江淮宾悦汽车变速器设计-开题报告

2024年1月25日发(作者：睿行m70)

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名

院系

汽车与交通工程学院

专业、班级

从事

指导教师姓名

职称

教授车辆工程

是否外聘

□是■否

专业

题目名称

一、课题研究现状、选题目的和意义

江淮宾悦汽车变速器的设计

（一）研究现状

1886年，世界上诞生的第一辆汽车并未安装变速器，直到1902年才由法国人造出了第一部装有变速器的汽车，目前，绝大多数汽车仍采用机械式变速器、分动器、主减速器、构成整车的传动系，其结构简单、操纵方便、造价低廉仍不失为汽车传动系中需要的主要总成。由于汽车上广泛应采用活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为此在传动系中设置了变速器。机械式手动汽车变速器应结构简单，传动效率高，制造成本低和工作可靠等优点，在不同形式的汽车上得到广泛的应用。机械式手动变速器在今后相当长的时间里依然会在我国轻中型货车传动系统中占据主导地位。

与外国相比我国变速器设计手段相对落后，在一些发达国家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、CAD等应用到了设计中，我国现也采用CAD在计算机上进行建模与分析。

在70年代初，欧美国家就已经把有限元法应用于汽车结构的分析了，能较好的模拟并分析汽车结构的静动特性。70年代，福特汽车公司为了找出高应力区，就使用ANSYS软件，进行车身的有限元静态分析。在80年代末，日本汽车公司已将CAE技术应用到车身设计的各阶段，其分析的范围包括强度、刚度、振动、疲劳、碰撞及形状和重量的优化。到90年代，有限元分析得到了更为广泛的应用。通用汽车公司在有限元程序基础上自主开发了后处理程序，将发动机和道路的激励载荷集成到数据库中，进行了汽车对发动机和道路激励的响应分析和改进，大大简化了分析过程。

目前，国内外已经有很多学者专家对汽车变速器作了结构方面的分析研究。从90年代开始，欧美国家就通过有限元法对汽车变速器进行结构分析，并与传统数值方法作比较，通常都取得比较一致的结果。

随着CAD技术的发展和应用，许多国家和部门都对其进行了大量的研究和试验，随之开发并形成了一些成套硬件和软件系统。在美国、日本及其欧洲发达国家中，利用CAD

技术解决众多繁琐的设计和分析计算。形成了以图形系统为基础、以数据库为核心、以工具系统为支撑和以分析计算机为应用的集成化系统。

（二）选题目的

从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。

变速器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。变速器设有空档，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输出功能。

变速器输入轴从变速器的前端伸出它的外花键与离合器从动盘的内花键相连，主要的主动齿轮与轴做成一体，输出轴上的齿轮空套在输出轴上，与主动齿轮常啮合，它们的旋转与输出轴无关。输出轴齿轮的一边都有带花键的外齿圈，分别与有内花键的接合套相连，接合套可以轴向滑动，与相应的齿轮外齿圈结合，通过接合套将齿轮锁在主轴上，在他们啮合之前，接合套和齿轮中间的同步器使他们同步，常啮合齿轮的轮齿与齿轮的轴线成一定的角度，在任何时候都有几个齿接触，这可以较小齿轮的噪声，平稳的传递扭矩，倒挡惰轮的轮齿通常是直尺，它将动力从一根轴传递到另一根轴。

轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆，本次设计题目为江淮宾悦汽车变速器，本车变速器采用了二轴五档的结构方式，其传动效率高、换挡迅速省力、方便，工作可靠，噪声低。设计过程中要注重设计的合理性，变速器的实用性，保证汽车有必要的动力性和经济性。

（三）选题意义

曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速器会在不久“下课”，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。但是从目前市场的需求和适用角度来看，手动变速器不会过早的离开。

发动机是汽车的心脏，发动机产生的动力经过传动系统才能驱动车轮转动。传动系统的心脏是变速器。由于发动机的转速和转矩的变化范围小，而汽车行驶速度的变化范围广，所以一开始传动系统就设置了变速器。

汽车变速器作为汽车传动系统中的主要变速机构，它的发展经历了100多年，随着汽车技术日新月异的发展，汽车变速器技术的发展也发生了很大的变化。它通过改变转速比，从而改变传动扭矩比，与发动机配合工作。鉴于变速器重要的变速功能，其结构

对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接的影响，所以它也是影响整车性能的重要因素之一。因此变速器的质量一直也是汽车行业竞争的焦点，对变速器的研究开发也越来越显得举足轻重。

在设计研究中，企业的技术人员结合其它型号的变速器进行类比设计，再通过经验公式进行验算，计算出变速器各个部分的强度刚度，但计算的数据不是很精确，而且各个部分的质量分配可能还存在很大的缺陷或者富余，因此对该变速器的结构分析和优化就显得尤为重要。通过对变速器关键部件的结构强度、刚度的理论计算分析，为变速器的初始结构设计和结构改型提供了指导性的建议，同时通过结构分析，找出变速器的缺陷，评估变速器系统的静态特性，从而为结构设计和优化提供理论分析依据。得到既有足够的安全可靠性，又有适当经济性的优化产品，从而摆脱用固定的、静止的观点进行设计的陈旧框框，使设计工作更加精确、更能符合实际、更能适应于汽车性能日益提高的要求，减少不必要的经济损失。同时也使设计者从大量的繁琐和重复的计算工作中解脱出来，使之有更多的精力从事创造性的工作，并大大缩短变速器的设计周期，提高设计效率。

要完成变速器的设计，首先对与变速器有关的部件有一个初步的认识，主要是装在轿车上的功能和改进，其中重点分析的是变速器的行星齿轮机构和材料的选定，然后根据给定的原始数据对变速器各个部件进行设计。其次，熟练运用AutoCAD绘制变速器各个图形和总装配图，同时还利用ProE三维造型对设计的机构进行分析，最终完成该设计。

本次的设计题目为江淮宾悦汽车变速器的设计，通过本次的设计能让我们更好的认识变速器，了解变速器的结构与工作原理，更锻炼了我们的动手能力，同时也更好的掌握了查阅资料的方法，把我们大学所学的知识贯穿到了一起，是我们能够更好的运用自己所学的理论知识，让理论与实践相结合，更好的让自己掌握其中的精髓，更为我们以后工作打下了良好的基础。

二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题

1. 基本内容：

(1)掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理简图。

普通齿轮变速器也叫定轴式变速器，它由一个变速器壳、轴线固定的几根轴和若干齿轮等零件组成，可实现变速、便扭和改变旋转方向。

手动变速器又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。变速器通过离合器与发动机连接。因此，变速器输入轴的转速与发动机相同。

本次题目为江淮宾悦汽车变速器设计，为二轴五挡手动变速器。

(2)确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。

(3)确定零部件结构尺寸。

(4) 使用AutoCAD完成工程图纸。

(5)编写设计说明书。

2. 拟解决的问题：

1）分析变速器的发展现状及其设计方案。

2）分析轿车变速器的结构和工作原理。

3）变速器传动机构布置方案的设计。

4）保证设计中的精度。

5）齿轮、轴的设计及轴的校核。

6）箱体、操纵机构的设计。

7）预测变速器未来的发展方向。

三、技术路线（研究方法）

针对江淮宾悦汽车，在网络、书刊等方面查找了多款江淮宾悦汽车变速器的主要参数，然后进行比较与筛选，同时在网络、教材、书刊及论文等方面收集了变速器设计和结构的相关资料，进行仔细阅读与研究，了解了变速器的结构与工作原理，并对存在的问题进行研究，在实验室拆装了变速器的实物，与书本上的知识进行比较，理论结合实践，对变速器有了更深的了解然后进行设计与计算，理论与现实相比较，使课题更有实际意义。

下面为变速器设计的基本步骤：

选择形式

齿轮轴布置拟定布置方案

传动比设计

档位设计

进行数据计算

齿轮轴设计与校核

轴承的选择

齿轮设计

箱体的设计

操纵机构的设计

装配图