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本科毕业设计开题报告某轻型载货汽车手动变速器设计Design ofmanual transmissionfor alight truck学生学号学生姓名_____________专业班级车辆工程J1503指导教师姓名_____________指导教师职称年月
20193、基本情况课题来源自选课题名称载货汽车手动变速器设计课题情况开题时间计划完成时间2019年3月2019年6月注课题来源指自选课题,还是项目课题项目课题课题要注明项目的名称及来源
二、课题的背景分析(课题所涉及问题在国内外的研究现状综述,不少于字)1500汽车的变速器分为手动变速器、自动变速器、手自一体变速器、无级变速器、双离合器自动变速箱等变速器能够改变传动比,增加驱动轮的转速和转矩的变化区间,以适应时常改变的起步、加速、上坡等行驶要求在发动机的旋转方向不变的前提下,使汽车能倒退行驶,使发动机在有利的工况下工作,应用空档,中止动力传递,从而使发动机能够启动,怠速,且便于进行动力输出及变速器的换档手动变速器的作用主要是在汽车行驶过程中通过驾驶员对操作杆操作,变动不同齿轮的位置,实现不同的速度的传递在换挡的过程中对传动轴的转动角速度进行了改变,通过角速度实现汽车速度的变化手动变速器刚问世的时候档位选择并不多,对于驾驶人员的要求比较高由于手动变速器具有技术成熟、构造简单、成本较低、动力传递效率较高等优点,其在国内乃至全球汽车市场中长期占据主导地位国内许多人对手动变速器有一定的研究例如侯成伟等研究了乘用车手动变速器换挡性能的评价流程、评价内容、评价方法和评价标准,建立了手动变速器主客观换挡性能评价标准,完善了体系流程能力吉林大学刘岩通过研究某变速器啸叫问题改善途径,实现手动变速器的NVH性能提升,对齿轮的参数设计方法进行研究,通过计算得出一组理想的齿轮设计数据,以齿轮啸叫噪音改善为研究目的,实现变速器NVH性能提升,并提出完整的啸叫噪音解决方法吉林交通职业技术学吴庆玲等通过对手动变速器匹配方法的介绍,总结出整车匹配的数学模型,分别采用等比级数法和等差级数法确定低档总速比和档位数,阐述了变速离合分离系统匹配设计、选换档操纵匹配设计、悬置点匹配设计、动力输出匹配设计、电器设备匹配设计,为变速器与整车匹配设计提供支持自动变速器是通过液力变矩器以及行星齿轮来传动发动机的动力,相对于手动变速器来说自动变速器能让开车变得简单方便,它能根据油门踏板程度和车速变化,自动地进行变速汽车上常用的自动变速器有以下几种类型液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无极式自动变速器液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成,主要包含自动离合器和自动变速器两大部分它能够根据油门的开度和车速的变化,自动的进行换挡第一台载货液力机械变速器产品于1948年由艾里逊公司制造,该产品的结构形式与包括全液压和手动控制结合的多重控制方案为后来液力机械变速器技术的发展奠定了基础上世纪五十年代,国外工程师设计了五个档位的汽车变速器,这也是当前汽车常用的模式徐杰、田晋跃等研究了液力机械变速器的工作特性对整车性能的影响,他们是根据液力机械变速器台架试验的测试项目,研究了变速器动态工作性能,利用AMESim建立了变速器的动态仿真模型,主要包括发动机模型、变矩器模型和电液控制模型,并通过仿真得到变速器传动效率、空载功率损失和离合器换挡油压的变化曲线试验结果表明,变速器基本符合设计要求,工作性能良好;与仿真结果的对比证明了仿真模型的正确性我国在80年代才开始逐步开展动力传动系统合理匹配方面的研究工作中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室高子茵等针对新型战术车辆的液力自动变速器设计了两参数动力性换挡规律,并用MATLAB/Simulink建立整车模型进行仿真,引入加速度参数设计动态特性的换挡规律,制定模糊控制器来修正换挡点后,三参数的换挡规律动力性又进一步得到提升20世纪90年代开始国外一些先进的变速器产品开始引入了电控自动变速技术随着电子与自动控制技术的不断发展,目前半自动甚至全自动换挡式的液力变速器已经成为载货汽车变速器的主要发展方向1972年美国通用公司开展的针对车辆经济与动力性评价来设计变速器目前手自一体车型大为兴起,“手自一体”是将汽车的手动换挡和自动换挡结合在一起的变速方式,手动档因为可以自由调节档位及转速,其实就是在手动变速器的基础上增加了自动变速操纵系统而组成,因此操作起来更加灵活,档位越多操控也就越精确,燃油经济性也更好手自一体变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出,称为Tiptronic目前,技术先进的手自一体变速器越来越多的装备到国产车中其中最具代表性的为标致307的Tiptronic、奥迪的Multitronic、福特蒙迪欧的Durashift5等广东交通职业技术学院高永强对这种变速器进行过研究,这种变速器将AT和MT的优势结合在一起,既有自动换挡的轻松方便,又有手动换挡的驾驶体验,是目前较为先进的变速技术,已经成为越来越多车型的标准配置无级变速器系统是由两组变速轮盘和一条传动带组成的,要比传动自动变速器结构简单,体积更小,它可以自由改变传动比,从而实现全程无级变速,使汽车的车速变速平稳对于无极变速器的研究例如中国船舶重工集团第七六研究所梁启萌设计了一种新型的等比式液压及细节无极变速器,并对其进应用特性进行了研究分析从梁启萌仿真研究结果来看,此种设计方案完全满足车辆动力性能等各方面要求,可以给液压机械无极变速器工程的应用提供借鉴方升分析了无级变速器传动过程中的各项优化参数,并通过实验优化金属带式无级变速器传动性能,以传动重合度最大化和变速器体积最小化为目标函数进行优化研究DSG双离合变速器是近年来最受关注的一项技术,它的系统主要由两组离合器片集合而成的双离合器装置,一个由实心轴及其外套筒组合而成的双传动轴机构,以及控制单数和双数档位的两组齿轮全球第一款DSG双离合变速器是由大众汽车推出DSG通过与变速箱控制模块相连的电池阀来调节控制双离合器的结合压力发动机动力通过曲轴和一个双质量飞轮传递到双离合器离合器1负责控制奇数档位,离合器2负责控制偶数档位和倒档相当于将两套变速系统合二为一江苏大学对拖拉机双离合变速器分离结合控制策略进行研究,具体阐述拖拉机双离合变速器分离结合的控制策略,从而提高双离合变速器的应用水平研究了DSG的结构特点和工作原理,分析了双质量飞轮扭转减振器的结构组成与性能;对比分析了干式和湿式DSG的优缺点;介绍了DSG的电子控制系统和液压控制系统;分析了DSG的换挡工作过程及动力传递路线建立了发动机和整车仿真模型;研究了DSG换挡过程动力学模型,深入分析了其在换挡过程中先后经历的低挡转矩相、惯性相和高挡转矩相等阶段,建立DSG换挡过程仿真模型;建立两个离合器油压变化规律、冲击度和滑摩功的仿真模型分析了换挡品质的影响因素;根据两参数换挡规律,对最佳动力性换挡规律和最佳经济性换挡规律进行计算,建立换挡规律特性图;综合考虑冲击度和滑摩功,建立换挡品质综合评价指标;对二挡升三挡进行仿真分析,得到换挡品质综合评价指标,以及最优的油压变化规律,并对仿真结果进行了分析,验证了冲击度和滑摩功是一对矛盾的评价指标,同时DSG在换挡过程中会产生寄生功率现象对DSG在换挡的过程中产生的寄生功率现象进行了深入分析;基于模糊控制理论,优化换挡控制策略;对加入模糊控制的DSG换挡过程进行仿真,对比研究了优化前后的仿真结果,达到明显的优化效果,消除了离合器在换挡的过程中寄生功率现象的产生,验证了本文基于模糊控制理论提出的优化换挡控制策略的合理性,有效提高了变速器的换挡品质
三、课题的研究价值(课题的价值及实际指导意义)近年来,我国汽车工业发展突飞猛进,汽车变速器的种类更是层出不穷,目前主要分为手动变速、自动变速和无级变速等几种方式但无论技术如何发展,手动变速器永远是主要技术,当代汽车上普遍选用往复式活塞内燃机作为动力来源,其转矩及转速变化范围较小,而相对繁杂的使用前提要求汽车驱动力及车速应在较大范围内变化本课题将要探索载货汽车手动变速器的设计以适应载货汽车在起步、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要求的需要,从而提高工业效率,为我国经济发展提供理论支撑
四、课题的实施方案
1、课题的主要论点和拟采用的研究方法本次设计的为手动变速器,采用三轴式5+1档变速器,通过变速器较大的传动比变化范围,能够满足车辆在不同工况下的要求,从而达到经济性及动力性的要求变速齿轮选择斜齿圆柱型齿轮;换挡方式采用锁环式同步器,并设计有自锁、互锁与倒档锁的机构,防止变速器在工作过程中出现脱档、乱档以及误挂倒档的情况操纵机构有锁止装置,可使换挡动作简单、省力,减轻驾驶员疲劳程度,及得到必要的手感,采用直接操纵在原有的基础上增加一个超速档,这样可以使汽车的动力性和经济性有更大地提高
2、课题的研究重点、关键及解决的思路本课题是对手动变速器的设计,重点是首先确定变速器的中心距及齿轮轴系的排布,确定变速器的大概轮廓,然后进行各个零部件的设计根据齿轮轴、同步器和操纵机构等安装零件的大小及位置设计变速器壳体最后校对壳体的强度设计变速器应与发动机参数匹配,以保证汽车具有良好的动力性与经济性,应正确选择变速器的档位数和传动比,并设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离;设置倒档使汽车可以倒退行驶
3、课题的预期成果1设计的变速器使驾驶员操纵简单、方便、迅速、省力;2设计的变速器传动效率高,工作平稳、无噪声;3设计的变速器体小、质轻、承载能力强,工作可靠;4设计的变速器制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长;
4、开展课题研究拟搜集的资料、主要参考文献不少于15篇、实验设备的支撑及解决方法主要参考文献
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2013.实验设备支撑CAD制图
五、课题的进程安排序号论文各阶段内容日期1定稿开题报告,完成外文翻译
2018.
3.1-
2018.
3.252完成载货汽车手动变速器设计主题内容
2018.
3.26-
2018.
4.263完成中期汇报
2018.
4.27-
2018.
5.54细化论文,形成定稿
2018.
5.6-
2018.
5.305准备材料,制作PPT,准备答辩
2018.
6.1-
2018.
6.10
六、审核意见1指导教师审核意见~~对国内外相关研究做了总结,阐述了课题的意义,清晰了课题任务要求,开题报告较好的反映了本课题的核心内容同意开题!指导教师签字年月日
2、专业教研室主任审批意见教研室主任签字:年月日。