汽車雙離合式自動變速箱結構設計畢業設計論文-免費閱讀

　　

【正文】 對于本課題的設計計算過程中遇到了很多困難，在同學和老師的幫助下總算完成了。完成了總體方案的設計。則軸承的基本額定壽命為：軸承的使用壽命L可根據汽車平均行駛速度vam行駛至大修前的總行駛里程S來計算： (412)式中：汽車平均行駛速度汽車一般的大修行駛距離為十萬公里，最高時速速為240公里。② 偶數擋工作強度計算偶數檔工作時，輸入軸為空心輸入軸，空心輸入軸的強度校核計算是在實心輸入軸的基礎上計算得到的，兩支點的距離應為實心輸入軸軸承的支撐。軸在轉矩和彎矩的同時作用下，其應力為 (410) (411)式中：d—軸的直徑（mm），花鍵處選內經—計算轉矩（N?mm）—在計算斷面處軸的垂向彎矩（N?mm）—在計算斷面處軸的水平彎矩（N?mm）W—抗彎截面模數（mm3），實心軸：，空心軸：—許用應力（MPa）低擋2擋，其他擋位① 1擋齒輪嚙合時，根據式（44）、式（45）和式（46）可計算出1擋的徑向力，軸向力和圓周力。① 1擋工作時實心輸入軸強度校核1擋齒輪嚙合時，1擋主動齒輪到兩支座的距離分別為52mm和154mm，則兩支座間距離為206mm。2) 6擋和倒擋齒輪的彎曲應力也按1擋齒輪的計算公式計算，各擋的（/MPa）擋位123456R1R2主動齒輪彎曲應力從動齒輪彎曲應力齒輪接觸應力計算公式為： (43)式中：—齒輪的接觸應力（MPa）F—齒面上的法向力（N），為圓周力，同齒輪彎曲應力計算參數，d為節圓直徑（mm），同齒輪彎曲應力計算參數E—齒輪材料的彈性模量（MPa），105MPab—齒輪接觸的實際寬度（mm），由齒輪參數選出b=22mm、—主、從動齒輪節點處的曲率半徑（mm），斜齒輪：, ，、為主、從動齒輪節圓半徑（mm）將作用在變速器第一軸上的載荷作為計算載荷時，齒輪/MPa滲碳齒輪液體碳氮共滲齒輪1擋和倒擋1900~2000950~1000常嚙合齒輪和高擋1300~1400650~7001) 1擋齒輪接觸應力節圓直徑d的計算：圓周力F1的計算：主動齒輪節點曲率半徑的計算：從動齒輪節點曲率半徑的計算：將數據代入（43）計算可得1擋的齒輪接觸應力2) 同理可計算出6擋和倒擋齒輪接觸應力。對于兩部分箱體接合的部分采用密封墊圈，密封墊圈根據同一變速箱統一生產[23]，不僅能夠防止潤滑油滲漏和箱外雜質的侵入，還能作為彈性調整墊圈調整軸承間隙。變速箱主要是齒輪傳動，齒輪傳動就導致嚙合齒輪、齒輪和軸之間產生摩擦。箱體的壁厚參考減速箱設計，軸承支撐部分設計肋板，提高強度。中間軸上的常嚙合空轉齒輪為了實現空轉并且安裝空間狹小的要求，選擇的軸承也為滾針軸承，選擇向心滾針和保持架組件的滾針軸承。這樣設計6擋從動齒輪的軸向定位就得用套筒定位。中間軸1上布置了4個擋位的空轉從動齒輪，當掛擋時由換擋拔插撥動同步器與齒輪上的嚙合齒嚙合，從而帶動中間軸旋轉，再通過輸出齒輪與減速器嚙合輸出發動機動力到車輪。漸開線花鍵。兩根中間軸主要設計尺寸要考慮軸承的安裝尺寸，一般也要設計成階梯軸的形式。其中兩根輸入軸，一根為實心輸入軸，另一根為空心輸入軸，空心輸入軸套在實心輸入軸上，兩個軸共軸線，轉動時通過軸承分開，不會產生影響。核算6擋傳動比大小：式中：—6擋從動齒輪齒數—6擋主動齒輪齒數，確定6擋齒輪齒數。計算得=16,=35。，下面是計算每個擋位的嚙合齒輪齒數。螺旋角越大，齒輪強度越高。模數的選取一般遵循的原則：在中心距相同的條件下，小模數齒輪有更寬的齒寬和更多的齒數，能增加兩齒輪嚙合的重合度，減少因接觸過小而產生的震蕩，減小噪聲；大模數的齒輪可以減小齒數和齒寬，減輕齒輪重量；齒輪盡量選擇一樣的模數，這將方便生產。這樣設計還能夠簡化結構，使制造方便。根據驅動車與路面的附著條件： (33)則由式（33）可得： (34)式中：—汽車總重在水平路面時給地面的載荷,=μmg，μ是軸荷分配百分比。本設計為六擋變速器，其中五擋設為直接擋，即傳動比為1，六擋為超速擋，傳動比小于1。各部件具體設計過程如下。分析了DCT的三種布置形式的結構特點，通過分析比較最終確定了雙中間軸式布置的機械式齒輪傳動結構，變速器具有軸向間距小，能夠布置6個擋位，安裝在前置發動機的車輛上。：濕式雙離合器有快速冷卻裝置，能使離合器因為摩擦產生的熱量迅速冷卻，但是結構復雜，成本高。缺點：（1）徑向尺寸變大。 單中間軸式雙離合器自動變速器結構簡圖雙中間軸 DCT：布置有兩根中間軸，兩根中間軸上分別布置者奇數擋位和偶數擋位，奇數擋位的齒輪與實習輸入軸連接，偶數擋位的齒輪與空心輸入軸連接，換擋時通過控制雙離合器的閉合與分離，帶動實心輸入軸上擋位的齒輪輸出動力或空心輸入軸上的齒輪輸出動力。優點：能夠布置直接擋。缺點：（1）擋位不能過多。現在國內車上比較常用的自動變速器是五擋的，五擋為最高速度的直接擋，進口車型或者中高檔車型有使用六擋自動變速箱的，最高檔可設置成超速擋，次高擋為直接擋。換擋時只要切換雙離合器交替閉合與斷開就行，所以，變速器擋位數量的多少，對DCT的工作原理都不會有影響。三大部分中雙離合器模塊和齒輪箱是負責動力傳輸的，把發動機的動力通過離合器和齒輪傳動輸出到驅動橋上；機電控制部分是雙離合自動變速器的大腦，它通過分析行駛狀況控制雙離合器閉合和掛擋，包括雙離合器與換擋的執行機構和各種傳感器等。課題研究內容：1) 對常見的雙離合式自動變速箱的結構形式和工作原理進行分析，選擇出本設計所選用的布置結構；比較干式與濕式雙離合器的性能差異，選出雙離合器；并確定出本文所涉及的總體結構方案。2008年8月，中聯發實業有限公司成立，通過引進雙離合器自動變速器技術，走向自主研發的道路。進入21世紀以來，汽車變速器的研發進入快車道，聯合研發使變速器更新換代更快。雙離合器自動變速器在國內的研究才剛剛起步，車企的研發機構和大學校園的研究課題主要針對結構設計、控制理論的研究，在不久的將來能把研究理論結合車企的實際生產，生產出裝備自主品牌的雙離合變速箱將對我國自動變速箱的發展起到重要意義。這些變速器都是采用機械式傳動的自動變速器，可以把傳動效率、結構緊湊和復雜度、工作可靠性、燃油經濟性和動力性協調到平衡狀態，但都有一個問題就是在換擋過程中動力傳輸中斷嚴重惡化了換擋動力性，降低了換擋舒適性。為了克服換擋動力中斷這一問題，通過巧妙的機械結構設計將兩個獨立的離合器有機耦合為一體的機械離合器自動變速器，這樣就可以充分的利用傳統變速器的結構簡單緊湊、傳動效率高、工作可靠的優點[1]。雙離合自動變速器最早出現在二十世紀三十年代末。近年來獲得最大成功的要數德國Volkswagen公司與美國Borg Warner聯合開發的DCT變速器。在國內，幾大汽車企業正在轉變發展方向，由直接引進到自主研發自動變速器的過渡。2) 根據所選總體結構布置方式設計本文所要設計的變速器擋位和分配傳動比；根據機械式齒輪傳動的特點，設計齒輪軸系的具體結構尺寸；參考相關車型的雙離合變速箱箱體結構，設計本文的變速箱箱體結構和密封潤滑方式。本設計主要考慮機械傳動部分，即設計主要為齒輪箱的傳動齒輪軸系和齒輪箱箱體的設計。不會讓駕駛者感到換擋時所產生的不流暢[15]。乘用車的變速器一般都只設置一個倒擋，只有少數跑車等車型才會有兩個倒擋。由于兩軸式變速器的擋位都是布置在實心輸入軸和輸出軸上，擋位數過多時，會增加軸向長度，易使軸彎曲變形。缺點：（1）軸向長度過長。其結構簡圖如圖 所示。由于采用兩根中間軸與輸入軸的平行布置，在減少軸向尺寸的同時，徑向尺寸不得不變大。而與之相比，膜片彈簧在干式離合器上的使用彌補了它尺寸大的不足，同時還使干式離合器更易于制造，傳動效率也變高，唯一的不足就是不能提供大的轉矩，只能應用于輕型車上。比較了干式與濕式雙離合器的特性，通過性能分析、適用范圍分析以及參考同類型車型的相關應用選出本設計的雙離合器為干式雙離合器。 各軸的空間布置1—中間軸1；2—實心輸入軸與空心輸入軸；3—倒檔軸；4—中間軸2 DCT齒輪箱結構基本參數設計計算本設計采用的是六擋自動變速器，計算具體齒輪軸系需要先確定各擋的傳動比，再根據傳動比和齒輪模數才能設計出具體齒輪輪軸系的布置位置。傳動比的確定要先確定最低擋的傳動比，再根據初定的直接檔計算出其它擋位傳動比。根據前置車輛變速箱布置選μ=60%—路面附著系數，平時車輛行駛路面，~，根據式（34）帶入數據計算得：所以可以得到一檔傳動比的取值范圍：各擋為近似等比數列，公比為： (35)式中：n為擋數。DCT的中心距一般根據下述經驗公式計算： (37)式中：A—變速器中心距—中心距系數，乘用車:=~，取=—發動機最大轉矩，—變速器一檔傳動比—變速器傳動效率，取96%中心距可先由公式（37）計算得到，即：式中：—中間軸1與實心輸入軸距離為中間軸與空心軸的中心距。初選螺旋角。① 1擋齒輪副齒數的計算1擋傳動比：式中：—1擋主動齒輪齒數—1擋從動齒輪齒數1擋嚙合齒輪齒數和為，計算公式為：（38）由初算的和β角，代入式（38）可計算出在取齒數和時應注意最好不使為偶數，以減少大小齒輪有公約數的機會，否則會出