目录1 选题背景 3
1.1 问题的提出  3
1.2 文献综述(即研究现状) 4
1.3 设计的技术要求及指标 5
2 机构选型 6
2.1 设计方案的提出 6
2.2 设计方案的确定 8
3 尺度综合 10
3.1 机构关键尺寸计算10
4 受力分析 17
4.1 机构动态静力描述17
5 机构建模 18
5.1 机构运动简图及尺寸标注18 5.2 机构关键构件建模过程 19
5.3 机构总体装配过程25
6 机构仿真 28
6.1 机构仿真配置28
6.2 机构仿真过程描述28
6.3 仿真参数测量及分析30 6.4 仿真中存在的不足33
7 设计总结 34
8 收获及体会34
9 致谢35
自动档汽车档位
引言
本设计的任务是设计一台用于轿车上的五档手动变速器。合理的设计和布置变速器能使发动机功率得到最合理的利用,从而提高汽车动力性和经济性。
设计部分叙述了变速器的功用与设计要求,对该变速器进行了方案论证,选用了三轴式变速器。说明了变速器主要参数的确定,齿轮几何参数的计算、列表,齿轮的强度计算。
该变速器具有两个突出的优点:一是其直接档的传动效率高,磨损及噪声也最小;二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。
关键词:变速器齿轮轴
选题背景
问题的提出
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)。
手动变速器(Manual Transmission)采用齿轮组,每档的齿轮组的齿数是固定的,所以各档的变速比是个定值也就是所谓的“级”。比如,一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再
乘上主减速比就是总的传动比,总共只有5个值即有5级,所以说它是有级变速器。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,笔者认为手动变速器不会过早的离开。首先,从商用车的特性上来说,手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。以卡车为例,卡车用来运输,通常要装载数吨的货品,面对如此高的“压力”,除了发动机需要强劲的动力之外,还需要变速器的全力协助。我们都知道一档有“劲”,这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。特别是面对爬坡路段,它的特点显露的非常明显。而对于其他新型的变速器,虽然具有操作简便等特性,但这些特点尚不具备。其次,对于老司机和大部分男士司机来说,他们的最爱还是手动变速器。从我国的具体情况来看,手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史,资历郊深的司机都是“手动”驾车的,他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的,如果让他们改变常规的做法,这是不现实的。虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍,但是大多数年轻的司机还是崇尚手动,尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感,所以一些中高档的汽车(尤其是轿车)也不敢轻易放弃手动变速器。另外,现在在我国的汽车驾驶学校中,教练车都是手动变速器的,除了经济适用之外,关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。
第三,随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭,对于普通工薪阶级的老百姓来说,经济型轿车最为合适,手动变速器以
其自身的性价比配套于经济型轿车厂家,而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。例如,夏利、奇瑞、吉利等国内厂家的经济型轿车都是手动变速的车,它们的各款车型基本上都是5档手动变速。
文献综述(即研究现状)
在汽车变速箱[2]100多年的历史中,主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器[3]为手动变速器(MT)、自动变速器(AT)、手自一体变速器(AMT)、无级变速器(CVT)、双离合变速器(DCT)五种型式。
它们各有优缺点:MT的节能效果最好、经济性娱乐性强,但对驾驶技术要求高;AT的节能效果差一些,但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高;AMT具备前两者的优点,但在换挡时会有短暂的中断,舒适性差一些;CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳,但它的传动带容易损坏,无法承受较大的载荷;DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性,它是从传统的手动变速器演变而来,目前代表变速器的最高技术。在我国,据调查2007年手动变速器的市场比重为74%,占据较大的市场份额。从2002到2007年间自动档变速器市场占有率从9%增长到26%,Global Insight公司预计到2012年自动档变速器将占据33%的份额,而乘用车市场自动档所占的比例可能达到44%。从2002-2006年间,女性用户从20.3%增长到30.9%,而自动档变速器使用方便特点深受女性用户的喜爱。另外在消费者调
查中最受关注的汽车配件中,第一名是安全气囊,第二就是自动档的变速器。在中国,自动档变速器的市场是十分乐观的。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。
针对中国变速器市场发展趋势,Global Insight的亚洲区技术分析师段诚武博士阐述了几点自己的见解:  一、在短期内,手动档变速器仍然占据主要份额,而自动档变速器将有更大的增长空间。
二、鉴于中国市场情况的复杂性,长期来看变速器不是单一式的发展趋势,没有哪一种形式变速器会成为最后的赢家。
三、在中国市场,从技术支持、目前的市场份额以及设备提供这几个方面来看AMT与LPG、AUTOE和汽油、CVTE和混合动力以及DCT 和柴油都具有相似性。
四、从长远来看,中国本土的企业应该更加关注DCT这个产品,因为它将有非常好的前景。
设计的技术要求及指标
变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置,又称变速箱。它作为汽车动力系统重要的组成部分,主要用于转变从发动机曲轴传出的转矩和转速,以适应汽车在起步、加速、行驶以及
克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同需求。此外,变速器还用于使汽车能倒退行驶和在起动发动机以及汽车滑行或停车时使发动机与传动系保持分离;必要时还应有动力输出功能。
为保证变速器具有良好的工作性能,对变速器应提出如下设计要求[4]。
应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计