毕业设计（论文）开题报告
学生姓名 指导教师姓名 系部 职称 汽车工程系 高级实验师 从事 专业 专业、班级 车辆工程 √否 是否外聘 □是□题目名称 五菱宏光手动变速器设计 一、课题研究现状、选题目的和意义 （一）研究现状 1,国外研究现状 变速器作为传递动力和改变车速的主要装置，国外对其操纵的方便性和档位数等方面的要求愈来愈高。目前，4档特别是5档变速器的用量有日渐增多的趋势。同时，6档变速器的装车率也在上升。电子控制式自动变速器是90年代人们关注的焦点。它是在机械变速器的基础上，通过运用电子技术实现自动换档、自动控制离合器及油门动作的种先进的变速装置。在该装置中，有一个由半导体元件和集成电路组成的电子控制器，它是变速器的“指挥中心”，以模拟控制与数字控制两种方式作用，能连续不断地把车辆的实际行驶状况与希望实现的状况进行比较，如果两者不吻合，该控制器就会命令操纵机构，改换变速器的档位、离合器的分离与接合以及油门的开度。通过实现自动选择最佳档位和最佳换档时间，电控变速器可直接改善整车的操纵性，并使车辆在经济性最佳的范围内行驶。据悉，丰田电控变速器可节油5%左右。尽管电控自动变速器从开始研制至今仅20余年，但由于它既有机械变速器传动效率高和使用可靠等优点，又有液力机械自动变速器动力性好、油耗低和操作简单的好处，所以国外各大公司都很重视该产品的研制应用。丰田公司开发的ECT电控自动变速器，起动时和低、中速时的加速性都很好，而且变速平稳、油耗低。日产研制的全新通档电控自动变速器，体积小.传递效率高，比同类产品更能满足经济性要求，它在车速超过50km/h时.无论在3档或4档都具有转矩锁定功能。三菱在其最新的电控自动变速系统中，增加了“模糊控制”的新概念。当电子控制器根据所收到的车辆行驶状况信息，通过模糊逻辑进行判断之后，会白动选择最适当的换档方式，从而可以防止车辆上坡时或转弯时自动换人高档，也可防止车辆下坡时自动由高档换到低档。本田开发的电控变速器也应用了模糊控制概念，使变速控制非常简便、轻松，驾驶者简直难以觉察到档位的变换。目前国外轿车的电控自动变速器，主要有三种操纵方式，即电子控制气动操纵、电子控制液压操纵和电子控制马达操纵。［1］ 进入80年代,五十铃、伊顿、ZF等公司研制电子控制机械自动变速器并装车成功后,福特公司、大众公司、菲亚特公司、雷诺公司和丰田公司等也相继开展AMT的研究和开发。1995年本田的部分Civic轿车装用了AMT。1996年宝马M3轿车所采用的“M序列式变速器”就是在原来的M3型6档手动机械变速器基础上作了大幅度的改进,以全新的电液控制系统代替了传统的机械式变速器的操纵系统,并可选择自动变速和手动变速两种模式。ZF公司也推出了其电控机械自动变速器新产品——ASTRONIC系列。由于机械式自动变速器是采用现代电子技术改造传统手动变速器而得到的,其研究时的一个初衷就是考虑机械变速器部分可以借用原有的结构,因而新增生产设备较少。但这也限制了为改善自动变速器性能所要求的一些结构上的变化。 据统计,截至1996年底,装备金属带式CVT的轿车就已达120多万辆。最近,日本本田汽车公司和荷兰的VDT(Van Doorne' s Transmissie B.V.)变速器公司共同研制的新型无级变速器已装备在了本田1996Civic HX型轿车上。日产汽车公司原定在21世纪进入CVT的实用化阶段,但因该公司近几年经营情况不理想,为有利于抢占市场,现已明显加快了CVT实用化步伐,电子控制的哈依帕CVT已装在蓝鸟等排量2L的轿车上。据统计,目前装有CVT的轿车约120万辆,发动机排
量大多在0.6~3.3L。预计随时间增加,无级变速器的装车率,日本将达到15%,而美国将达到38%。这主要集中在中小排量的轿车上,用于大功率传递时仍有一些问题需要解决。另外,美国一些高校的研究机构以及装备液力自动变速器量最大的通用汽车公司也正在加紧CVT的研制和试装车。由此可看出国外汽车企业对CVT的态度已由举棋不定转向了加速发展。［4］ 2，国内研究现状 我国的汽车及各种车辆的零部件产品在性能和质量上和发达国家存在着一定的差距，其中一个重要原因就是设计手段落后，发达国家在机械产品设计上早已进入了分析设计阶段，他们利用计算机辅助设计技术，将现代设计方法，如有限元分析、优化设计、可靠性设计等应用到产品设计中，采用机械CAD系统在计算机上进行建模、分析、仿真、干涉检查，实现三维设计，大大地提高产品设计的一次成功率，减少了试验费用，缩短了产品更新周期。 随着中国的改革开放,大量国外轿车进入我国市场,其中许多中高档轿车是带有自动变速器的,而其类别几乎全部是液力自动变速器。这也使一大批汽车修理企业对液力自动变速器的维修变得十分熟悉。 由于对自动变速器良好性能的逐渐认识,用户的需求量越来越大,使国内汽车企业加快了自动变速器的发展步伐。1998年,一汽大众公司生产的“捷达王”已将自动变速器列为选装件。神龙汽车公司也在其“富康”1.6L的车型上推出了电控式液力自动变速器。上海通用汽车公司在所生产的别克“世纪”轿车上装备了目前最为先进的一种液力自动变速器——4T65E型四档电控自动变速驱动桥。而广州本田“雅阁”轿车,自动变速器几乎是标准配置。因此,在国产车上选装液力自动变速器已成为必然之势。 从研究与生产环节来看,CA770液力自动变速器生产过近2 000台,加之工程机械、军用车辆采用动力换档的行星齿轮变速器已有10多年的历史,近几年,国内也为大功率车辆研制成功电控自动变速器,因此可以说,在液力自动变速器的研究、生产以及修理方面均有一定的基础。但目前国产轿车所装用的液力自动变速器全部都依靠进口。不过通用汽车公司在上海的合资企业已开始试生产4T65E型四档电控自动变速驱动桥。当然,完全国产化还有一段路要走。 在电子控制机械式自动变速器方面,国内有关部门也正在进行研究。目前已生产出样机。 至于机械式无级变速器,早在十年前,国内就有高校购买过国外样机作分析研究,但苦于经费问题,无法深入进行。近一两年一些高校才又开始重新起步。根据国外目前CVT应用的趋势和所做的预测,CVT可能是小功率(发动机排量2L以下)液力自动变速器最有威胁的挑战者,国内市场前景不容忽视。但要想完全依靠国内自己的力量做成实用的CVT,既不现实,时间上也不允许。走技术引进的道路是一条捷径。［11］ （二）选题目的和意义 随着世界经济的不断发展，汽车已经不再有钱人的象征。21世纪，汽车工业成为中国经济发展的支柱产业之一，汽车企业对各系统部件的设计需求旺盛。随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一，变速器在汽车传动系中扮演着至关重要的角色。它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，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。因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标。可以说，变速器是伴随着汽车工业出现的必然产物，是汽车上的必需品。在完成了最基本的传动功能之外，我们对变速器的要求也是越来越高，汽车的性能、使用寿命、能源消耗、振动噪声等在很大程度上取决于变速器的性能。由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。 本次设计是通过合理整合已有的设计，阅读大量文献，掌握机械设计的基本步骤和要求，以及传统机械制图的步骤和规则，掌握制动器总成的相关设计方法，以及进一步扎实汽车设计基本知识，学会用CAD进行基本二维制图，同时提高分析问题和解决问题的能力。
二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 设计五菱宏光变速器，要求分析变速器的结构形式及工作原理，确定变速器结构类型，完成变 速器结构布置和总体设计，对变速器中的关键齿轮和轴等零部件进行设计并对其进行校核计算。 在给定发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下，对变速器齿轮的结构参数、轴的结构尺寸等进行设计计算，设计内容包括输入轴、主动轮、从动轮、输出轴、中间轴、同步器、轴承、操纵机构等结构，同时进行必要的运动分析和强度校核。要求所设计的变速器结构合理，绘制的图纸格式规范，图面质量好；撰写的说明书内容完整，格式规范。 主要内容： 1、变速器的主要参数的选择与主要零件的设计 变速器的传动机构布置方案、变速器主要参数的选择、各档传动比及其模数、压力角、螺旋角和齿宽、齿轮变位系数的选择等。 2、变速器齿轮的强度计算与材料的选择 齿轮的损坏原因与形式、确定齿数、齿轮强度计算与校核、倒档齿轮等。 3、变速器轴的强度计算与校核 变速器轴的结构和尺寸、轴的设计计算、轴的校核等。 4、变速器同步器的设计 锁环式同步器的基本尺寸、同步器的接合齿采用渐开线齿形等。 5、安装说明 拟解决主要问题： (1)、变速器主要参数的选择 (2)、齿轮变位系数 (3)、轴强度校核 (4)、同步器的设计 三、技术路线（研究方法） 方 案的确定 变速器参数确定 变位系数的确定 确定传动比 齿轮齿数的计算 齿轮强度的校核 齿轮的优化设计 绘制图纸 安装说明 轴的设计 轴强度的校核 轴的优化设计 同步器 的 参数 同步器的设计