離合器踏板的頻繁操作，使開(kāi)車(chē)變得簡(jiǎn)單、省力。但是, 液力自動(dòng)變速器（AT）不是無(wú)級(jí)變速，是有級(jí)變速的自動(dòng)控制，沒(méi)有從根本上滿足汽車(chē)對(duì)變速器的要求。從原始橡膠帶無(wú)級(jí)變速箱到現(xiàn)代金屬鏈無(wú)級(jí)變速箱、滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式CVT，百年大回轉(zhuǎn)說(shuō)明：無(wú)級(jí)變速箱是汽車(chē)變速箱的最終歸屬，液力自動(dòng)變速器只不過(guò)是一種過(guò)渡產(chǎn)品。 3．電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(Automated Mechanical Transmission簡(jiǎn)稱"AMT")和液力自動(dòng)變速器（AT）一樣，不是無(wú)級(jí)變速器，是有級(jí)變速器的自動(dòng)換檔控制。其特點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)部分沿用了傳統(tǒng)的有級(jí)變速箱，但控制參量太多，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制相當(dāng)困難。 4．齒輪無(wú)級(jí)變速器 齒輪無(wú)級(jí)變速器（Gear Continuously Variable Transmission）這是一種全新的設(shè)計(jì)思想，是利用齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)高效率、大功率的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 據(jù)最新消息：一種"齒輪無(wú)級(jí)變速裝置"(Gear Continuously Variable Transmission簡(jiǎn)稱"G-CVT")已經(jīng)試制成功，并已經(jīng)進(jìn)行了多次樣機(jī)試驗(yàn)。"齒輪無(wú)級(jí)變速裝置"結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，只有不足20種非標(biāo)零件，51個(gè)零件，生產(chǎn)成本甚至低于手動(dòng)變速箱。預(yù)計(jì)今年進(jìn)行裝車(chē)試驗(yàn)。 齒輪無(wú)級(jí)變速器的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為： （1）傳動(dòng)功率大，200KW的傳動(dòng)功率是很容易達(dá)到的； （2）傳動(dòng)效率高，90%以上的傳動(dòng)效率是很容易達(dá)到的； （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大幅度降低生產(chǎn)成本，相當(dāng)于自動(dòng)變速箱的1/10； （4）對(duì)汽車(chē)而言，提高傳動(dòng)效率，節(jié)油20%； （5）發(fā)動(dòng)機(jī)在理想狀態(tài)下工作，燃料燃燒完全，排放干凈，極大的減少了對(duì)環(huán)境的污染。 二、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 主要內(nèi)容： 1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：參考東風(fēng)NV200 1.6L手動(dòng)豪華車(chē)型展開(kāi)設(shè)計(jì)，完成變速箱總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵零件等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與校核等；完成所設(shè)計(jì)變速箱的裝配圖；裝配圖工作圖不少于2張A0圖紙。 2. 計(jì)算內(nèi)容：完成變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 3. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容：不少于10000字，閱讀參考文獻(xiàn)不少于15篇；撰寫(xiě)中英文摘要 4. 外文翻譯：完成不少于10000的外文翻譯（并附原文）。 5．由于時(shí)間緊迫，所以我會(huì)盡最大努力，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)有步驟有計(jì)劃的完成自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 6.設(shè)計(jì)（或研究）方法 1）按照給出的主要技術(shù)指標(biāo)作為參考，進(jìn)行方案的初選，如圖1所示。 變速器的組成：殼體，變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：改變轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向， 變速操縱機(jī)構(gòu)：控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變速器傳動(dòng)比的變換。 圖1 變速器結(jié)構(gòu)圖 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇 三軸式變速器第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。將第一、第二軸直接連接起來(lái)傳遞扭矩則稱為直接檔。此時(shí)，齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，直接檔的傳遞效率高，磨損及噪音也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過(guò)兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。因此。在齒輪中心距（影響變速器尺寸的重要參數(shù)）較小的情況下仍然可以獲得大的一檔傳動(dòng)比，這是三軸式變速器的另一優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：除直接檔外其他各檔的傳動(dòng)效率有所下降。 有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目，從而可采用斜齒輪。后者比直齒輪有更長(zhǎng)的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍復(fù)雜些且在工作中有軸向力。因此，在變速器中，除低檔及倒檔外，直齒圓柱齒輪已經(jīng)被斜齒圓柱齒輪所代替。但是在本設(shè)計(jì)中，由于倒檔齒輪采用的是常嚙式，因此也采用斜齒輪。 如圖2所示，a所示方案，除一，倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔外，其余各檔為常嚙合齒輪傳動(dòng)。b、c、d所示方案的各前進(jìn)檔，均用常嚙合齒輪傳動(dòng)；d所示方案中的倒檔和超速檔安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi)，這樣布置除可以提高軸的剛度，減少齒輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速檔的條件下，很容易形成一個(gè)只有四個(gè)前進(jìn)檔的變速器。 圖2變速器各方案示意圖 以上各種方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動(dòng)的檔位，其換檔方式可以用同步器或嚙合套來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一變速器中，有的檔位用同步器換檔，有的檔位用嚙合套換檔，那么一定是檔位高的用同步器換檔，檔位低的用嚙合套換檔。 變速器用圖c所示的多支承結(jié)構(gòu)方案，能提高軸的剛度。這時(shí)，如用在軸平面上可分開(kāi)的殼體，就能較好地解決軸和齒輪等零部件裝配困難的問(wèn)題。圖c所示方案的高檔從動(dòng)齒輪處于懸臂狀態(tài)，同時(shí)一檔和倒檔齒輪布置在變速器殼體的中間跨距里，而中間檔的同步器布置在中間軸上是這個(gè)方案的特點(diǎn)。 倒檔傳動(dòng)方案：圖3為常見(jiàn)的倒擋布置方案。圖3-b所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長(zhǎng)度。但換擋時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。圖3-c所示方案能獲得較大的倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖3-d所示方案針對(duì)前者的缺點(diǎn)做了修改，因而取代了圖3-c所示方案。圖3-e所示方案是將中間軸上的一，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)。圖3-f所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換擋更為輕便。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長(zhǎng)度，有的貨車(chē)倒擋傳動(dòng)采用圖3-g所示方案。其缺點(diǎn)是一，倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。 圖3變速器倒檔傳動(dòng)方案 本設(shè)計(jì)采用圖3-f所示的傳動(dòng)方案。 因?yàn)樽兯倨髟谝粨鹾偷箵豕ぷ鲿r(shí)有較大的力，所以無(wú)論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒擋，都應(yīng)當(dāng)布置在在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低檔到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。倒擋的傳動(dòng)比雖然與一擋的傳動(dòng)比接近，但因?yàn)槭褂玫箵醯臅r(shí)間非常短，從這點(diǎn)出發(fā)有些方案將一擋布置在靠近軸的支承處。 齒輪的選擇：與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)，工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒擋。但是，在本設(shè)計(jì)中由于倒檔采用的是常嚙合方案，因此倒檔也采用斜齒輪傳動(dòng)方案，即除一檔外，均采用斜齒輪傳動(dòng)。 換擋結(jié)構(gòu)型式：換檔結(jié)構(gòu)分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。 直齒滑動(dòng)齒輪換檔的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但由于換檔不輕便、換檔時(shí)齒端面受到很大沖擊、導(dǎo)致齒輪早期損壞、滑動(dòng)花鍵磨損后易造成脫檔、噪聲大等原因，除一檔、倒檔外很少采用。 嚙合套換檔型式一般是配合斜齒輪傳動(dòng)使用的。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪聲和動(dòng)載荷，提高了齒輪的強(qiáng)度和壽命。嚙合套有分為內(nèi)齒嚙合套和外齒嚙合套，視結(jié)構(gòu)布置而選定，若齒輪副內(nèi)空間允許，采用內(nèi)齒結(jié)合式，以減小軸向尺寸。結(jié)合套換檔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但還不能完全消除換檔沖擊，目前在要求不高的檔位上常被使用。 采用同步器換檔可保證齒輪在換檔時(shí)不受沖擊，使齒輪強(qiáng)度得以充分發(fā)揮，同時(shí)操縱輕便，縮短了換檔時(shí)間，從而提高了汽車(chē)的加速性、經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性，此外，該種型式還有利于實(shí)現(xiàn)操縱自動(dòng)化。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。目前，同步器廣泛應(yīng)用于各式變速器中。 在本設(shè)計(jì)中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證結(jié)合套與待嚙合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。閏土機(jī)械外文翻譯成品某寶dian 變速器軸承的選擇： 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承，球軸承，滾針軸承，圓錐滾子軸承，滑動(dòng)軸套等。至于何處應(yīng)當(dāng)采用何種軸承，是受結(jié)構(gòu)限制并隨所承受的載荷特點(diǎn)不同而不同。 變速器的第二軸前端支撐在第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔中，內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)可布置圓柱滾子軸承，若空間不足則采用滾針軸承。變速器第一軸前端支撐在飛輪的內(nèi)腔里，因有足夠大的空間常采用球軸承來(lái)承受軸向力。作用在第一軸常嚙合齒輪上的軸向力，經(jīng)第一軸后部軸承傳給變速器殼體，此處常采用軸承外圈有擋圈的球軸承。第二軸后端常采用球軸承，以承受軸向力和徑向力。中間軸上齒輪工作時(shí)產(chǎn)生的軸向力，原則上由前或后軸承來(lái)承受都可以；但當(dāng)在殼體前端面布置軸承蓋有困難的時(shí)候，必須由后端軸承承受軸向力，前端采用圓柱滾子軸承來(lái)承受徑向力。變速器內(nèi)采用圓錐滾子軸承雖然直徑小，寬度較寬因而容量大，可承受高負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，但也有需要調(diào)整預(yù)緊，裝配麻煩，磨損后軸承易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點(diǎn)，所以不適用于線性膨脹系數(shù)較大的鋁合金殼體。 變速器第一軸、第二軸的后部軸承以及中間軸前、后軸承，按直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。軸承的直徑根據(jù)變速器中心距確定，并要保證殼體后壁兩軸承孔之間的距離不小于6～20mm,下限適用于輕型車(chē)和轎車(chē)。 滾針軸承、滑動(dòng)軸套[13]主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。滾針軸承有滾動(dòng)摩擦損失小，傳動(dòng)效率高，徑向配合間隙小，定位及運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，有利于齒輪嚙合等優(yōu)點(diǎn)?；瑒?dòng)軸套的徑向配合間隙大，易磨損，間隙增大后影響齒輪的定位和運(yùn)轉(zhuǎn)精度并使工作噪聲增加?；瑒?dòng)軸套的優(yōu)點(diǎn)是制造容易，成本低。 三、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫(xiě)） (5周): 調(diào)研、收集、分析資料； (6周): 全組集體討論，制定、確定總體方案； (7～9周): 完成主要總圖設(shè)計(jì)； (10～12周): 完成零件圖、部件圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等； (13周): 整理圖紙及全部設(shè)計(jì)資料，上交所有設(shè)計(jì)資料； (14周): 審核、互審評(píng)閱設(shè)計(jì)； (14周): 答辯，評(píng)定成績(jī)； 指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見(jiàn)： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 郝京順.汽車(chē)變速器的發(fā)展[J].北京汽車(chē),2000,(06). 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