雙離合器式自動(dòng)變速器的六檔齒輪變速器設(shè)計(jì)【含16張CAD圖紙和說明書】
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告設(shè)計(jì)(論文)題目: 雙離合器式自動(dòng)變速器 的六檔齒輪變速器設(shè)計(jì) 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí): 車輛工程07-7 學(xué) 生 姓 名: 趙國(guó)慶 導(dǎo) 師 姓 名: 趙雨旸 開 題 時(shí) 間: 2011.02.28 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見: 簽字: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué)生姓名趙國(guó)慶系部汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級(jí)車輛工程07-7班指導(dǎo)教師姓名趙雨旸職稱副教授從事專業(yè)車輛工程交通工程是否外聘是否題目名稱雙離合器式自動(dòng)變速器的六擋齒輪變速器設(shè)計(jì)一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1.研究現(xiàn)狀現(xiàn)今的汽車變速器發(fā)展的十分迅速,各大公司紛紛推出新的產(chǎn)品,但是變速器技術(shù)的每次革新都與汽車相關(guān)科學(xué)的發(fā)展密切相關(guān),計(jì)算機(jī)技術(shù),先進(jìn)制造技術(shù),機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),模擬仿真材料科學(xué)等都為變速器的發(fā)展提供了有力的保障,同時(shí)變速器的發(fā)展也為相關(guān)科學(xué)技術(shù)提出了更高的要求。1894年,一個(gè)法國(guó)工程師給一輛汽車裝上世界上第一個(gè)變速器至今,汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。變速器,英文Transmission,作為汽車重要的組成部分,是承擔(dān)放大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩,實(shí)現(xiàn)理想動(dòng)力傳遞,從而適應(yīng)各種路況實(shí)現(xiàn)汽車行駛的主要裝置。從最初采用側(cè)鏈傳動(dòng)到手動(dòng)變速器,及至液力自動(dòng)變速器和電控機(jī)械式自動(dòng)變速器,再到現(xiàn)在無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器的普及,在汽車工業(yè)技術(shù)不斷前進(jìn)的同時(shí),變速器也向著更平順、更省油、更富駕駛樂趣的方向不斷發(fā)展。直至雙離合自動(dòng)變速器的出現(xiàn),變速器技術(shù)又伴隨著速度和夢(mèng)想,邁向了一個(gè)全新的高度。雙離合器自動(dòng)變速器具有高效率和舒適性,自從問世以來,已經(jīng)取得了巨大的市場(chǎng)。開發(fā)雙離合自動(dòng)變速器技術(shù)的核心就在于雙離合器模塊、扭振減震器模塊和控制模塊的技術(shù)。這些模塊是雙離合器自動(dòng)變速器中的關(guān)鍵零部件,是這種先進(jìn)的自動(dòng)變速器的心臟和大腦。2003年世界首款雙離合器自動(dòng)變速器投放市場(chǎng),使用的就是美國(guó)博格華納公司生產(chǎn)的模塊。目前雙離合變速器的核心技術(shù)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。大眾推出了新一代干式七速雙離合變速器,由德國(guó)舍弗勒集團(tuán)旗下的LucK公司提供。1940年,Darmstadt大學(xué)教授Rudolph Franke第一個(gè)申請(qǐng)了雙離合器變速器專利,該變速器曾經(jīng)在卡車上試驗(yàn)過,但是沒有投入批量生產(chǎn)。隨后保時(shí)捷也發(fā)明了專用于賽車的雙離合變速器(PDK Porsche Doppel Kupplungen)。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)。人們所熟知的變速器一般有手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器。傳統(tǒng)的變速器利用不同的齒輪搭配實(shí)現(xiàn)了上述目的,而齒輪搭配的變換就只有靠腳踩離合手拉擋桿來實(shí)現(xiàn),這就是所謂的手動(dòng)變速器。為實(shí)現(xiàn)輕松換擋,取消離合腳踏和手動(dòng)掛擋的AT(AutomaticTransmission)變速器出現(xiàn)了,它主要利用液力變扭器配合傳統(tǒng)機(jī)械齒輪箱實(shí)現(xiàn)換擋功能。人們通常所說的自動(dòng)變速汽車就是使用了這種AT。隨著市場(chǎng)對(duì)于車輛平順舒適、高效節(jié)能的要求不斷升級(jí),大眾公司和博格華納攜手突破技術(shù)界限,打造出了一款換檔平順動(dòng)感,大幅度減少能耗,且能夠配合于大扭矩,大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的變速器DSG雙離合自動(dòng)變速器。雙離合器自動(dòng)變速器(DCT)是一種機(jī)械式自動(dòng)變速器,它保持了AMT的各種優(yōu)點(diǎn),但其動(dòng)力傳遞通過兩個(gè)離合器聯(lián)結(jié)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)。而且這種換檔方式也可以方便的應(yīng)用于混合動(dòng)力車輛,具有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景,是一種很新的技術(shù) 。雙離合器自動(dòng)變速器既繼承了手動(dòng)變速箱傳動(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,保留了AT,CVT等換檔品質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn),這對(duì)電控機(jī)械式自動(dòng)速器來說,是一個(gè)巨大的進(jìn)步。 2003年初率先在GolfR32和AudiTT3.2兩款車型上使用。博格華納因其產(chǎn)品創(chuàng)新和加工精細(xì)而贏得了2005年度北美供應(yīng)商超級(jí)大獎(jiǎng)。雙離合器自動(dòng)變速技術(shù)使得手動(dòng)變速器具備自動(dòng)性能,同時(shí)大大改善了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)用該技術(shù)可以保證變速器在換檔時(shí)消除汽車動(dòng)力中斷現(xiàn)象。 DCT工作時(shí),車輛先以某個(gè)與一個(gè)離合器相連的檔位運(yùn)行,車輛自動(dòng)變速器電控單元可以根據(jù)相關(guān)傳感器的信號(hào)判斷即將進(jìn)入工作的與另一個(gè)離合器相連的下一檔位,因該檔位還未傳遞動(dòng)力,故指令液壓控制電磁閥十分方便的控制換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu),預(yù)先嚙合這一檔位,在車輛運(yùn)行達(dá)到換檔點(diǎn)時(shí),只需要將正在工作的離合器分離,同時(shí)將另一個(gè)離合器接合,則使汽車以下一個(gè)檔位行駛。在換檔過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力始終不斷的被傳遞到車輪,所以這樣完成的換檔過程為動(dòng)力換檔。車輛實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換檔過程,將大大提高換檔舒適性,同時(shí)也保證車輛具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性,使車輛油耗和排放等方面得到改善。 為了解決這個(gè)問題,早在上世紀(jì)80年代,汽車工程界就弄出了一個(gè)雙離合系統(tǒng)變速器,簡(jiǎn)稱DSG(英文全稱:Direct Shift Gearbox),裝配在賽車上,能消除換檔離合時(shí)的動(dòng)力傳遞停滯現(xiàn)象。例如 布加迪EBl6.4 Veyron的新型7速變速器是裝置了雙離合器,從一個(gè)檔位換到另一個(gè)檔位,時(shí)間不會(huì)超過0.2秒。現(xiàn)在,這種雙離合器已經(jīng)從賽車應(yīng)用到一般跑車上。奧迪汽車公司的新型奧迪TT跑車和新奧迪A3都已經(jīng)裝置了這種DSG。這些汽車裝配DSG的目的是可以比自動(dòng)變速器更加平順地?fù)Q檔,不會(huì)有遲滯現(xiàn)象。 奧迪雙離合系統(tǒng)變速器是一個(gè)整體,有6個(gè)檔位,離合器與變速器裝配在同一機(jī)構(gòu)內(nèi),兩個(gè)離合器互相配合工作。這好比喻一輛車有兩套離合器,正司機(jī)控制一套,副司機(jī)控制另一套。正司機(jī)掛上1檔松開離合踏板起步時(shí),這時(shí)副司機(jī)也預(yù)先掛上2檔但踩住離合踏板;當(dāng)車速上來準(zhǔn)備換檔,正司機(jī)踩住離合踏板的同時(shí)副司機(jī)即松開離合踏板,2檔開始工作。這樣就省略了檔位空置的一剎那,動(dòng)力傳遞連續(xù),有點(diǎn)象接力賽。雙離合系統(tǒng)兩套離合器傳動(dòng)系統(tǒng),通過電腦控制協(xié)調(diào)工作。 當(dāng)汽車正常行駛的時(shí)候,一個(gè)離合器與變速器中某一檔位相連,將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪;電腦根據(jù)汽車速度和轉(zhuǎn)速對(duì)駕駛者的換檔意圖做出判斷,預(yù)見性地控制另一個(gè)離合器與另一個(gè)檔位的齒輪組相連,但僅處于準(zhǔn)備狀態(tài),尚未與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力相連。換檔時(shí)第1個(gè)離合器斷開,同時(shí)第2個(gè)離合器將所相連的齒輪組與發(fā)動(dòng)機(jī)接合。除了空檔之外,一個(gè)離合器處于關(guān)閉狀態(tài),另一個(gè)離合器則處于打開狀態(tài)。 兩根傳動(dòng)軸分別由第一、第二離合器控制與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的連接與斷開,分別負(fù)責(zé)1、3、5檔和2、4、6檔的檔位變換??紤]到零件使用壽命,設(shè)計(jì)人員選擇了油槽膜片式離合器,離合器動(dòng)作由液壓系統(tǒng)來控制。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DualTronic(R) 技術(shù)雙離合變速器,稱之為DSG。博格華納公司通過使用新的電子液壓元件使DCT變成了實(shí)用性很強(qiáng)的變速器。2002年,DSG應(yīng)用在德國(guó)大眾高爾夫R32和奧迪TT V6上。2003年,其相繼推廣到高爾夫等其他車型上。在我國(guó)汽車市場(chǎng)規(guī)模的高速增長(zhǎng)的情況下,汽車關(guān)鍵零部件進(jìn)入高速發(fā)展期。變速器作為汽車動(dòng)力總成的重要組成部分,也得到了很大的發(fā)展,自動(dòng)變速器,自從1939年被美國(guó)通用汽車公司首次在轎車上應(yīng)用,至今已經(jīng)成為全球汽車業(yè)的主流選擇。目前在產(chǎn)業(yè)化過程中實(shí)際得到應(yīng)用的自動(dòng)變速器主要有四種類型:液力自動(dòng)變速器(AT)、機(jī)械自動(dòng)變速器(AMT)、無(wú)極變速器(CVT)、雙離合自動(dòng)變速器(DCT)。四類自動(dòng)變速器關(guān)鍵技術(shù)相似,各有特色部件,制造難易程度不同,使用性能各有優(yōu)缺點(diǎn),適應(yīng)不同的細(xì)分市場(chǎng)。現(xiàn)今,日本多倡導(dǎo)CVT,北美市場(chǎng)則是AT占主導(dǎo),在歐洲則是DCT被大量采用。上汽與GIF科技公司合作開發(fā)DCT,正是采用技術(shù)合作聯(lián)合開發(fā)的模式。而GIF公司針對(duì)我國(guó)汽車市場(chǎng)對(duì)節(jié)能環(huán)保小排量車的需求,又通過其獨(dú)資企業(yè)GRC吉孚動(dòng)力技術(shù)(中國(guó))有限公司將專門為經(jīng)濟(jì)型小車設(shè)計(jì)的KRG變速器技術(shù)帶到中國(guó)市場(chǎng),希望尋找整車廠進(jìn)行技術(shù)合作。這種變速器由于沒有液壓裝置,成本可以降低一半,同時(shí)又可以滿足降低油耗和二氧化碳排放的要求,是非常適合小型車的自動(dòng)變速器。 2.目的和意義雙離合器自動(dòng)變速器(Dual Clutch Transmission,即DCT)是一種機(jī)械式自動(dòng)變速器,采用液壓以及電子系統(tǒng)控制檔位的變換,能夠有效的縮短換檔時(shí)間,有效提高換檔品質(zhì)。而且這種換檔方式也可以方便的應(yīng)用于混合動(dòng)力車輛,具有優(yōu)異的性能和廣闊的應(yīng)用前景,是一種很新的技術(shù)雙離合器自動(dòng)變速器既繼承了手動(dòng)變速箱傳動(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,在換檔過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力始終不斷的被傳遞到車輪,所以這樣完成的換檔過程為動(dòng)力換檔。車輛實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換檔過程,將大大提高換檔舒適性,同時(shí)也保證車輛具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性,使車輛油耗和排放等方面得到改善,所以對(duì)節(jié)能減排具有重大意義。通過對(duì)雙離合器式自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)過程的了解,使我對(duì)其結(jié)構(gòu)形式原理都有了深刻的認(rèn)識(shí),同時(shí)也對(duì)變速器的發(fā)展進(jìn)以及發(fā)展形勢(shì)程有了一定的了解,這也能鍛煉我獨(dú)立思考和繪圖的能力,在變速器的設(shè)計(jì)過程中,變速器的基本參數(shù)的選擇是十分重要的,因?yàn)檫@些與汽車的動(dòng)力性,經(jīng)濟(jì)性,行駛穩(wěn)定性等都是密切相關(guān)的,通過對(duì)雙離合式自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)讓我更加的了解變速器參數(shù)的選擇過程對(duì)汽車性能的影響,變速器的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程,所以這對(duì)設(shè)計(jì)者有著較高的要求,同時(shí)也使我對(duì)雙離合式自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)過程以及設(shè)計(jì)方法有了一定的認(rèn)識(shí)。二、設(shè)計(jì)(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容:(1)雙離合器式自動(dòng)變速器的六擋齒輪變速器設(shè)計(jì)總體方案論證;(2)六擋齒輪變速主要參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算;(3)同步器主要參數(shù)的確定。擬解決的主要問題(1)六擋齒輪變速器總體設(shè)計(jì)方案的選擇。(2)六擋齒輪變速器基本參數(shù)的計(jì)算。(3)六擋齒輪變速器輸入輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。(4)六擋齒輪變速器軸承的選擇與校核(5)六擋齒輪變速器同步器主要參數(shù)的計(jì)算與選擇。3、 技術(shù)路線(研究方法)集案的論證確定布置方案確定主減速比與各擋傳動(dòng)比的分配各擋齒輪參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算校核不合格齒輪的彎曲應(yīng)力及接觸應(yīng)力校核軸的設(shè)計(jì)計(jì)算校核不合格軸的剛度與強(qiáng)度校核計(jì)算軸承的選擇與壽命校核同步器主要參數(shù)的確定利用AUTOCAD繪制裝配圖與零件圖書寫設(shè)計(jì)說明書四、進(jìn)度安排(1)調(diào)研、資料收集,完成開題報(bào)告 第1、2周(2)研究雙離合器式自動(dòng)變速器的六擋齒輪變速器的結(jié)構(gòu)原理、設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)方法 第3周(3)雙離合器式自動(dòng)變速器的六擋齒輪變速器主要參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 第49周(4)完成所設(shè)計(jì)裝配圖與零件圖圖紙 第1012周(5)完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫,指導(dǎo)教師審核 第13周(6)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)修改、完善 第14周(7)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)審核、預(yù)審 第15周(8)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)修改、完善 第15、16周(9)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周五、參考文獻(xiàn)1 吳光強(qiáng),楊偉斌,秦大同等. 雙離合器式自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) J. 機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2007,43(2). 2 楊慶,吳光強(qiáng),吳小清等. 雙離合器式自動(dòng)變速器選換檔控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) J. 機(jī)電工程技術(shù), 2007,36(1). 3 牛銘奎,高炳釗,葛安林等. 雙離合器式自動(dòng)變速器系統(tǒng) J. 汽車技術(shù), 2004,(6). 4 牛銘奎,葛安林,金倫等. 雙離合器式自動(dòng)變速器簡(jiǎn)介 J. 汽車工藝與材料, 2002,(12). 5 夏小華. 雙離合器自動(dòng)變速器的研究 D. 2006. 6 陳勇,程秀生,崔愛樂等. 六速雙離合器自動(dòng)變速器開發(fā) J. 汽車技術(shù), 2010,(3). 7 康海濤. 雙離合器式自動(dòng)變速器的研究 D. 2004. 8 吳天. 雙離合器的設(shè)計(jì)與開發(fā) D. 2007.9 王望予. 汽車設(shè)計(jì)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004:78-113.10 Jost K.A Deferent Automatic.SAE paper,1-111-32.11 Crobpietsch,w.sudau,J.Dual Clutch for Power-shift Transmission-a Traditional Engaging Element with New Future,VDI-Berichte Nr.1565(2000),259-273.12 荊崇波,苑士華,郭曉林等. 雙離合器自動(dòng)變速器及其應(yīng)用前景分析 J. 機(jī)械傳動(dòng), 2005, 29 (3).13 馬秋生. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005:69-259. 14 程楨,喬雅敏. 工程力學(xué)M.北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2008:205-319. 15 吳宗澤,羅圣國(guó). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.3版.北京: 高等教育出版社,2006.16 劉振軍.秦大同.胡建軍 車輛雙離合器自動(dòng)變速傳動(dòng)技術(shù)研究進(jìn)展分析 J -農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)2005, 36(11).17 康海濤. 雙離合器式自動(dòng)變速器的研究 D. 2004.18 王江波. 雙離合器自動(dòng)變速器的發(fā)展及展望 J. 上海汽車, 2008,(1).19 荊崇波,苑士華,郭曉林等.雙離合器自動(dòng)變速器及其應(yīng)用前景分析 J.機(jī)械傳動(dòng),2005,29 20 夏小華. 雙離合器自動(dòng)變速器的研究 D. 2006. 21 Friedrich Ehrlinger. 汽車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)綜合分析 J. 制造技術(shù)與機(jī)床, 2007,(9).(3) .六、備注指導(dǎo)教師意見:簽字: 年 月 日
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