汽車雙離合式自動變速箱結構設計畢業設計論文(專業版)

　　

【正文】 把不滿足的部分加以改進，重新繪制了裝配圖。通過計算各擋位工作時軸的剛度和強度得出本設計的齒輪軸能夠滿足使用要求。將擋位分為奇偶擋，（a）所示；（b）所示；（a）奇數擋工作校核結果項目1擋3擋5擋實心輸入軸中間軸1實心輸入軸中間軸1實心輸入軸中間軸2/mm/mm/rad/mm（b）偶數擋軸工作校核結果項目2擋4擋6擋空心輸入軸中間軸1空心輸入軸中間軸1空心輸入軸中間軸2/mm/mm/rad/mm經過計算可知，車輛在行駛掛擋時軸的剛度能夠滿足使用要求。1) 1擋齒輪的彎曲應力計算：在式（42）中只有齒形系數是要選取的，其他的參數都在前面已經計算或選出。箱體為剖分式結構。軸的長度要根據安裝要求和與輸入、輸出齒輪的配合來定。空心軸的內外直徑按式（315）設計，內徑的尺寸要考慮安裝滾針軸承的大小。參考相關車型的變速箱軸設計，實心軸上的1擋主動齒輪做成齒輪軸，與軸設計成一體的，3擋和5擋主動齒輪通過花鍵安裝在實心輸入軸上。核算3擋傳動比的大小：式中：—3擋主動齒輪齒數—3擋從動齒輪齒數，確定3擋齒輪齒數。⑤ 齒輪修正齒輪修正常采用變位齒輪。汽車變速器的齒輪多采用滲碳合金鋼制作，為滲碳合金鋼20CrMnTi。故有： (31)則由式（31）可計算出車輛爬最大坡度時所需要的傳動比為范圍： (32)式中：m—汽車總質量，由設計參數得m=2000kgg—重力加速度，g=f—滾動阻力系數，—最大爬坡角，乘用車的最大爬坡度約為30%，176。1擋、2擋、3擋和4擋從動齒輪布置在中間軸1上，5擋和6擋從動齒輪布置在中間軸2上，并且奇數擋主動齒輪布置在實心輸入軸上，偶數擋主動齒輪布置在空心輸入軸上，倒擋采用兩個惰輪布置在倒擋軸上。應用：常用在前置前驅動乘用車上，或在需要較大轉矩的車型中。每擋的從動齒輪都經過中間軸再傳遞回輸入軸，增加長度的同時還要保證剛度，在中間軸中間要布置支撐保證強度，使箱體變復雜。第二種倒擋是布置兩個惰輪，兩個惰輪在一根倒擋軸上，一個倒擋齒輪和輸入軸上的齒輪連接帶動倒擋軸轉動，另一個倒擋齒輪通過倒擋軸再與倒擋輸出齒輪嚙合，傳出動力，實現車輛倒退，這樣設計使每個倒擋齒輪只受一次彎曲載荷，工作環境更穩定，還可以增大倒擋傳動比[18]。雙離合式自動變速器的傳動部分是機械式齒輪傳動，與傳統的手動變速器相似。目前，比亞迪等大型車企也已研究出自主品牌的DCT，并實現了下線裝備[14]。第一代雙離合變速箱沒有量產，只是在載貨車上進行過試驗[45]。汽車雙離合式自動變速箱結構設計畢業論文目錄第1章緒論 1 1 DCT的研究目的及意義 1 2 國外研究現狀 2 國內研究現狀 3 4第2章 DCT的總體方案 5 5 DCT的組成和工作原理 5 DCT的組成 5 DCT工作原理 5 6 DCT常用結構形式 7 雙離合器的分析及選用 10 DCT總體設計方案的確定 11 本章小結 12第3章 DCT變速箱結構設計計算 13 DCT變速箱總體結構設計 13 DCT齒輪箱結構基本參數設計計算 14 DCT的擋位數和傳動比設計 14 中心距設計 17 DCT齒輪結構參數設計計算 18 齒輪形式和材料 18 齒輪參數設計 18 各擋位齒輪齒數的分配 19 DCT軸的參數設計計算 23 軸的結構分析 23 軸的結構設計計算 23 26 27 箱體結構設計 27 變速箱的密封和潤滑 28 29第4章 齒輪軸系的校核 30 30 30 32 33 33 36 38 39結論 40參考文獻 41攻讀學士學位期間發表的論文和取得的科研成果 43致謝 44IV第1章緒論隨著社會經濟的快速發展，汽車已成為日常中必備的交通工具，步入千家萬戶，人們對于汽車駕駛的追求已經不再是簡單的代步工具。 年Kegresse發明的雙離合器自動變速器二十世紀70年代，Porsche把雙離合變速器應用到專業賽車上。安裝雙離合自動變速器的車型在中國正在進一步受到熱捧，政府和企業研究機構正加大投入，使自主品牌的DCT占有更大的市場份額。其工作原理可以理解為兩臺手動變速箱分別工作，每當換擋時總是兩臺變速箱交替工作，并把他們放在一個變速箱內。DCT的結構有多種設計形式，在本文中按照齒輪軸的中間軸布置形式分為，可以將其分為兩軸式、單中間軸和雙中間軸式三種型式。（3）傳動效率低。 雙離合器的分析及選用DCT的第一部分為雙離合器，雙離合器的選擇是設計變速箱的第一步。從動齒輪通過同步器與輸出軸連接傳遞動力。取=20176。齒輪精度不低于7級。變位系數的分析選擇：變為齒輪能夠避免齒輪根部相切，提高齒輪運行時的平穩性，避免不必要磨損降低齒輪使用壽命。3) 4擋齒輪副齒數的計算根據初選的4擋傳動比，可計算出4擋齒輪齒數。軸上還有脈沖信號輪，軸的長度要根據齒輪寬度，脈沖信號輪、彈性擋圈等標準件和安裝要求來設計。空心輸入軸的長度主要是兩個齒輪齒寬和支撐端軸承安裝長度，還有2擋和6擋齒輪之間同步器的安裝長度。齒輪的定位采用套筒與軸肩兩邊定位。因為傳動軸是空間布置的沒有都在一條水平線上，所以不能采用水平剖分，參考原車型變速箱箱體，將箱體沿一側軸承分開。當量齒數：1擋的變位系數，選。掛倒擋時軸的計算公示也是一樣的，計算結果也能滿足使用。 實心輸入軸1擋受力分析（a）軸受力圖；（b）水平面受力圖；（c）水平面彎矩圖（d）垂直面受力圖；（e）垂直面彎矩圖輸入軸的軸承為圓錐滾子軸承，型號為30205。本文主要是對雙中間軸式DCT變速箱基本結構的設計計算，并繪制了裝配圖。③ 對確定的雙中間軸式 DCT各部分的計算結果進行校核。掛倒擋時驗算結果也能符合使用要求。② 其他擋位工作時軸的剛度也按1擋的計算方法計算，可以得到各擋位工作時軸的剛度。斜齒彎曲強度計算斜齒彎曲應力: (41)式中：—圓周力（N），；為計算載荷（N?mm）d—節圓直徑（mm），—應力集中系數,=b—齒面寬度（mm） t—法向齒距（mm），y—齒形系數， 齒形系數y—重合度影響系數，將上述參數代入式（41），計算得： (42)計算載荷按發動機的最大輸入轉矩計算，乘用車許用應力在180~350MPa范圍選取。變速箱箱體材料一般用鑄件，材料為ZL107，ZL107為鑄造鋁合金。倒擋軸上只有兩個倒擋齒輪通過花鍵與軸相連。空心輸入軸上4擋、6擋共用的主動齒輪和2擋主動齒輪都為齒輪軸，這樣設計能夠提高軸的強度。實心輸入軸在空心輸入軸中轉動，兩根軸都采用階梯軸的結構形式設計。由初選的，根據式（38）可計算出。則齒寬b=22mm④ 齒頂高系數齒頂高系數的選擇：汽車變速器齒輪的齒頂高系數規定為=。 齒輪形式和材料現在生產的雙離合器自動變速器為實現具有運轉平穩、噪聲低、壽命長等突出的特點，全部采用斜齒輪傳動方案。汽車爬坡為最大角度時，需要用最大轉矩，即掛1擋行駛，此時行駛速度很慢，忽略空氣阻力，轉化成物理受力分析，則最大驅動力要大于等于輪胎與地面間的滾動摩擦力及汽車重量在沿斜面的分力。兩根輸入軸分別與雙離合器相連，換擋時通過對兩個離合器的離合，控制兩根輸入軸傳遞動力。每一擋位的動力輸出都要經過至少兩對齒輪嚙合才能將動力輸出，每一級齒輪傳動都會使傳動效率變低，在三種布置中，它的效率最低。（2）結構較復雜。一種是倒擋只用一個惰輪傳遞動力，這就造成這個惰輪要同時承受來自主動齒輪與中間軸上所帶來的彎曲應力影響。駕駛者在換擋時要先踩下離合器踏板，使離合器斷開接觸，再另所掛擋齒輪嚙合，完成齒合后再松開離合器，再接通發動機動力，這就不能實現動力傳遞的連續性。奇瑞汽車經過近十年的研究，在國家863計劃的部分DCT成功得到展示，奇瑞第一款干式雙離合式自動變速器裝在車A520上。其動力通過雙個離合器分別傳遞到與他們相連的兩根輸入軸上，相鄰各擋的從動齒輪分別布置在中間軸上，換擋時，通過控制兩個離合器的分離與閉合帶動要換擋齒輪交錯與兩輸入軸上主動齒輪嚙合，不用切斷發動機與變速箱之間連接就能實現傳動比的轉換。為了滿足更多的不同種類的需求，汽車需要有更好的操縱系統，車輛操縱系統已從最開始的手動變速發展到現在的多種自動化變速。這種變速器實現了換擋時因動力斷開產生的停滯現象，它也沒有在賽車之外的車輛上得到廣泛應用。本課題設計的汽車雙離合式自動變速箱，涵蓋發動機、雙離合器本體、雙離合器電機執行機構、雙中間軸式變速器、驅動軸—車輪總成。汽車運行時，總有一個擋位的齒輪組嚙合，在駕駛者根據路況要換擋時，車載電腦會根據汽車在不同路況的行駛對駕駛者的換擋意圖做出判斷，并且預先準備將另一臺離合器接合，實際上還沒有接合；當換擋時，使用中的離合器分離，帶動使用中擋位的齒輪與發動機傳來動力中斷，同時另一臺離合器閉合，已被預先準備掛擋的齒輪嚙合。兩軸式DCT：不布置中間軸，將各擋主動齒輪按奇偶擋分別布置在實心輸入軸與空心輸入軸上，與他們嚙合的從動齒輪布置在輸出軸上，掛擋時動力傳輸直接從輸出軸輸出。只有在最高速擋運行時傳動效率才比較高，其他擋位傳動效率都不高。從Luk公司提供的離合器負載指數和能力指數的對比圖，讓我們對離合器的選用有了更為明確的方向，如圖 。 雙中間軸式變速箱裝配圖1—2擋齒輪；2—4擋