微型汽車自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)

微型汽車自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì),微型汽車自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì),微型汽車,自動(dòng)變速器,設(shè)計(jì) 大大連大大學(xué)學(xué)2018屆屆學(xué)學(xué)生生畢業(yè)論文文(設(shè)計(jì))中中期期檢查表表題目微型汽車自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師秦力舒職稱講師學(xué)生姓名呂心荷閱讀文獻(xiàn)數(shù)15初稿完成時(shí)間2018-05-20工 作 量較少 適中較多 出勤情況較好一般 較差 工作進(jìn)度快 按進(jìn)度進(jìn)行慢 任 務(wù) 書有開題報(bào)告有中期工作結(jié)論良調(diào)整情況無教研室主任意見同意教研室主任(簽名)：王建維日期：2018-04-15學(xué)院意見同意教學(xué)院長(zhǎng)(簽名)：吳蒙華日期：2018-04-18 大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )開題報(bào)告 論 文 題 目： 微型汽車自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 、班 級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 機(jī)日 141 學(xué) 生 姓 名： 呂心荷 指導(dǎo)教師（職稱）： 秦力舒 （ 講師） 2018 年 1 月 12 日 填 1 畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求 開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1.論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題； 2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2.論文（ 設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。 四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通 過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相 關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1.開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2.開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過； 3.開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論 文（設(shè)計(jì)） 工作，否則不允許參加答辯； 4.開題報(bào)告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5.開題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張 上，但封面需按統(tǒng)一格式打印）。 2 一、選題依據(jù) 1、 研究領(lǐng)域 汽車部件結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)、 CAD 2、 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 自動(dòng)變速器是除了發(fā)動(dòng)機(jī)以 外汽車上最重要的一個(gè)部 分 ,汽車的很多技術(shù)和相關(guān) 性能都與它有著必不可少的聯(lián)系 ,比如汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性以 及汽車的某 些零部 件 ,甚至汽車行駛的 安 全性、乘坐舒適性與變速器的性能 都相 關(guān)緊密。當(dāng)汽車 的自動(dòng)變速器在行駛過程中因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的工作損耗 自身的性能 ,而導(dǎo)致變速器失效 時(shí) ,這對(duì)汽車運(yùn)行的速度會(huì)有很大的影響 ,從而會(huì)降低了客戶對(duì)汽車的滿意度。因此 ， 研究汽車自動(dòng)變速器的 設(shè)計(jì)有著重要的作用 ,不僅可以提升顧客的滿意度 ,而且對(duì)汽 車的整體性能也有幫助。 汽車自動(dòng)變速器在汽車行業(yè)界受到了廣泛的關(guān)注 ,因其能對(duì)汽車性能得到實(shí)質(zhì)性 的改變以及良好的發(fā)展前景 ,各汽車廠家對(duì)自動(dòng)變速器都投入了大量的人力物力來研 制開發(fā) ,建立了很多自動(dòng)變速器的開發(fā)與生產(chǎn)基地 ,自動(dòng)變速器的技術(shù)也日趨成熟 了。 汽車自動(dòng)變速器質(zhì)量的提升能夠使 品牌較大幅度提高整車在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)， 獲得更高的效益，提升品牌效應(yīng)，進(jìn)而獲得更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 隨著時(shí)間的推移，手動(dòng) 變速器的市場(chǎng)占有率會(huì)逐漸降低，自動(dòng)變速器將不斷增加。 3、 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 變速器是汽車傳動(dòng)系中最主要的部件之一。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，車輛性能 不斷優(yōu)化，電子化程度不斷加強(qiáng)，搭載汽車自動(dòng)變速器的轎車正在逐漸取代手動(dòng)變速 器已經(jīng)成為主流，也是汽車變速器市場(chǎng)發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。目前，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟 的自動(dòng)變速器在車輛上的應(yīng)用主要有四種；液力自動(dòng)變速器 AT、電控機(jī)械式自動(dòng)變速 器 AMT、無級(jí)自動(dòng) 變速器 CVT 和雙離合器自 動(dòng) 變速器 DCT。日趨嚴(yán)格的法律法規(guī)和汽 車駕駛者日益提高的環(huán)保意識(shí)使汽車產(chǎn)業(yè)開始意識(shí)到，混合動(dòng)力在汽車行業(yè)將贏得越 來越重要的市場(chǎng)地位。一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在這樣的背景下脫穎而出：混合動(dòng)力專用變 速器 DHT（ Dedicated Hybrid Transmission），正在作為新的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 主 要在 歐 洲發(fā)展起來。 由于各國(guó)用戶對(duì)車輛性能的訴求的差異和各國(guó)技術(shù)優(yōu)勢(shì)不同，各國(guó)的自動(dòng)變速器 的技術(shù)路線也有所差異。目前，北美地區(qū)是 AT 市場(chǎng)占有率最高的區(qū)域，接近 90%。日 本的交通道路情況不及美國(guó)，出于燃油 經(jīng)濟(jì)性的考慮， CVT 占據(jù)了大部分市場(chǎng)。歐洲 的自動(dòng)變速器乘用車的市場(chǎng)占有率低于北美和日本，占 50%以上。但在未來五年內(nèi)， 以 AT 技術(shù)為主， DCT 快速增長(zhǎng)， CVT 相對(duì)市場(chǎng)份額穩(wěn)定， AMT 主要用于重型商用車和 微型乘用車格局基本不變。我國(guó)自動(dòng)變速器的技術(shù)路線也基本上形成了多種技術(shù)路線 互相競(jìng)爭(zhēng)、互相促進(jìn)、同步發(fā)展的格局。 目前我國(guó)匹配各類型變速器的車型的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)手動(dòng)變速器比例在總體 上呈下降趨勢(shì)，但仍然處于主導(dǎo)地位，絕對(duì)數(shù)值超過 50%自動(dòng)變速器中的 AT 處于絕對(duì) 多數(shù)地位， DCT 增長(zhǎng)速度最快， CVT 在近幾年呈現(xiàn)快 速增長(zhǎng)的勢(shì)頭， AMT 已有應(yīng)用。近 年來，國(guó)內(nèi)部分汽車及變速器企業(yè)通過引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，并通過不斷的吸收創(chuàng) 新，逐步縮小在自動(dòng)變速器領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。中國(guó)自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)化總體 上已經(jīng)進(jìn)入起步階段，盡管不同類型自動(dòng)變速器的技術(shù)成熟度不同，不同企業(yè)根據(jù)自 身?xiàng)l件和產(chǎn)品定位，所走的技術(shù)路線也不同，但 AT/AMT/CVT/DCT 多元化技術(shù)路線的 格局已經(jīng)形成，并將長(zhǎng)期保持下去。在不同類型自動(dòng)變速器競(jìng)爭(zhēng)中，高效率、可靠性、 開發(fā)時(shí)間、性能和價(jià)格將成為競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素，市場(chǎng)將最終做出選擇。國(guó)內(nèi)對(duì)自動(dòng)變 速器進(jìn)行自主研發(fā)的主要 有吉利汽車、奇瑞汽車、上汽、一汽、江淮汽車、山東盛瑞、 3 湖南江麓容大等企業(yè)及部分科技高校，他們對(duì) AT、 DCT、 CVT 等自動(dòng)變速器關(guān)鍵部件 和控制策略的研究與開發(fā)進(jìn)行了大量工作；國(guó)家科技部也將國(guó)內(nèi)自動(dòng)變速器的研發(fā)列 入“十一五”和“十二五”期間的國(guó)家“ 863”計(jì)劃點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，鼓勵(lì)高校與企業(yè)進(jìn) 行產(chǎn)學(xué)研合作。上述企業(yè)也承擔(dān)了自動(dòng)變速器的研發(fā)任務(wù)，并逐步掌握了開發(fā)過程中 的主要關(guān)鍵技術(shù)。 據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2015年新能源汽車產(chǎn)量達(dá) 340471輛，銷量 331092 輛，同比分別增長(zhǎng) 3.3 倍和 3.4 倍。預(yù)計(jì)到 2020 年中國(guó)新能源汽車銷量將達(dá) 200 萬 輛，實(shí)現(xiàn)累計(jì)銷量 500 萬輛。電子化的動(dòng)力系統(tǒng)將在未來幾年成為中國(guó)優(yōu)先發(fā)展的方 向。未來十年，法規(guī)、社會(huì)與消費(fèi)者帶來的降油耗壓力將不斷增加，混動(dòng)汽車的市場(chǎng) 份額將會(huì)大幅提高，混動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的占有量也很可能會(huì)超過目前的預(yù)期值。由此看 來， DHT 的商業(yè)模式將會(huì)有大幅改善，預(yù)測(cè)的巨大產(chǎn)量將可以支撐 DHT 產(chǎn)品的開發(fā)及 產(chǎn)業(yè)化成本，從而可充分展現(xiàn)出此類變速器在減重、空間尺寸與復(fù)雜性方面帶來的優(yōu) 勢(shì)。 今后的變 速器發(fā)展將朝著控制系統(tǒng)智能化、機(jī)電一體化及較高可靠性的方向發(fā) 展 : 1） 控制系統(tǒng)智能化 :2016 年 4 月 23 日，隨著維也納公約的到期失效，汽車 自動(dòng)駕駛研發(fā)擺脫了所有束縛，這就要求變速器能夠根據(jù)路況變化自動(dòng)地進(jìn)行檔位的 切換、停車及倒車等動(dòng)作。同時(shí)自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)要有學(xué)習(xí)功能，能與多種新能源 車型實(shí)現(xiàn)良好接合，同時(shí)能夠適應(yīng)不同駕駛習(xí)慣的控制 ; 2） 機(jī)電一體化 :汽車用變速器在結(jié)構(gòu)上應(yīng)逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)械部件電子化，這樣不僅有 利于自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)也有利于自動(dòng)變速器系統(tǒng)的控制 ; 3） 較高可靠性 :無論自動(dòng)變 簡(jiǎn)單 變 速器如何發(fā)展，汽車作為一種方便人們出行的 交通工具，其可靠性要求也不斷提高。 的保養(yǎng)方法、方便的檢測(cè)維修 過程以及標(biāo)準(zhǔn)化 的配件供應(yīng)，這些都是具備高可靠性的重要內(nèi)容。 4 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題 （ 1） 微型汽車自動(dòng)變速器 的方案設(shè)計(jì) ； （ 2） 微型汽車自動(dòng)變速器 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。 2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） 設(shè)計(jì)思路： （ 1）確定課題的研究目的，研究?jī)?nèi)容，以及目前的研究概況及其發(fā)展； （ 2）變速器的選擇：確定變速器的主要參數(shù)，確定相關(guān) 的主要參數(shù)； （ 3） 汽車變速器 的 工作原理及主要組成，進(jìn)行變速器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程概述，確定 變速器的選擇及其工作 方式； （ 4）進(jìn)行 變速器主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核：齒輪設(shè)計(jì)、 軸 和軸承 的校核與計(jì) 算等 ； （ 5）設(shè)計(jì)出 微型汽車變速器 的整體裝配圖。 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 （ 1）一套完整的微型汽車自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)圖紙； （ 2）一份詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書； （ 3）一篇與設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的外文翻譯。 5 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，借鑒前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并加以研究。 學(xué)習(xí)汽車自動(dòng)變速器工 作原理；擬定合理可行的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行其結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)； 運(yùn)用 CAD 制圖，繪制 出整體的裝配圖，并制作出裝 置的說明書。 設(shè)計(jì)參數(shù)： 發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量 :0.94L； 微型汽車最大總質(zhì)量 :1800Kg； ； 行駛最高時(shí)速 :200Km/h。 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 4 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)、收集材料，分析研究有關(guān)的資料，撰寫開題報(bào)告； 第 5 周：對(duì)汽車變速器進(jìn)行總體規(guī)劃并確定設(shè)計(jì)方案； 第 6 7 周：完成 液力變矩器結(jié)構(gòu)選型、計(jì)算及設(shè)計(jì) ； 第 8 10 周： 行星齒輪機(jī)構(gòu)選型、計(jì)算及設(shè)計(jì) ； 第 11 12 周： 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ； 第 13 周： 完成設(shè)計(jì)說明書與外文文獻(xiàn)翻譯 ； 第 14 周：完善畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)內(nèi)容，準(zhǔn)備答辯。 6 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) 1 劉曉軍 , 杜 王 強(qiáng) . 汽 車 自 動(dòng) 變 速 器 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 前 景 J. 科技信 息 ,2012,(26):491-492. 2楊克鋒 . 純電動(dòng)汽車自動(dòng)變速器換擋控制與速比優(yōu)化研究 D. 湖南大學(xué) ,2015. 3王宇 . 微型電動(dòng)汽車自動(dòng)變速器的研究與仿真分析 D. 武漢理工大學(xué) ,2012. 4戚曉霞 . 汽車自動(dòng)變速器試驗(yàn)臺(tái)的研究與設(shè)計(jì) J.山東理工大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué) 版 ). 2007(04) 5陳 勇 . 汽車自動(dòng)變速器行業(yè)發(fā)展及展望 J. 汽車工藝師 ,2016,(12):26-30. 6張軼 ,嚴(yán)陳 ,張寶玉 . 汽車自動(dòng)變速器發(fā)展現(xiàn)狀分析 J. 機(jī)械工程與自動(dòng) 化 ,2017,(04):222-223+226. 7 關(guān) 麗 麗 . 基于 CATIA 的 汽 車 自 動(dòng) 變 速 器 設(shè) 計(jì) 與 分 析 J. 科 技 傳 播 ,2012,4(14):32-34. 8 臧彬 ,陸井玉 ,王慧君 ,邱緒云 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SanadaA reduced-order nonlinear clutch pressure observer for automatic transmission Control Systems Technology, IEEE Transactions on, 18 (2) (2010), pp. 446-453 附：文獻(xiàn)綜述 7 文獻(xiàn)綜述 汽車自動(dòng)變速器是現(xiàn)代汽車技術(shù)發(fā)展的重要方面。汽車的變速器是汽車行業(yè)發(fā)展 中的重要技術(shù) ,對(duì)汽車性能的提升有著極為重要的作用。自動(dòng)化的汽車變速器 ,在現(xiàn)代 的汽車上有著廣泛的應(yīng)用。展望未來 ,汽車自動(dòng)變速的運(yùn)用也將獲得進(jìn)一步的提升 ,成 為汽車技術(shù)研究的重要領(lǐng)域 。 1 汽車變速器的 設(shè)計(jì)目的和意義 汽車變速器的作用在于對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際運(yùn)行速度進(jìn)行相協(xié)調(diào) , 使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能得以發(fā)揮。汽車的行駛面對(duì)著復(fù)雜的交通狀況 ,其速度是要 隨時(shí)隨地都可以發(fā)生變化的 ,雖然可 以通過調(diào)節(jié)油量來改變速度 ,但是隨著汽車智能 化、自動(dòng)化的發(fā)展 ,變速器的運(yùn)用使得速度的變化更加的便利。具體來講 ,汽車變速的 作用主要包括如下的幾個(gè)方面 :第一是改變汽車的傳動(dòng)比 ,從而使汽車輪轉(zhuǎn)的速度和 轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化 ,從而讓汽車在行駛的過程中可以變換速度 ,并將汽車的運(yùn)動(dòng)性能發(fā)揮 到最佳 ;第二是變速器可以使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)的方向不變的情況下 ,能夠?qū)崿F(xiàn)倒退功能 ,如果 沒有變速器的話 ,倒退就必須要改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向發(fā)生變化 ; 第三是使汽車的空檔功 能實(shí)現(xiàn)?？傊?,汽車變速器的性能狀況 ,是汽車整體質(zhì)量的重要保障。變速器是汽車諸 器件中極為重要的部 分 ,關(guān)系到汽車的整體性的性能改進(jìn)。 2 汽車變速器的類型 5 (1).液力自動(dòng)變速器 AT 在過去的 20 年中，全球汽車自動(dòng)變速器 AT 的技術(shù)、產(chǎn)品、市場(chǎng)不斷得到迅速發(fā) 展，其自動(dòng)變速的可靠性和柔順性得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。但是，要客觀地指出，新型 的 6AT、 7AT、 8AT 主要是在大排量轎車領(lǐng)域顯示其優(yōu)越性，在汽車市場(chǎng)占據(jù)主流地位 的中、小排量車型中，頗有逐漸被 CVT 和 DCT 替代的趨勢(shì)。 1)傳動(dòng)系統(tǒng)多擋化。擋位多使自動(dòng)變速器具有更大的速比范圍和更細(xì)的擋位速分 配，從而提高車輛的起動(dòng)性能、改善換擋平順性 、提高乘坐舒適性、降低車輛的噪聲、 油耗以及使發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力分配更合理。目前，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)受制于國(guó)外汽車公司的限制， 4AT 占據(jù)最大的市場(chǎng)份額，但在歐美市場(chǎng)， 6AT 已經(jīng)是主流，在豪華車如寶馬、奧迪 等上已經(jīng)匹配 8AT。據(jù)報(bào)道，更多擋位的 9AT、 10AT 的開發(fā)也已經(jīng)被部分大型汽車公 司列入戰(zhàn)略考慮。 2)液力變矩器結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。液力變矩器是 AT 的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)將發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成汽車行駛所需轉(zhuǎn)速的關(guān)鍵部件，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化有著重要意義。基于 三位葉柵理論和模擬技術(shù)仿真的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使循環(huán)形狀及泵輪、渦輪和導(dǎo)輪的葉 片形 狀與角度的設(shè)計(jì)更精確、合理，使液力變矩器結(jié)構(gòu)更緊湊，流路面積比已經(jīng)可以 降 低到 0.6 以下，減少了軸向尺寸。另外，由于閉鎖離合器技術(shù)和 ATF 的不斷優(yōu)化， 通過和發(fā)動(dòng)機(jī)的聯(lián)合控制，整車對(duì)液力變矩器的閉鎖范圍也達(dá)到了 27km/h 以下，大 大提高傳遞效率。 (2)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 AMT AMT 變速器基本原理是在普通手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上加裝液壓或電控?fù)Q擋裝置來進(jìn)行 換擋操作，采用自動(dòng)控制機(jī)械變速器 AMT 技術(shù)不僅可以降低駕駛員的工作強(qiáng)度，有利 于安全駕駛，而且可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和整車動(dòng)力需求，自動(dòng)控制變速器擋位，使發(fā) 動(dòng) 機(jī)工作在高效率區(qū)，從而改善整車燃油經(jīng)濟(jì)性。采用 AMT 技術(shù)后，整車油耗可降低 約 5%。目前，國(guó)外 AMT 技術(shù)基本趨于成熟，已經(jīng)得到批量應(yīng)用，特別是歐洲，其商 用車使用 AMT 的比例實(shí)際已經(jīng)超過 50%。國(guó)外掌握 AMT 核心關(guān)鍵技術(shù)的公司，如馬瑞 8 利、 WABUCO、 LUK 等對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)形成了壟斷。國(guó)內(nèi)對(duì) AMT 技術(shù)的研究和應(yīng)用起步較早。 目前，開展 AMT 研制的主要有吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、 南京阿福和北京斯達(dá)福等。乘用車取得的成果主要有：青山微型車 AMT 搭載江淮同悅、 南京阿福 AMT 搭載昌河鈴木和長(zhǎng)城絢麗、江 鈴輕型車 AMT、奇瑞 AMT 等已實(shí)現(xiàn)小批產(chǎn) 出。國(guó)內(nèi) AMT 產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)起步，具有較好的市場(chǎng)前景。 (3).無級(jí)自動(dòng)變速器 CVT CVT 技術(shù)采用傳動(dòng)帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)帶輪相配合傳遞動(dòng)力。可以實(shí)現(xiàn) 傳動(dòng)比的連續(xù)改變，從而得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì) 性和動(dòng)力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性。 CVT 的發(fā)展主要受限， 除了其本身的轉(zhuǎn)矩能力之外，還受制于其有限的市場(chǎng)供應(yīng)。比如， CVT 里的核心部件 壓力鋼帶就只有博世等少數(shù)供應(yīng)商。但由于日本 JATCO 公司國(guó)外廠商在中國(guó)產(chǎn)能的急 劇擴(kuò) 大和國(guó)內(nèi)如奇瑞汽車 CVT 的量產(chǎn)，其發(fā)展趨勢(shì)有可能好于預(yù)測(cè)。 2015 年 JATCO 在原來 CVT7 基礎(chǔ)上開發(fā)的新型寬變速比 CVT7 W/ R，是在進(jìn)一步 改善燃油經(jīng)濟(jì)性能和駕駛性能這兩個(gè)相互矛盾的性能的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的全新產(chǎn)品。 CVT7 W/R 的速比范圍從之前的 7.3 增加到現(xiàn)在的 8.7。此外，通過減少 內(nèi)部摩擦，改 善了燃油經(jīng)濟(jì)性；通過優(yōu)化換擋特性，提高了駕駛舒適感 ;優(yōu)化帶輪剛度 ,液壓系統(tǒng)的 應(yīng)用使帶輪彈性變形，這種彈性變形降低了帶輪鋼片與鋼帶之間的接觸面積，從而導(dǎo) 致摩擦系數(shù)下降。鋼帶是由兩部分組成的：鋼片和鋼環(huán) 。由于運(yùn)行期間的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不 同，相對(duì)滑動(dòng)不僅發(fā)生在鋼片之間，也發(fā)生在鋼片和鋼環(huán)之間。后者的相對(duì)滑動(dòng)是由 在環(huán)繞著鋼片的帶輪處的鋼環(huán)的不同的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑帶來的轉(zhuǎn)矩傳遞造成的。通過縮小擺 動(dòng)邊界的高度差，相對(duì)滑動(dòng)的量減少了 20%。 (4).雙離合器自動(dòng)變速器 DCT 雙離合器變速器的概念創(chuàng)始于 1933 年，出現(xiàn)在 Kegresses 的專利中。經(jīng)過不斷 的技術(shù)完善， 2002 年大眾汽車公司首次將雙離合器直接換擋變速器（ DSG）應(yīng)用到大 眾高 爾夫車型上，實(shí)現(xiàn)了 DCT 的產(chǎn)品量產(chǎn)。至 2007 年年底，各種應(yīng)用 DSG 的轎車已 累計(jì)銷售超過 100 萬輛。 1）起步控制。車輛起步時(shí)，為了使兩個(gè)離合器具有相近的使用壽命，并保證起 步的快速和平順性，可以使兩個(gè)離合器同時(shí)進(jìn)入滑摩狀態(tài)，共同傳遞起步力矩實(shí)現(xiàn)車 輛起步。由于起步工況的不確定性和駕駛員的操作意圖隨機(jī)地變化，要求起步離合器 的控制算法應(yīng)能夠準(zhǔn)確適應(yīng)這些變化，具有較強(qiáng)魯棒性的模糊控制算法能夠滿足實(shí)際 應(yīng)用需要。 2）離合器冷卻潤(rùn)滑控制策略。在 DCT 中離合器冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是如何 在整車所有駕駛工況下，有效控制離合器摩擦面及潤(rùn)滑油溫度。其中，包括通過估計(jì) 最優(yōu)潤(rùn)滑油流量需求來平衡產(chǎn)熱及冷卻以滿足系統(tǒng)要求 。這就要求變速器控制單元 （ TCU）主動(dòng)監(jiān)控離合器滑摩功率及油槽溫度。此外，因不同液壓系統(tǒng)工作原理的差 異性，離合器潤(rùn)滑冷卻控制策略需要根據(jù)不同的系統(tǒng)針對(duì)性的設(shè)計(jì)開發(fā)。 (5).混合動(dòng)力專用變速器 DHT 在 2015 年 12 月初在柏林舉行的第 14 屆國(guó)際 CTI 論壇上，第一次對(duì)觀眾展示了 DHT 變速器，并進(jìn)行了討論。國(guó)際 CTI 論壇顧問委員會(huì)主席 Ferit K kay 教授和 Robert Fische 博士首先發(fā)起了這一概念，同時(shí)在專業(yè)領(lǐng)域引入了“ DHT”這一縮寫。 DHT 中電驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力源完全被集成在變速器中，其變速器 功能需依賴于被集成的電氣 元件來實(shí)現(xiàn)，如缺少電動(dòng)機(jī)，變速器將不具備相應(yīng)功能。惟一一款上市多年的 DHT 是 豐田混動(dòng)系統(tǒng)（ THS），車身附有“混動(dòng)協(xié)同驅(qū)動(dòng)（ Hybrid Synergy Drive）”標(biāo)志， 其開發(fā)歷史已有 20 年之久，于 1997 年搭載在豐田普 銳斯中上市，頗受消費(fèi)者 歡迎， 銷量極佳并久居不下，迄今仍未有其他混動(dòng)變速器能夠望其項(xiàng)背 。就我國(guó)而言，上汽 9 開發(fā)的電驅(qū)單元（ EDU），使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)非常簡(jiǎn)單的直齒變速器，因需要使用 電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)完整的功能，所以從定義上講它是一個(gè) DHT。很多汽車制造商及其主要供 應(yīng)商 目前都正在進(jìn)行混動(dòng)專用變速器（ DHT）的開發(fā)。鑒于良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景，今 后很可能會(huì)將 DHT 定義為一個(gè)獨(dú)立的新變速器種類。對(duì)于 DHT，目前確實(shí)存在一些顧 慮，但通過下面的數(shù)據(jù)可以預(yù)測(cè)， DHT 終將擁有輝煌的未來：至今售出的 DHT 已是其 他所有混合動(dòng)力變速器總和的 2 倍。 3 汽車變速器 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展 ,汽車的變速器逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 ,其類型也越來越多 ,相關(guān)的 功能也越來越豐富。從目前的發(fā)展?fàn)顩r看 ,汽車自動(dòng)變速器的中主要有如下的幾種 : 電控液力自動(dòng)變速器、液壓傳動(dòng)自動(dòng)變速器、電傳動(dòng)自動(dòng)變速器、電控機(jī)械式自 動(dòng)變 速器、電控?zé)o極自動(dòng)變速器?？梢?,技術(shù)的發(fā)展使汽車自動(dòng)變速器的類別在啟動(dòng)性能 上有著諸多的差別。這些變速器在現(xiàn)代的汽車上有著廣泛的運(yùn)用 ,根據(jù)不同的汽車類 型以及性能的需求 ,對(duì)變速器的適應(yīng)范圍也存在著一定的差異。其中液壓傳動(dòng)自動(dòng)變 速器和電動(dòng)傳動(dòng)自動(dòng)變速器在一些特種車輛以及重型車輛中應(yīng)用較為廣泛 ;無極自動(dòng) 變速器則算是比較新的技術(shù) ,在運(yùn)用上有著一些優(yōu)勢(shì)性 ,如傳動(dòng) 比 比較連續(xù)、操作簡(jiǎn)單 , 噪音小 ,這在小排量的轎車中有著廣泛的運(yùn)用 ;液力自動(dòng)變速器是目前多數(shù)車輛所采 用的自動(dòng)變速器類型 ,它操作起來比較簡(jiǎn)單、使行駛安全性較高、 使動(dòng)力性能獲得了 較大的提升、污染物排放量大大地降低、機(jī)件使用壽命更長(zhǎng)。可以說 ,隨著汽車自動(dòng) 變速器技術(shù)的發(fā)展 ,還會(huì)出現(xiàn)新的類型 ,但總體上 則是促進(jìn)性能的提升 ,功能的擴(kuò)展 , 運(yùn)用操作上的簡(jiǎn)化可見 ,不同的自動(dòng)變速器 ,針對(duì)的是不同的汽車類型。各種變速器各 有利弊、優(yōu)劣。 4 汽車自動(dòng)變速器的發(fā)展趨勢(shì) 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,人們生活水準(zhǔn)的提升 ,生活質(zhì)量的要去也 會(huì)相繼地提升。 在此背景下 ,對(duì)汽車的性能特別是安全系數(shù)的要求也逐漸提高。 為此 ,汽車制造的發(fā)展就必須順應(yīng)這種需求 ,不斷地提升汽車的安全性能 ,同時(shí)減低耗 能 ,降低對(duì)環(huán)境 帶來的污染。那么 ,汽車的自動(dòng)變速 器就必須在這些方面進(jìn)行著力思 考。因此 ,在未來的發(fā)展中 ,自動(dòng)變速器的發(fā)展必須考慮如下的幾個(gè)因素 : (1)汽車自動(dòng)變速自身的小型化。汽車降低耗能一個(gè)重要的途徑就是減輕汽車的 總體重量 ,使得運(yùn)動(dòng)的傳遞速度縮短 ,自動(dòng)變速器也需要在這些方面進(jìn)行改進(jìn) ,進(jìn)一步 小型化 , 降低耗油量。但小型化不是減少其本身的性能 ,而是要更加的自動(dòng)化、職 能化 ,汽車的安全系數(shù)得到進(jìn)一步的提升 ； (2)汽車自動(dòng)變速器的噪音進(jìn)一步降低。汽車的噪音中發(fā)動(dòng)機(jī)是最為重要的噪音 來源。為了降低噪音 ,就必須在變速器噪音減 少上下功夫 ,進(jìn)一步提升器件的性能 ,將 噪音降低。汽車變速器的噪音主要是齒輪之間的摩擦。隨著研究推進(jìn) ,應(yīng)該逐步地提 升齒輪重合度以降低噪聲。噪音是現(xiàn)代城市環(huán)境污染的重要方面 ,而汽車又是噪音的 重要制作來源。通過自動(dòng)變速器噪音的降低處理 ,無疑對(duì)于在整體上減少汽車的噪音 是有幫助的 ,也將進(jìn)一步提升消費(fèi)者對(duì)汽車使用的舒適度 ； (3)汽車自動(dòng)變速的無級(jí)化發(fā)展。因?yàn)?,雖然不斷地提升自動(dòng)變速器擋位可以進(jìn)一 步擴(kuò)大自動(dòng)變速范圍 ,但其并非完全意義上的自動(dòng)變速 ,這正是在有級(jí)變速和無級(jí)變 速之間的轉(zhuǎn)換。理想的無級(jí)變速是在整個(gè)變速范圍內(nèi)都能 連續(xù)地、無擋別地切換變速 比 ,使變速器始終按最佳換擋規(guī)律自動(dòng)換擋。自動(dòng)擋的最佳位置 ,就 是 變速器自動(dòng)的適 應(yīng)行駛的狀 ,更加智能地發(fā)揮自身的作用； (4)汽車自動(dòng)變速器的電子化控制。與液壓控制相比 ,電子控制有著多方面的優(yōu) 勢(shì)。它可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜多樣的控制功能 ,提升變速器性能。隨著汽車電子化的發(fā)展 ,汽 車傳動(dòng)系統(tǒng)電子控制將獲得進(jìn)一步的廣泛運(yùn)用。電子控制是職能化進(jìn)一步提升的表 10 現(xiàn)。在未來的發(fā)展中 ,電子化控制將使得變速器的運(yùn)用更為便利 ,也將在整體上提升汽 車的整體性能自動(dòng)化?？傊?,隨著汽車技術(shù)的發(fā)展 ,自動(dòng)變速器的運(yùn)用也將更加的廣泛 , 成為未來汽車發(fā)展智能化的重要方面。它在很大的程度上將極大地提升汽車性能狀 況 。 摘 要 本設(shè)計(jì)針對(duì)目前社會(huì)上應(yīng)用越來越廣泛的自動(dòng)變速器進(jìn)行研究，完成了自動(dòng)變速器的總體方案、控制系統(tǒng)以及行星齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。選用微型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量為0.94L，汽車最大總質(zhì)量1800Kg，行駛最高時(shí)速200Km/h。 本設(shè)計(jì)論述了自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理并對(duì)主要零部件進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。自動(dòng)變速器由液力變矩器、超速檔行星齒輪機(jī)構(gòu)、3速行星齒輪機(jī)構(gòu)和液壓控制系統(tǒng)等組成。其中行星齒輪由三部分組成：一個(gè)太陽輪、一個(gè)裝有行星輪的支架和一個(gè)內(nèi)齒圈齒輪。行駛速度的調(diào)節(jié)、節(jié)氣門位置的移動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制均是通過齒輪之間的滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。其中行星齒輪裝置在傳遞能量和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提供扭矩的調(diào)整過程中起了關(guān)鍵性的作用。使齒輪產(chǎn)生移動(dòng)的作用力來源于液體壓力。復(fù)雜的閥體被用在封閉的系統(tǒng)內(nèi)控制和引導(dǎo)有壓力的液體的流動(dòng)。 所設(shè)計(jì)的變速器能夠在適當(dāng)?shù)牟僮鳝h(huán)境下實(shí)現(xiàn)超速檔、倒檔、前進(jìn)檔、空檔和直接檔之間的檔位變換。實(shí)現(xiàn)了操控方便、省力、快捷的目的。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)變速器；行星齒輪；液壓控制系統(tǒng)；內(nèi)齒圈齒輪；檔位 I ABSTRACT Automatic Transmissions is widely used in the society in the recently years. This design is specially preparing for studying it . Automatic Transmissions whole set the control system and planetary gear set has been done. The output gas of the engine is 0.94L ,the quality of the whole car is 1800Kg ,the highest speed is 200Km/h. In this design there are the consist set of the Automatic Transmissions, laws of planetary gear operation , the date of designed most important set and checking its strongthen. It has three parts ,there are the torque converter ,overdriver planetary gear systems ,three speed planetary gear systems and hydraulic control systems. A simple planetary gear set consists of three prats : a sun gear ,a carrier with planetary pinions mounted to it and an internally toothed ring gear or annulus. Automatic Transmissions upshift and downshift with no direct assistance from the driver .Factors such as road speed , thottle position and governed engine speed control and triggr shifting between gears. The majority of automatic transmissions rely on planetary gear sets to transfer power and generate torque from the engine to the drive line. The shifting of planetary gears is actuated by the use of hydranlic force .An inticate system of valves is used to control and direct pressurized fluid in the closed system.Under proper sperating conditions it provides overdrive ,reverse,Forward reduction, neutral and direct drive. Key Words：Automatic transmission; Planetary gear; Hydraulic control system; Internal gear; Driver I 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1.1 選題的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 1 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 2 2 自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)參數(shù) 3 2.1 變速器基本參數(shù) 3 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo) 3 3 液力變矩器的設(shè)計(jì) 4 3.1 液力變矩器的結(jié)構(gòu) 4 3.2 液力變矩器的選型 5 4 自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 6 4.1 四檔自動(dòng)變速器工作原理 6 4.2 四檔自動(dòng)變速器工作表 10 4.3 行星齒輪的設(shè)計(jì) 11 4.4 軸與軸承 13 5 自動(dòng)變速器控制系統(tǒng) 18 6 結(jié) 論 19 參 考 文 獻(xiàn) 20 致 謝 30 微型汽車自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 1 緒論 1.1 選題的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 自動(dòng)變速器是除了發(fā)動(dòng)機(jī)以外汽車上最重要的一個(gè)部分,汽車的很多技術(shù)和相關(guān)性能都與它有著必不可少的聯(lián)系,比如汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性以及汽車的某些零部件,甚至汽車行駛的安全性、乘坐舒適性與變速器的性能都相關(guān)緊密。[1]當(dāng)汽車的自動(dòng)變速器在行駛過程中因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的工作損耗了自身的性能,而導(dǎo)致變速器失效時(shí),這對(duì)汽車運(yùn)行的速度會(huì)有很大的影響,從而會(huì)降低了客戶對(duì)汽車的滿意度。因此，研究汽車自動(dòng)變速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)有著重要的作用,不僅可以提升顧客的滿意度,而且對(duì)汽車的整體性能也有幫助。 汽車變速器對(duì)汽車的動(dòng)力性操縱性以及尾氣排放都有著重要的影響,是汽車?yán)锩鎯H次于發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分,自動(dòng)變速器的產(chǎn)生和應(yīng)用對(duì)汽車各方面的性能發(fā)揮了重要的作用,不僅使汽車的駕駛舒適性和形式的安全性得到了改善 , 而且對(duì)汽車運(yùn)行的速度更接近于理想 的性能。目前汽車自動(dòng)變速器在汽車行業(yè)界受到了廣泛的關(guān)注,因其能對(duì)汽車性能得到實(shí)質(zhì)性的改變以及良好的發(fā)展前景,各汽車廠家對(duì)自動(dòng)變速器都投入了大量的人力物力來研制開發(fā),建立了很多自動(dòng)變速器的開發(fā)與生產(chǎn)基地 ,自動(dòng)變速器的技術(shù)也日趨成熟。[2] 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 變速器是汽車傳動(dòng)系中最主要的部件之一。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，車輛性能不斷優(yōu)化，電子化程度不斷加強(qiáng)，搭載汽車自動(dòng)變速器的轎車正在逐漸取代手動(dòng)變速器已經(jīng)成為主流，也是汽車變速器市場(chǎng)發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。目前，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟的自動(dòng)變速器在車輛上的應(yīng)用主要有四種；液力自動(dòng)變速器AT、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT、無級(jí)自動(dòng)變速器CVT和雙離合器自變速器DCT。日趨嚴(yán)格的法律法規(guī)和汽車駕駛者日益提高的環(huán)保意識(shí)使汽車產(chǎn)業(yè)開始意識(shí)到，混合動(dòng)力在汽車行業(yè)將贏得越來越重要的市場(chǎng)地位。一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在這樣的背景下脫穎而出：混合動(dòng)力專用變速器DHT正在作為新的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，主要在歐洲發(fā)展起來。[2] 隨著時(shí)間的推移，手動(dòng)變速器的市場(chǎng)占有率會(huì)逐漸降低，自動(dòng)變速器將不斷增加。發(fā)展趨勢(shì)緊緊圍繞安全、環(huán)保、節(jié)能、操縱輕便化、換擋自動(dòng)化、智能化、整車電子集成控制一體化等方面展開。 目前我國(guó)匹配各類型變速器的車型的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)手動(dòng)變速器比例在總體上呈下降趨勢(shì)，但仍然處于主導(dǎo)地位，絕對(duì)數(shù)值超過50%自動(dòng)變速器中的AT處于絕 對(duì)多數(shù)地位，DCT增長(zhǎng)速度最快，CVT在近幾年呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的勢(shì) 頭，AMT已有應(yīng)用。近年來，國(guó)內(nèi)部分汽車及變速器企業(yè)通過引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，并通過不斷的吸收創(chuàng)新，逐步縮小在自動(dòng)變速器領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。中國(guó)自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)化總體上已經(jīng)進(jìn)入起步階段，盡管不同類型自動(dòng)變速器的技術(shù)成熟度不同，不同企業(yè)根據(jù)自身?xiàng)l件和產(chǎn)品定位，所走的技術(shù)路線也不同，但AT/AMT/CVT/DCT多元化技術(shù)路 線的格局已經(jīng)形成，并將長(zhǎng)期保持下去。在不同類型自動(dòng)變速器競(jìng)爭(zhēng)中，高效率、可靠性、開發(fā)時(shí)間、性能和價(jià)格將成為競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素，市場(chǎng)將最終做出選擇。[3] 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 本設(shè)計(jì)在現(xiàn)有自動(dòng)變速器的條件下，做了一些改變。其一是用液力變矩器取代液力耦合器。液力變矩器在正常工作時(shí)，貯于環(huán)形內(nèi)腔中的工作液除有繞變矩器的軸做圓周運(yùn)動(dòng)以外，還有在循環(huán)圓中的循環(huán)流動(dòng)，故能將轉(zhuǎn)矩不變地從泵輪傳遞至渦輪上。由于在結(jié)構(gòu)上比耦合器多了一個(gè)導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)，在工作液循環(huán)流動(dòng)的過程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪給渦輪一個(gè)反作用力矩，使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩，起到變距的作用[4]。當(dāng)汽車起步或在壞路面上行駛時(shí)，變矩器起作用，這使其充分發(fā)揮其自動(dòng)適應(yīng)行駛阻力劇烈變化的優(yōu)點(diǎn)。第二個(gè)特點(diǎn)是在辛普森三速行星齒輪機(jī)構(gòu)前添置一個(gè)超速檔行星齒輪機(jī)構(gòu)。使得超速行星排因獲得大于發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸傳遞的扭矩而使行駛速度得以提升。這在充分利用燃料方面又邁進(jìn)了一大步。 本設(shè)計(jì)旨在提高汽車的燃料利用率和車輛行駛的平順性兩方面作出努力。安裝了此變速器的車輛具有操作簡(jiǎn)便、換檔平穩(wěn)、乘坐舒適、過載保護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)。而且大大減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高平均車速，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的使用壽命，影響深遠(yuǎn)。 由于國(guó)內(nèi)研制自動(dòng)變速器尚屬起步階段，故而在資料方面便顯得有些捉襟見肘。在大量閱讀美國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)外技術(shù)資料后，才得出此設(shè)計(jì)意圖。結(jié)合《行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)》、《自動(dòng)變速箱》、《進(jìn)口豐田轎車新結(jié)構(gòu)的維修》等書目，便開始著手展開設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有自動(dòng)變速器的機(jī)構(gòu)組成，工作原理，超速檔行星齒輪機(jī)構(gòu)和辛普森式三速行星齒輪機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)。分參數(shù)選取、理論分析、設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核四大步展開的。將得到一套完整的自動(dòng)變速器總體方案的設(shè)計(jì)。 2 自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)參數(shù) 2.1 變速器基本參數(shù) 設(shè)計(jì)基本參數(shù)如表2.1所示。 表2.1變速器基本參數(shù)表 (1)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量：0.94L； (2)空車質(zhì)量：1460Kg； (3)最大總質(zhì)量：1800 Kg； (4)載客量：5人； (5)汽車車輪直徑：60mm； (6)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率：120kW； (7)發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩：200N?m； (8)變速器質(zhì)量：250 Kg； (9)各檔位傳動(dòng)比：iD-1=2.75；iD-2=1.5；iD-3=1；iD-4=0.71；iR=-2.5。 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo) （1）發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率Pemax及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速np Pemax=magfvamax3600+CDAvamax376140ηT 發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)如表2.2所示。 表2.2發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)表 Pemax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率Kw g——重力加速度 9.8ms2 ηT——傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率取ηT＝0.9 ma——汽車總質(zhì)量取ma＝1800kg f——滾動(dòng)阻力系數(shù)f=0.0165+0.0001(va-50) 取va=125Km/h 所以f＝0.024 vamax—最高車速取vamax=200Km/h Cd——空氣阻力系數(shù) Cd＝0.4 A——汽車正面投影面積 A≈0.78BH≈0.78×1.8×1.55＝2.18m2 所以 Pemax=1800×9.8×0.024×2003600+0.4×2.18×2003761400.9 =127.9kW np=5200rpm （2）發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速nT Temax=αTp=7019Pemax∕np α—發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)α＝1.2；np—最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速np=5200rpm 所以 Temax=7019×1.2×127.9∕5200=207.2N?m nT=np∕1.6=5200∕1.6=3250rpm （3）發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)系數(shù)：∮=α?np∕nT=1.2×1.6=1.92 3 液力變矩器的設(shè)計(jì) 3.1 液力變矩器的結(jié)構(gòu) 液力變矩器主要由可旋轉(zhuǎn)的泵輪、渦輪及固定不動(dòng)的導(dǎo)輪三個(gè)元件組成[5]。工作輪通常包括泵輪、渦輪和導(dǎo)輪。所有工作輪裝配完以后，通過軸線的縱端面呈現(xiàn)環(huán)形的形狀。工作液完全充滿在環(huán)狀殼體中。要使渦輪和導(dǎo)輪葉片都彎成一定弧度(泵輪的葉片可以不用彎曲），葉片的端面要求是彎曲面，且與工作半徑方向是相對(duì)傾斜排列的目的是保證液力變矩器能夠發(fā)揮更優(yōu)質(zhì)的性能及保證液流很好的循環(huán)。 圖3.1為目前汽車市場(chǎng)上普遍采用的綜合式液力變矩器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3.1 液力變矩器結(jié)構(gòu)示意圖 利用同時(shí)具有偶合和變距兩種工況的液力變矩器取代了單一工況的液力耦合器，使其充分發(fā)揮自動(dòng)適應(yīng)行駛阻力變化的能力，對(duì)車輛行駛的平順性的改善也是一大突破。讓駕駛員換檔平穩(wěn)，同時(shí)能夠乘坐舒適，也使機(jī)件的使用壽命得以延長(zhǎng)。 3.2 液力變矩器的選型 本設(shè)計(jì)采用單級(jí)雙向三元件閉鎖式綜合式液力變矩器。其中，“單級(jí)”指只有一個(gè)渦輪；“雙向”指有變矩和偶合兩種工況；“三元件”指有泵輪、渦輪和導(dǎo)輪三個(gè)元件；“閉鎖”指有鎖止離合器閉鎖功能。  4 自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 4.1 四檔自動(dòng)變速器工作原理 本設(shè)計(jì)自動(dòng)換檔手柄“P、N、R、D、2、L”有六個(gè)位置。手柄在D位時(shí)，可在Ⅰ-Ⅳ檔變換，而且Ⅲ檔會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用；手柄在L位時(shí)，可在Ⅰ－Ⅱ檔變換，并且Ⅰ、Ⅱ均有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用。 三行星排辛普森式四檔行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件共有10個(gè)。各位置的檔位情況分析如下： 1.O/D檔行星架，2．O/D檔太陽輪，3．O/D檔齒圈，4．中間軸，5．前齒圈 6.太陽輪，7.后齒圈，8.輸出軸，9.后行星架，10.前行星架 圖4.1 四檔自動(dòng)變速器工作分析圖 （1）如圖4.1所示，當(dāng)換檔手柄位于“P”位時(shí)，C0工作。把超速行星排的行星架與其太陽輪連鎖在一起，超速行星排處于直接檔狀態(tài)。 （2）當(dāng)換檔手柄位于“N”位時(shí)，C0工作。把超速行星排的行星架與其太陽輪連鎖在一起，超速行星排處于直接檔狀態(tài)。從超速行星排輸入的轉(zhuǎn)矩沒有變化地傳至中間軸4，但因C1、C2都不工作，所以動(dòng)力無法向后傳遞，變矩器處于空檔。Error! Reference source not found. 圖4.2 四檔自動(dòng)變速器工作分析圖 （3）如圖4.2所示，當(dāng)換檔手柄位于“R”位時(shí)，C0、C2、F0、B3工作。C0、F0把超速行星排的行星架于太陽輪連鎖在一起，超速行星排處于直接檔狀態(tài)。 變速器的傳動(dòng)比即太陽輪6與齒圈7的轉(zhuǎn)速之比。設(shè)前排齒圈與太陽輪齒數(shù)比為 u1=Z5∕Z6,后排齒圈與太陽輪齒數(shù)比為u2=Z7∕Z6。則倒檔傳動(dòng)比為： iR=n6∕n7=-u2=-Z7∕Z6 （4.1） 圖4.3 四檔自動(dòng)變速器工作分析圖 （4）如圖4.3所示，當(dāng)換檔手柄位于“D”位時(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷較大，行駛速度較低時(shí)，變速器處于Ⅰ檔工況。換檔執(zhí)行元件中，C1、C0、F2、F0工作。其中C0、F0把超速行星排行星架與太陽輪連鎖在一起，超速行星排處于直接檔狀態(tài)。Ⅰ檔傳動(dòng)比即為前齒圈5與后齒圈7的轉(zhuǎn)速之比[5]。前排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性方程為： n6+u1?n5-(1+u1)?n10=0 （4.2） 后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性方程為： n6+u2?n7-(1+u2)?n9=0 （4.3） 因?yàn)?n7=n10；且F2固定后行星架9，所以 n9＝0。將 4.2代入4.3中，整理得Ⅰ檔傳動(dòng)比為： i4.1=n5n7=1+(1+u2u1) 圖4.4 四檔自動(dòng)變速器工作分析圖 （5）如圖4.4所示，當(dāng)手柄位于“D”位時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度與行駛速度適合換Ⅱ檔時(shí)，換檔執(zhí)行元件中，C1、C0、B2、F1、F0工作，其中C0、F0使輸入軸與中間軸直接傳遞動(dòng)力。C1把動(dòng)力傳遞到前齒圈5。在Ⅱ檔時(shí)，后行星輪處于無載荷的自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。[5] 由于Ⅱ檔時(shí)后行星輪無載荷地自由旋轉(zhuǎn)，故Ⅱ檔傳動(dòng)比只由前行星排齒輪機(jī)構(gòu)決定，且前行星排為齒圈輸入行星架輸出，太陽輪固定[5]。根據(jù)前排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性方程式T2,因?yàn)閚6=0；所以Ⅱ檔傳動(dòng)比為： i4.2=n5n10=1+(1+u1) 圖4.5 四檔自動(dòng)變速器工作分析圖 （6）如圖4.5所示，當(dāng)手柄位于“D”位時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度與行駛速度適合換Ⅱ檔時(shí)，換檔執(zhí)行元件中，C1、C2、C0、B0、F0工作，其中C0、F0使輸入軸與中間軸直接傳遞動(dòng)力。變速器處于直接檔工況，傳動(dòng)比為1。Error! Reference source not found.此時(shí)B2雖然工作，但不傳遞動(dòng)力。 圖4.6 四檔自動(dòng)變速器工作分析圖 （7）如圖4.6所示，當(dāng)手柄位于“D”位時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度與行駛速度適合換Ⅳ檔時(shí)，換檔執(zhí)行元件中，C1、C2、B2、B0工作[6]。變矩器處于超速檔工況，此時(shí)B2雖然工作但不傳遞動(dòng)力。 設(shè)超速行星排齒圈與太陽輪齒數(shù)比為u0=Z3∕Z2，則由(4.2)超速行星排特性方程： n2+u0?n3-1+u0?n11=0 （4.5） 因?yàn)閚2=0；所以超速檔傳動(dòng)比為： i4.4=n11n3=u0∕(1+1∕u0) (8)換檔手柄位于“2”位時(shí)，變速器只能接通Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔，這三個(gè)檔位的工作原理與換檔手柄位于“D”位的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ檔基本相同換檔手柄位于“D”位，變速器接通Ⅱ檔時(shí)，由于F1不能阻止太陽輪順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，所以太陽輪在無載荷狀態(tài)下順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，前齒圈與前行星架連在一起的輸出軸之間不能傳遞扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)不能產(chǎn)生制動(dòng)效果[6]。 （9）換檔手柄位于“L”位,變速器只能接通Ⅰ、Ⅱ、檔，這兩個(gè)檔位的工作原理與換檔手柄位于“2”位時(shí)的基本相同，只是在一檔時(shí)還有B3工作。此時(shí)后行星架9有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。由于B3工作，固定了后行星架，致使后行星輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，促使太陽輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故前行星輪將繞其軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使前齒圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，來自輸出軸的作用力，被傳遞至中間軸，再經(jīng)超速行星排傳至發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，則起到發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用[6]。 換檔手柄位于“D”或“2”位，變速器以Ⅰ檔行駛時(shí)，將不具備發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功能。這時(shí)由于B3不工作，F(xiàn)2又不能阻止后行星架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這樣后行星齒輪機(jī)構(gòu)空轉(zhuǎn)，不能將作用力由輸出軸傳遞給輸入軸[6]。 4.2 四檔自動(dòng)變速器工作表 變速桿位置 檔位 C0 C1 C2 B0 B1 B2 B3 F0 F1 F2 P 停車 ○ R 倒車 ○ ○ ○ ○ N 空檔 ○ D 1 ○ ○ ○ ○ D 2 ○ ○ ○ ○ ○ D 3 ○ ○ ○ ○ ○ D O/D ○ ○ ○ ○ 2 1 ○ ○ ○ ○ 2 2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 2 3 ○ ○ ○ ○ ○ L 1 ○ ○ ○ ○ ○ L 2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 表4.2四檔自動(dòng)變速器工作表 注：1、在L位2檔只能降檔，無升檔； 2、○表示投入工作。 4.3 行星齒輪的設(shè)計(jì) 4.3.1 行星齒輪傳動(dòng)齒數(shù)的選配 設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，其齒數(shù)的選配除了滿足所需的傳動(dòng)比之外，同時(shí)還應(yīng)滿足同心條件。 (1)傳動(dòng)比條件 已知：iD-1=2.75， iD-2=1.5，iD-3=1，iD-4=0.71，iR=-2.5， u1=Z5∕Z6，u2=Z7∕Z6，iR=-Z7∕Z6，iD-1=1+(1+u2), 所以：u2=2.5，u1=2。 取 Z6=24，則 Z7=60，Z5=48。 因?yàn)閕D-4=u0∕(1+u0)， 故u0=2.46。 由于u0=Z3∕Z2 ， 取Z3=64，故Z2=26。 (2)同心條件 由中心齒輪的齒數(shù)需要滿足行星輪與各中心輪的中心距相等， 即Atx=Aqx, 式中Atx－行星輪和太陽輪的中心距，Aqx－行星輪和齒圈的中心距 4.3.2 齒輪的幾何尺寸的計(jì)算 (1)對(duì)于超速行星排，設(shè)定：Z1=19, Z2=26, Z3=64。 由微型汽車齒輪模數(shù)取值范圍m=2.25～2.75，故取m=2.5。 計(jì)算齒輪基本參數(shù)： d1=m?Z1=2.5×19=47.5， d2=m?Z2=2.5×26=65， d3=m?Z3=2.5×64=160， 齒頂高：ha=m=2.5， 齒根高：hf=1.25?m=1.25×2.5=3.125, 齒全高：h=2.25?m=5.625, 齒頂圓直徑：da=m?(Z+2), da1=m?Z1+2=2.5×19+2=52.5, da2=m?Z2+2=2.5×26+2=70, da3=m?Z3+2=2.5×64+2=165, 齒根圓直徑：df=m?Z-2.5, df1=m?Z1-2.5=2.5×19-2.5=41.25, df2=m?Z2-2.5=2.5×26-2.5=58.75, df3=m?Z3-2.5=2.5×64-2.5=153.75, 由齒寬b=?d?d1b, 在此取?d=1,故而b1=1×47.5=47.5,取B1=53,B2=B3=48, (2)對(duì)于前行星排： Z10=12,Z6=24,Z5=48； 由微型汽車齒輪模數(shù)取值范圍m=2.25~2.75， 故取m=2.5, 由公式d=m?Z, 所以有：d10=m?Z9=2.5×12=30； d6=m?Z6=2.5×24=60； d7=m?Z7=2.5×48=120； 齒頂高h(yuǎn)a=m=2.5, 齒根高h(yuǎn)f=1.25?m=1.25×2.5=3.1255, 齒全高h(yuǎn)=2.25?m=5.625, 齒頂圓直徑da=m?(Z+2), 所以da10=m?Z10+2=2.5×12+2=35, da6=m?Z6+2=2.5×24+2=65, da5=m?Z5+2=2.5×48+2=125； 齒根圓直徑df=m?Z-2.5, 所以 df10=m?Z10-2.5=2.5×12-2.5=23.75, df6=m?Z6-2.5=2.5×24-2.5=53.75, df5=m?Z5-2.5=2.5×48-2.5=113.75。 由齒寬b=?d?d01 ， 在此取?d=1，故而b10=1×30=30； 取B10=35，B5=B6=30， （3）對(duì)于后行星排：Z9=18，Z6=24，Z7=60； 由微型汽車齒輪模數(shù)取值范圍：m=2.25～2.75，故取m=2.5； 由公式d=m?Z, 所以有：d9=m?Z9=2.5×18=45， d6=m?Z6=2.5×24=60， d7=m?Z7=2.5×60=150。 齒頂高h(yuǎn)a=m=2.5， 齒根高h(yuǎn)f=1.25?m=1.25×2.5=3.125， 齒全高h(yuǎn)=2.25?m=5.625， 齒頂圓直徑da=m?(Z+2) 所以da9=m?Z9+2=2.5×18+2=50， da6=m?Z6+2=2.5×24+2=65， da7=m?Z7+2=2.5×60+2=155； 齒根圓直徑df=m?Z-2.5 所以 df9=m?Z9-2.5=2.5×18-2.5=38.75， df5=m?Z5-2.5=2.5×24-2.5=53.75， df7=m?Z7-2.5=2.5×60-2.5=143.75； 由齒寬 b=?d?d9， 在此取?d=1，故而b9=1×45=45； 取B9=50， B2=B3=45。 整理如表4.3所示： 表4.3行星齒輪參數(shù)表 Z m d da df ha hf h Z1 19 2.5 47.5 52.5 41.25 2.5 3.125 5.625 Z2 26 2.5 65 70 58.75 2.5 3.125 5.625 Z3 64 2.5 160 165 153.75 2.5 3.125 5.625 Z10 12 2.5 30 35 23.75 2.5 3.125 5.625 Z6 24 2.5 60 65 53.75 2.5 3.125 5.625 Z5 48 2.5 120 125 113.75 2.5 3.125 5.625 Z9 18 2.5 45 50 38.75 2.5 3.125 5.625 Z6 24 2.5 60 65 53.75 2.5 3.125 5.625 Z7 60 2.5 150 155 143.75 2.5 3.125 5.625 4.4 軸與軸承 4.4.1 軸的剛度驗(yàn)算 （1）軸的彎曲變形的條件和允許值 軸的彎曲剛度的驗(yàn)算主要驗(yàn)算軸上裝齒輪和軸承處的撓度和傾角。各類軸的撓度和裝齒輪軸承處的傾角應(yīng)小于彎曲剛度的許用值即y≤[Y]；θ≤[θ],理論上要求滿足Y=0.01~0.03mm(其中mm指軸的跨距)，mm=2.5；Y=0.075在變形部位裝軸承處θ=0.0025，裝齒輪處θ=0.001. （2）軸的彎曲變形計(jì)算 計(jì)算軸本身彎曲變形產(chǎn)生的撓度及傾角時(shí)，一般常將軸簡(jiǎn)化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，然后結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算。 當(dāng)軸的直徑相差不大且計(jì)算精度要求不高時(shí)，可把軸看作是等徑軸，取第三根軸為研究對(duì)象，受力分析如圖所示： a=78mm, b=203mm,c=68mm,L=349mm,E=2.1×105MPa 圖4.7 軸的受力分析圖 在B處,Qx=2Mnd, Mn=97400N Qx=2×97400×127.9×0.8÷60÷3800=87.4N Qy=1∕2 Qx=43.7N 在C處,Px=2Mn∕d ,Mn=97400 Px=2×97400×127.9×0.8×0.96÷60÷3800=84N Py=1∕2 Px=42N 1）當(dāng)Q單獨(dú)作用時(shí)， 圖4.8 軸在Q單獨(dú)作用時(shí)的受力分析圖 在B點(diǎn)處有： yx=-Qx?b+c?a?12-b+c2-a26E?I?L =-87.4×271×78×(3492-2712-782)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =0.0046mm yy=12yx=-0.00223mm 在C點(diǎn)處有： yx =-QX?a?c?12-c2-a26E?I?L =-87.4×78×68×(3492-682-782)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =-0.00292mm yy =12yx=-0.00146mm 在A點(diǎn)軸承處有： θx=Qx?b+c?[1-b+c2-3x2]∕6E?I?L =87.4×271×(3492-2712-3×0)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =0.000066(rad) θy=1∕2θx=0.000033(rad) 在B點(diǎn)處有： θx =-Qx?b+c?[12-b+c2-3x2]∕6E?I?L =-Qx?b+c?[12-b+c2-3a2]∕6E?I?L =-87.4×271×(3492-2712-3×782)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =-0.000038(rad) θy =12θx=-0.000019(rad) 在C點(diǎn)處有： θX =-Qx?a[12-a2-3c2]∕6E?I?L =-87.4×78×(3492-782-3×682)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =-0.000038(rad) θy =12θx=-0.000019(rad) 在D點(diǎn)處有： θx=Qx?a[12-a2]∕6E?I?L =87.4×78×(3492-782)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =0.000046(rad) θy=12θx=0.000023(rad) 2）當(dāng)P單獨(dú)作用時(shí)： 圖4.9 軸在P單獨(dú)作用時(shí)受力分析圖 在B點(diǎn)處有， yx=Px?c?a?[12-c2-a2]∕6E?I?L =84×68×78×(3492-682-782)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =0.0027mm yy=1∕2yx=0.00135mm 在C點(diǎn)處有： yx=Px?(a+b)?c?[12-c2-a+b2]∕6E?I?L =84×281×68×（3492-682-2812）∕（6×2.1×105×3.97×104×349) =0.0035mm yy=1∕2yx=0.00175mm 在A點(diǎn)軸承處有： θx=-Px?c?[12-c2-3x2]∕6E?I?L =-84×68×(3492-682-3×0)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =-0.00004(rad) θy=12θx=-0.00002(rad) 在B點(diǎn)處有： θx=Px?c?12-c2-3a26E?I?L =84×68×(3492-682-3×682)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =0.000032(rad) θy=12θx=0.000016(rad) 在C點(diǎn)處有： θx=Px?(a+b)?[12-(a+b)2-3c2]∕6E?I?L =84×281×(3492-2812-3×682)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =0.00004(rad) θy=12θx=0.00002(rad) 在D點(diǎn)處有： θx=-Px?(a+b)?[12-(a+b)2-0]∕6E?I?L =-84×281×(3492-2812)∕(6×2.1×105×3.97×104×349) =-0.00006(rad) θy=12θx=-0.00003(rad) 現(xiàn)將所求得的值列表如下： 表4.4 軸的受力分析表 撓度 y(mm) 坐標(biāo)方向 作用在B點(diǎn)的力產(chǎn)生的撓度 作用在C點(diǎn)的力產(chǎn)生的撓度 疊加后的撓度 合成后的撓度 計(jì)算值 允許值 續(xù)表4.4 軸的受力分析表 Q X -0.00446 -0.00292 -0.00738 0.01 0.075 Y -0.00223 -0.00146 -0.00369 P X 0.0027 0.0035 0.0062 0.00847 0.075 Y 0.00135 0.00175 0.0031 傾角θ （rad） 坐標(biāo)方向 作用在B點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角 作用在C點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角 疊加后的傾角 合成后的傾角 計(jì)算值 允許值 Q X -0.000038 -0.000038 -0.000076 0.0001 0.001 Y -0.000019 -0.000019 -0.000038 P X 0.000032 0.00004 0.000072 0.000098 0.001 Y 0.000016 0.00002 0.000036 傾角θ （rad） 坐標(biāo)方向 作用在A點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角 作用在D點(diǎn)的力產(chǎn)生的傾角 疊加后的傾角 合成后的傾角 計(jì)算值 允許值 Q X 0.000066 0.000046 -0.000442 0.00015 0.0025 Y 0.000033 0.000023 -0.000221 P X -0.00004 -0.00006 0.00056 0.00014 0.0025 Y -0.00002 -0.00003 0.00028 由此得知，該軸滿足要求。 4.4.2 軸承壽命計(jì)算 由軸承壽命計(jì)算公式可知： Lh=10660n?(CP)ε 其中，角接觸球軸承ε=3，n=3250rpm；設(shè)計(jì)預(yù)期壽命 Lh=100000h。 P=fP?(x?Fr+Y?Fa) 因?yàn)檩d荷系數(shù)fp在受中等沖擊或中等慣性力時(shí)取值范圍： fp=1.2～1.8。 本設(shè)計(jì)中取 fp=1.2。 因?yàn)?Fa=0，查表知x=1，Y=0, 所以 P=1.2×1×114.7+0×0=137.7N 查設(shè)計(jì)手冊(cè)知對(duì)于71806C角接觸球軸承C=28800N 所以， Lh=10660n?CPε=10660×3250?28800137.73=46.9×106h； 所以合格。 5 自動(dòng)變速器控制系統(tǒng) 自動(dòng)變速器其動(dòng)力傳遞和基本控制系統(tǒng)如下圖所示： 信號(hào)油壓； 主油路 1——發(fā)動(dòng)機(jī)；2——液力變矩器；3——變速箱；4——驅(qū)動(dòng)輪；5——油門踏板；6——油門信號(hào)油壓；7——換檔閥；8——速度信號(hào)油壓；9——油泵；10——變矩器壓力；11——油門調(diào)壓閥； 12——速度調(diào)壓閥；13——選檔閥；14——選檔手柄；15——主調(diào)壓閥；16——主油路壓力 圖5.1 自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)示意圖 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵及變矩器的動(dòng)力由變矩器經(jīng)變速箱傳到驅(qū)動(dòng)輪。油泵輸出流量經(jīng)主壓力閥一路去變矩器，另一路以主壓力閥調(diào)節(jié)的主油路壓力進(jìn)入由換檔手柄控制的選檔閥，經(jīng)選檔閥將主油路和油門調(diào)壓閥、換檔閥及速度調(diào)壓閥接通，油門調(diào)壓閥根據(jù)油門踏板位置輸出油門信號(hào)油壓進(jìn)入換檔閥，速度調(diào)壓閥根據(jù)車速輸出速度信號(hào)油壓也進(jìn)入換檔閥，根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)油壓，換檔閥使某些換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)（換檔離合器、制動(dòng)器）作用，變速箱便在某一檔位工作。當(dāng)油門開度和車速變化到一定程度則換檔控制閥將根據(jù)信號(hào)油壓自動(dòng)使變速箱升入高檔或降至低檔。 6 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)研究的是被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)中的自動(dòng)變速器。設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量0.94L，載客量為5人，最大汽車總質(zhì)量1800Kg，汽車車輪直徑60mm，各檔位變速比為： iD-1=2.75；iD-2=1.5；iD-3=1；iD-4=0.71；iR=-2.5，是一臺(tái)液控液動(dòng)自動(dòng)變速器。 對(duì)自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)組成加以剖析并詳細(xì)敘述了各檔位的工作情況。對(duì)選用的液力變矩器的結(jié)構(gòu)加以闡述，涉及其工作原理。超速檔行星齒輪和三速行星齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是此次設(shè)計(jì)的主要著眼點(diǎn)。分參數(shù)選取、理論分析、設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核四大部分展開的。 本設(shè)計(jì)是在原有的自動(dòng)變速器的基礎(chǔ)上加以增刪。即利用具有偶合和變距兩種工況的液力變矩器取代了單一工況的液力耦合器，使其充分發(fā)揮自動(dòng)適應(yīng)行駛阻力劇烈變化，對(duì)車輛行駛的平順性的改善方面是一大突破。讓駕駛員有換檔平穩(wěn)的感覺，同時(shí)乘坐也相當(dāng)舒適，也使機(jī)件的使用壽命得以延長(zhǎng)。本設(shè)計(jì)作出另外一個(gè)改進(jìn)即是在原有辛普森三速行星齒輪的基礎(chǔ)上添置一超速檔，從整車性能改善的角度來講，此舉在燃料利用率提高方面邁進(jìn)了一大步。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 鄧定瀛. 自動(dòng)變速器原理與運(yùn)用[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2002. 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