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变速器开题报告


一. 课题研究目的和意义
随着经济和科学技术的不断的发展,汽车工业也渐渐成为我国支柱产业,汽 车的使用已经遍布全国。而随着我国加入 WTO,人民生活水平的不断提高,微型 客货两用车、轿车等高级消费品已进入平常家庭。在我国,汽车工业起步较晚。 入世后,我国的汽车工业面临的是机遇和挑战。随着我国汽车工业不断的壮大, 以及汽车行业持续快速的发展,如何设计出经济实惠,工作可靠,

性能优良,且 符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。 在面临着前所未有的机 遇同时,不得不承认在许多技术上,我国与发达国家还一定的差距,所以我们要 努力为我国的汽车工业做出应有的贡献。而在本课题的学习中,我将重点研究汽 车的变速器部分。 变速器是汽车传动系统中关键的零部件, 它用来改变发动机传到驱动轮上的 转矩和转速,目的是在原地起步,爬坡,转弯,加速等各种行驶工况下使汽车获 得不同的牵引力和速度,同时使发动机在最有利的工况范围内工作。由于变速器 在汽车的运行中扮演着非常重要的角色。所以很多汽车常见的故障也来源于此。 而技术先进的变速箱不仅能够降低汽车的故障而且还能够降低动力损失, 减少燃 油消耗。正因为如此,现在不少的客车用户在选择车辆的时候,变速箱都是一项 重要的指标。 目前在汽车上使用的变速箱大致可以分为两类:手动变速箱和自动变速箱。 其中,自动变速箱由于驾驶员操作简便,从而装备这种变速箱的车辆能够大大提 高驾乘舒适性。但是自动变速箱的结构比较复杂,对技术要求和制造工艺都有较 高的要求,而且造价和使用维修费用昂贵。对于手动档来说,其优点主要有:1. 结构简单,制造成本低;2.易于安装,维修方便;3.传动效率高,经济节油,能 延长车辆的使用寿命。据 Global insight 公司亚洲区技术分析师分析称目前在 中国,短期内,自动档变速器的市场是十分乐观的。但同时手动档变速器的节能 型,经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。手动档变速器仍然占据主要 份额。所以对于手动变速器的研究和设计依然十分重要。 而本课题就是要求设计出一款长城哈弗 H6 2.0L 轿车的变速器,本设计可以 通过对《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》、《机械设计》、《液压传 动》等课程知识的综合运用完成设计,达到综合训练的效果,并且为以后的相关 工作和学习积累宝贵的经验。

二. 文献综述(课题研究现状及分析)
绿色汽车、节能减排已经成为当今汽车工业发展的主旋律,未来新能源汽车 的应用与车辆“智能化” 结合,也是汽车工业发展的方向。变速器发展总体趋 势主要体现以下6个方面:产品系列化;结构紧凑化、轻量化、多档化;高度集 成化;更加智能化;信息网络化;节能环保化。发达国家车辆变速 器发展状况 和需求各有特点,手动与自动并存,不同地域需求比例不同。 日本和北美市场自动变速器的普及率较高。 北美市场由于AT自动变速器的技 术实力较强, 生产能力较大, 随着多档位AT变速器的开发, 其性能完全可以与CVT 变速器抗衡,同时其传递扭矩的能力还要好于CVT变速器。因此,在北美的汽车 厂家,为了利用现有AT自动变速器的生产资源,其仍在大力发展AT变速器(现已 开发8AT变速器),而在CVT变速器的开发投入工作较少,在MT、AMT变速器的投 入就更少了; 日本自动变速器市场仍然是传统的AT自动变速器占主导地位。 但是, 受燃油供给的限制,其加大了开发CVT自动变速器的力度,已经开发出能够传递 350N.m的CVT变速器;在开发CVT变速器的同时,日本各公司也在研究多档位AT 变速器(如7AT),以延续现有的AT变速器生产线的寿命。AMT变速器在日本发展 较缓慢,没有投入太多的研发力量。 欧洲市场受驾乘习惯与汽车燃油供给的影响自动变速器普及率不高, 手动机 械式变速器仍占据变速器的主导地位。 引领手动变速器开发的也是欧洲的整车厂 和变速器公司,比如大众,格特拉克等。就乘用车的手动变速器而言,在过去的 20年里面主要从5速向6速方向发展。由于机械部分设计、工艺已经相当成熟,在 要有突破性的发展空间已经非常小了,因为整车开发的需要,降低排放,油耗是 目前发展方向,所以有更多的厂商也将当前的目标瞄准了DCT。在手动变速器方 面,一方面是系统集成性,安装性还有发展空间,另外就是新的材料、工艺,比 如冲压零件,注塑零件替代产品的加工工艺。 在国内, 仍然以手动变速器为主, 自动变速器比例很低, 并且主要来自进口。 中国乘用车用手动档变速器生产企业分为两类,一类是像一汽、东风、上汽等整 车生产集团,集团内自产变速器为其整车配套;另外一类是独立的变速器生产企 业,专门为各整车厂配套。其中以一汽集团作为代表,一汽集团除了主要研究手 动变速器以外,更以6AT、AMT和7DCT作为开发重点。其发展趋势为:a.以手动变 速器开发为基础, 以自动变速器开发为重点b.重点提升制造能力和水平c.重点发 展DCT、AMT,适时发展AT。d.产品平台系列化,适用面更广。目前虽然我国手动 变速器技术发展已日益成熟,但相对发达国家水平依然存在一定的差距,因此对

于手动变速器的研究依然十分重要。

三. 基本内容、拟解决的主要问题
1、基本内容 (1)变速器的概述及其方案的确定 变速器的功用和要求;变速器结构方案的确定;变速器主要零件结构的方 案分析。 (2) 变速器主要参数的选择与主要零件的设计 变速器主要参数的选择(档数和传动比、中心距、轴向尺寸、齿轮参数); 各档传动比及其齿轮齿数的确定;齿轮变位系数的选择。 (3) 变速器齿轮的强度计算与材料的选择 齿轮的损坏原因及形式;齿轮的强度计算与校核。 (4) 变速器轴的强度计算与校核 变速器轴的结构和尺寸; 轴的校核.。 (5)变速器同步器的设计及操纵机构 同步器的结构;同步环主要参数的确定;变速器的操纵机构。 (6)变速器箱体设计 箱体材料与毛坯种类;箱体主要结构尺寸与计算。 2、拟解决的主要问题: (1)完成变速器的结构分析与型式选择; (2)计算变速器的基本参数,完成变速器齿轮的设计计算; (3)完成变速器轴与轴承的结构形式选择、强度校核计算; (4)完成同步器的结构型式选择; (5)绘制总装配图及零件图。

四. 技术路线或研究方法
变速器设计是一个重要的课题,因此要充分利用现有参考文献,资料进行认 识,不断地分析增进对变速器的了解。在对变速器有了较深刻的理解后开始对变 速器的各个部分进行分布设计。本设计按以下方案依次进行:

调查分析,收集资料

变速器总体方案选择及设计

确定变速器的主要参 数

变速器的结构设计 与计算

变速器的校核,确定最终准确的设计参数

运用 Pro/e 进行三维建模

运用 Ansys 软件进行校核 否



运用 CAD 软件绘出变速器装配 及零件图

五. 进度安排
1、调研、资料收集、完成开题报告(第 1、2 周); 2、据自已所学知识,编制整体设计方案(第 3 周); 3、变速器总体方案设计(第 4 周)。 4、变速器二维总体结构设计及零件设计(第 5~10 周); 5、校核计算(第 11 周); 6、撰写设计说明书(第 12 周); 7、毕业设计审核、修改(第 13~15 周); 8、毕业设计答辩准备及答辩(第 16、17 周)。

六. 主要参考文献
[1] 李水良,闫守成,杜迎慧.电控电执行器自动变速器的开发研究[J]. 拖拉

机与农用运输车,2010,(4). [2] 陈文才.汽车变速器可靠性设计研究[J]. 煤炭技术,2010,(9). [3] 柴保明,高学攀,谷兴海,高维金.基于 Pro/E 和 ADAMS 的变速器联合仿真 实现[J].煤矿机械,2010,(7). [4] [5] 汽车工程手册编委会, 汽车工程手册。人民交通出版社,2001 . 刘惟信,汽车设计.清华大学出版社,2001 .

[6] 《机械设计手册》,机械工业出版社. [7] 王望予主编. 汽车设计(第四版). 北京:机械工业出版社, 2005. [8] 陈家瑞主编. 汽车构造(下册). 北京:机械工业出版社, 2001. [9] 侯洪生,王秀英.机械工程图学.北京:科学出版社,2001:225~333. [10] 机械工程手册:第五卷,机械零部件设计. 第二版. 北京:机械工业出版 社, 1996. [11] 刘维信编著. 机械最优化设计(第二版). 北京:清华大学出版社, 1994. [12]余志生.汽车理论 第 3 版.北京;机械工业出版社,2000. [13] Dana Corp. New tandem and single drive axles built for better fuel efficiency[J].Truck Products,2006,4. [14] ana Corp.Single-drive axles.[R].The world’s largest sign aompany,2006.


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