東風(fēng)EQ1092輕型貨車(chē)變速器設(shè)計(jì)(三軸五檔)【含8張CAD圖紙】
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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: 輕型貨車(chē)變速器
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B07-05班
學(xué) 生 姓 名: 趙源
導(dǎo) 師 姓 名: 楊兆
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
開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)要求
一、“開(kāi)題報(bào)告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義;
2. 文獻(xiàn)綜述(課題研究現(xiàn)狀及分析);
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題;
4. 技術(shù)路線或研究方法;
5. 進(jìn)度安排;
6. 主要參考文獻(xiàn)。
二、“開(kāi)題報(bào)告”撰寫(xiě)規(guī)范
請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及畢業(yè)論文撰寫(xiě)規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上,文字要精練通順,條理分明,文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
趙源
院系
汽車(chē)與交通工程學(xué)院
專(zhuān)業(yè)、班級(jí)
B07-05班
指導(dǎo)教師姓名
楊兆
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)
輕型貨車(chē)變速器
一、 課題研究的目的和意義
研究的目的:
現(xiàn)在汽車(chē)上廣泛使用的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),其輸出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍很小,而汽車(chē)行駛時(shí)遇到的復(fù)雜的道路條件和使用條件要求汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力和車(chē)速能在很大范圍內(nèi)變化,這就需要使用變速器用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,使汽車(chē)在各種行駛工況下獲得不同的牽引力和速度。通過(guò)研究汽車(chē)在地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等行駛工況中變速器的擋位變化,進(jìn)行變速器的各個(gè)部分設(shè)計(jì),使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。
本設(shè)計(jì)方案是選擇已有車(chē)型的技術(shù)參數(shù),進(jìn)行車(chē)輛變速器的設(shè)計(jì)。通過(guò)查閱文獻(xiàn)和資料,還原變速器的設(shè)計(jì)思路和附屬部件選擇方法,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整體方案的優(yōu)化設(shè)計(jì),使設(shè)計(jì)出來(lái)的變速器能滿足車(chē)輛高動(dòng)力性和高經(jīng)濟(jì)性的要求,在技術(shù)加工上具有可行性,滿足大批量生產(chǎn)的特點(diǎn)。
選題的意義:
“十一五”期間,汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅猛,年產(chǎn)量由571萬(wàn)輛上升到1826萬(wàn)輛,私人汽車(chē)保有量由2365萬(wàn)輛上升到6539萬(wàn)輛,中國(guó)已成為世界最大的汽車(chē)生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)之一。汽車(chē)作為一個(gè)在方方面面影響居民生產(chǎn)、生活的用品,它的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、通過(guò)性、操縱方式等任何一項(xiàng)突破都會(huì)對(duì)整個(gè)行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
作為車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的本科學(xué)生,選擇變速器進(jìn)行設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)復(fù)習(xí)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)課程、了解大量的專(zhuān)業(yè)知識(shí),設(shè)計(jì)方案具有足夠的復(fù)雜程度和生產(chǎn)的可行性。
二、文獻(xiàn)綜述(課題研究現(xiàn)狀及分析):
目前,輕、中型貨車(chē)變速器的傳動(dòng)比通常有3-5個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋,采用有級(jí)式變速器。在重型貨車(chē)用的組合式變速器中,為了提高動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性有更多擋位。
車(chē)用變速器具有這樣幾個(gè)功用:
①改變傳動(dòng)比,擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(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,同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作;
②在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下,使汽車(chē)能倒退行駛;
③利用空擋,中斷動(dòng)力傳遞,使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速,并便于變速器換擋或進(jìn)行動(dòng)力輸出。
變速器是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成,需要時(shí),還可以加裝動(dòng)力輸出器。在分類(lèi)上有兩種方式:按傳動(dòng)比變化方式和按操縱方式的不同來(lái)分。
按傳動(dòng)比變化方式分:
有級(jí)式變速器是目前使用最廣的一種。它采用齒輪傳動(dòng),具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。按所用輪系形式不同,有軸線固定式變速器(普通變速器)和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器(行星齒輪變速器)兩種。
無(wú)級(jí)式變速器其的傳動(dòng)比在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可按無(wú)限多級(jí)變化,常見(jiàn)的有電力式和液力式(動(dòng)液式)兩種。電力式無(wú)級(jí)變速器的變速傳動(dòng)部件為直流串激電動(dòng)機(jī),除在無(wú)軌電車(chē)上應(yīng)用外,在超重型自卸車(chē)傳動(dòng)系中也有廣泛采用的趨勢(shì)。動(dòng)液式無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)部件為液力變矩器。
綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速器組成的液力機(jī)械式變速器,其傳動(dòng)比可在最大值與最小值之間的幾個(gè)間斷的范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)變化,目前應(yīng)用較多。
按操縱方式來(lái)分:
強(qiáng)制操縱式變速器是靠駕駛員直接操縱變速桿換擋。
自動(dòng)操縱式變速器其傳動(dòng)比選擇和換擋是自動(dòng)進(jìn)行的,所謂“自動(dòng)”,是指機(jī)械變速器每個(gè)擋位的變換是借助反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和車(chē)速的信號(hào)系統(tǒng)來(lái)控制換擋系統(tǒng)的執(zhí)行元件而實(shí)現(xiàn)的。駕駛員只需操縱加速踏板以控制車(chē)速。
半自動(dòng)操縱式變速器有兩種型式:一種是常用的幾個(gè)擋位自動(dòng)操縱,其余擋位則由駕駛員操縱;另一種是預(yù)選式,即駕駛員預(yù)先用按鈕選定擋位,在踩下離合器踏板或松開(kāi)加速踏板時(shí),接通一個(gè)電磁裝置或液壓裝置來(lái)進(jìn)行換擋。
按使用方法分類(lèi):
手動(dòng)變速器(MT),也稱(chēng)手動(dòng)擋,即用手撥動(dòng)變速桿才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置,改變傳動(dòng)比,從而達(dá)到變速的目的。踩下離合時(shí),方可撥得動(dòng)變速桿。如果駕駛者技術(shù)好,裝手動(dòng)變速器的汽車(chē)在加速、超車(chē)時(shí)比自動(dòng)變速車(chē)快,也省油。
自動(dòng)變速器(AT),利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速,它能根據(jù)油門(mén)踏板程度和車(chē)速變化,自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車(chē)速即可。
一般來(lái)講,汽車(chē)上常用的自動(dòng)變速器有以下幾種類(lèi)型:液力自動(dòng)變速器、液壓傳動(dòng)自動(dòng)變速器、 電力傳動(dòng)自動(dòng)變速器、有級(jí)式機(jī)械自動(dòng)變速器和無(wú)級(jí)式機(jī)械自動(dòng)變速器等。其中,最常見(jiàn)的是液力自動(dòng)變速器。液力自動(dòng)變速器主要是由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成,主要包含自動(dòng)離合器和自動(dòng)變速器兩大部分。它能夠根據(jù)油門(mén)的開(kāi)度和車(chē)速的變化,自動(dòng)地進(jìn)行換擋。
無(wú)級(jí)變速器(CVT),無(wú)級(jí)變速器是由兩組變速輪盤(pán)和一條傳動(dòng)帶組成的。
因此,其比傳統(tǒng)自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積更小。另外,它可以自由改變傳動(dòng)比,從而實(shí)現(xiàn)全程無(wú)級(jí)變速,使汽車(chē)的車(chē)速變化平穩(wěn),沒(méi)有傳統(tǒng)變速器換擋時(shí)那種“頓”的感覺(jué)。
無(wú)級(jí)變速器屬于自動(dòng)變速器的一種,但它能克服普通自動(dòng)變速器“突然換擋”、油門(mén)反應(yīng)慢、油耗高等缺點(diǎn)。
現(xiàn)在汽車(chē)變速器的發(fā)展趨勢(shì)是向著可調(diào)自動(dòng)變速箱或無(wú)級(jí)變速器方向發(fā)展。采用無(wú)級(jí)變速器可以節(jié)約燃料,使汽車(chē)單位油耗的行駛里程提高30%。通過(guò)選擇最佳傳動(dòng)比,獲得最有利的功率輸出,它的傳動(dòng)比比傳統(tǒng)的變速器輕,結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單而緊湊。
現(xiàn)在市場(chǎng)上流行的變速器種類(lèi):
雙離合變速器(Dual Clutch Transmission),
DCT基于手動(dòng)變速器而又不是自動(dòng)變速器,除了擁有手動(dòng)變速器的靈活性及自動(dòng)變速器的舒適性外,還能提供無(wú)間斷的動(dòng)力輸出。??
DCT的核心技術(shù)僅掌握在美國(guó)博格華納(BorgWarner)和德國(guó)舍弗勒(Schaeffler)集團(tuán)手中。博格華納是大眾第一代六速DSG(大眾的DCT)關(guān)鍵技術(shù)的提供者,為大眾DSG提供濕式雙離合。
DCT內(nèi)含兩臺(tái)自動(dòng)控制的離合器,由電子控制及液壓推動(dòng),能同時(shí)控制兩臺(tái)離合器的運(yùn)作。當(dāng)變速器運(yùn)作時(shí),一組齒輪被嚙合,而接近換擋時(shí),下一組擋段的齒輪已被預(yù)選,但離合器仍處于分離狀態(tài);當(dāng)換擋時(shí),一臺(tái)離合器將使用中的齒輪分離,同時(shí)另一臺(tái)離合器嚙合已被預(yù)選,在整個(gè)換擋期間能確保最少有一組齒輪在輸出動(dòng)力,從而不會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力中斷的狀況。
基于DCT技術(shù)的各公司不同變速器
大眾 DSG (Direct Shift Gearbox)
奧迪 S Tronic
寶馬 M DKG (Doppel Kuppling Getriebe, M Double Clutch gearbox)
福特、沃爾沃 Powershift
保時(shí)捷 PDK (Porsche Doppelkupplungsgetribe)
三菱 Twin Clutch SST
電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(Automated Mechanical Transmission)
AMT是在原有齒輪式機(jī)械變速器的基礎(chǔ)上加裝電腦控制系統(tǒng),對(duì)油門(mén)、離合器、變速桿的控制均采用了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)選擋、換擋的自動(dòng)化控制,使汽車(chē)成為自動(dòng)變速的汽車(chē)。它保持了原有的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)基本不變,所以齒轉(zhuǎn)傳動(dòng)固有的傳動(dòng)效率高、機(jī)構(gòu)緊湊、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)被很好的繼承下來(lái)。
在1967年,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的創(chuàng)始者德國(guó)NSU就在Ro80轎車(chē)上采用了三前速半自動(dòng)變速箱,這種純機(jī)械控制的半自動(dòng)變速箱正是AMT變速箱的雛形。
AMT控制系統(tǒng)由四部分組成:a.被控對(duì)象包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器;b.履行機(jī)構(gòu)包含步進(jìn)電機(jī)、電磁閥(普通電磁閥和高速電磁閥)及液壓缸(離合器動(dòng)作缸和選、換擋油缸)等;c.傳感器包含速度傳感器(動(dòng)員機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、輸進(jìn)軸轉(zhuǎn)速傳感器、車(chē)速傳感器)、油門(mén)開(kāi)度傳感器和擋位傳感器等;d.電控單元(ECU)包括CPU、ROM和I/O接口等。
三種電控機(jī)械式自動(dòng)變速器:電控液動(dòng)AMT 電控電動(dòng)AMT 電控氣動(dòng)AMT
無(wú)級(jí)變速器(Continuous Variable Transmission)
CVT的變速比不是間斷的點(diǎn),而是一系列連續(xù)的值,譬如可以從3.455一直變化到0.85。CVT結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)變速器簡(jiǎn)單,體積更小,它既沒(méi)有手動(dòng)變速器的眾多齒輪副,也沒(méi)有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組,它主要靠主、從動(dòng)輪和金屬帶來(lái)實(shí)現(xiàn)速比的無(wú)級(jí)變化。
CVT技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)有了一百多年的歷史。德國(guó)奔馳公司是在汽車(chē)上采用CVT技術(shù)的鼻祖,早在1886年就將V型橡膠帶式CVT安裝在該公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車(chē)上。
CVT主要包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個(gè)金屬片構(gòu)成。主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都由可動(dòng)盤(pán)和固定盤(pán)組成,與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng),另一側(cè)則固定??蓜?dòng)盤(pán)與固定盤(pán)都是錐面結(jié)構(gòu),它們的錐面形成V型槽來(lái)與V型金屬傳動(dòng)帶嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT的主動(dòng)輪,然后通過(guò)V型傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪,最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車(chē)輪來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。工作時(shí)通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤(pán)作軸向移動(dòng)來(lái)改變主動(dòng)輪、從動(dòng)輪錐面與V型傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑,從而改變傳動(dòng)比??蓜?dòng)盤(pán)的軸向移動(dòng)量是由駕駛者根據(jù)需要通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動(dòng)輪、從動(dòng)輪液壓泵油缸壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié),從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速。
奧迪、日產(chǎn) 、三菱、奧迪、 日產(chǎn)天籟、本田飛度、菲亞特、福特等世界名牌車(chē)系都有配備CVT變速器的轎車(chē)銷(xiāo)售。
錐環(huán)式無(wú)級(jí)變速器(Cone-Ring Transmission)
KRG錐環(huán)式無(wú)級(jí)變速器是一種無(wú)級(jí)變速的靠摩擦傳動(dòng)的變速器,從運(yùn)作原理上將屬于CVT變速器的分支,KRG的設(shè)計(jì)理念是避免采用任何方式的液壓泵,僅用簡(jiǎn)單和耐用的部件實(shí)現(xiàn)純機(jī)械控制。與傳統(tǒng)CVT無(wú)級(jí)變速器相比,KRG的這種設(shè)計(jì)理念使它在制造成本和效率方面擁有巨大的優(yōu)勢(shì)。
KRG并不是一項(xiàng)很新奇的發(fā)明,早在文藝復(fù)興時(shí)期,意大利著名畫(huà)家達(dá)芬奇就已經(jīng)繪制了CVT變速器的雛形,也是KRG的鼻祖。1902年工程師泰勒第一次做出了錐環(huán)式的變速器結(jié)構(gòu),也是KRG的原型。變速系統(tǒng)是由一個(gè)輸入滾錐,一個(gè)輸出滾錐和一個(gè)傳動(dòng)環(huán)構(gòu)成的。傳動(dòng)錐環(huán)環(huán)繞在輸出錐或者輸入錐上。通過(guò)改變滾錐的半徑和角度就能很容易調(diào)整起步速比,超速速比及速比范圍以匹配不同整車(chē)的性能與空間要求,因此匹配靈活性極高,二次開(kāi)發(fā)成本較低。
KRG系統(tǒng)一些主要元件如包括滾錐和傳動(dòng)環(huán),脹緊機(jī)構(gòu)和速比調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是純機(jī)械控制的。
KRG錐環(huán)和滾錐之間的夾緊力是通過(guò)輸出滾錐的軸向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由滾珠和斜槽組成的機(jī)械式扭矩傳感器能將輸出扭矩轉(zhuǎn)換成軸向壓力。通過(guò)定位在輸出軸扭矩傳遞路徑上的位置,此機(jī)械系統(tǒng)可“感受”到各種扭矩變化,并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的軸向力,從而在機(jī)械效率和傳遞扭矩之間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)機(jī)械式調(diào)節(jié)。這種簡(jiǎn)單的機(jī)械式結(jié)構(gòu)聰明之處在于沒(méi)有使用常用的昂貴電子傳感器和電控/液壓系統(tǒng),節(jié)省成本的同時(shí)工作可靠性有保障。缺點(diǎn)也是明顯的,那就是當(dāng)系統(tǒng)扭矩需求變大時(shí),整個(gè)KRG變速器的機(jī)械效率就會(huì)明顯降低。
三、設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
基本內(nèi)容:
設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括:汽車(chē)動(dòng)力參數(shù)的選定(傳動(dòng)效率、滾動(dòng)阻力系數(shù)、空氣阻力系數(shù)),變速器的傳動(dòng)方案(軸數(shù)、各擋的布置),變速器主要零件結(jié)構(gòu)方案(齒輪形式、換擋結(jié)構(gòu)形式、變速器軸承),變速器的主要參數(shù)的選擇(擋數(shù)、傳動(dòng)比范圍、中心距、外形尺寸、軸的直徑、齒輪參數(shù)、各擋齒數(shù)的分配),齒輪、軸的強(qiáng)度的計(jì)算和校核,同步器的選擇,變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),變速器殼體的設(shè)計(jì),結(jié)論。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.5萬(wàn)字,裝配圖和各零件圖,折合0號(hào)圖紙3張以上。
擬解決的主要問(wèn)題:
變速器的各個(gè)部分進(jìn)行分步設(shè)計(jì):傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案要求布置方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小,軸有足夠的剛度,齒輪磨損小和工作噪聲低。論文引用的數(shù)據(jù)和原理通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)來(lái)確定。為了確保設(shè)計(jì)的可靠性,需要參照已有車(chē)型的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、通過(guò)性等進(jìn)行主要參數(shù)選定。通過(guò)計(jì)算,選擇和校核主要零件的尺寸和強(qiáng)度,使其滿足車(chē)輛在不同工況下行駛的要求。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要保證設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能正常的使用,符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),具有生產(chǎn)和加工的可行性。
四、技術(shù)路線(研究方法)
選定參考車(chē)型,確定基本參數(shù)
變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案
變速器的主要參數(shù)
變速器的校核
零件結(jié)構(gòu)方案
同步器的選擇
變速器操作機(jī)構(gòu)
組合裝配
零件圖、裝配圖的二維CAD繪制
成立
不成立
四、進(jìn)度安排
(1)調(diào)研、資料收集、完成開(kāi)題報(bào)告 第1、2周(2月28日~3月6日)
(2) 根據(jù)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)部件的參數(shù)計(jì)算,并進(jìn)行驗(yàn)證 第 3、4周(3月7日~3月20日)
(3) 在CAD軟件平臺(tái)上建立裝配圖繪制 第5、6、7周(3月21~4月10日)
(4)對(duì)零件圖形進(jìn)行繪制 第8、9、10、11周(4月11~5月8日)
(5)設(shè)計(jì)1.5萬(wàn)字說(shuō)明書(shū)一份,零件圖一套 第12、13、14周(5月9日~5月29日)
(6)畢業(yè)設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周(5月30日~6月12日)
(7)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周(6月13日~6月 19日)
五、參考文獻(xiàn)
[1] 臧杰 閻嚴(yán).汽車(chē)構(gòu)造.下冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.8
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