机械工程学院        

毕业设计（论文）开题报告

毕业设计（论文）题目：    载货汽车传动轴设计                             

学  生  姓  名：   李  慧  斐      

指导教师姓名：   武  志   斐      

专           业：   车  辆  0702     

2011 年4 月 4 日

第二篇：解放汽车变速箱设计开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告

论文题目：解放汽车变速箱设计

学    院：  

专业班级：   

学生姓名：            

学    号：          

导师姓名：         

开题时间： 20##年  4 月  6 日

1 选题依据

1.1基本任务及来源

    本设计是解放汽车变速箱设计，课题由老师指定。

1.2本课题研究背景、目的及意义

从上世纪50年代第一辆国产载货汽车下线一来，我国汽车工业经过了50多年的发展，已经成为我国的支柱产业。尤其是20##年，我国的汽车产销双双超过1800万俩，均居全球第一，产销再创新高，刷新全球历史记录。因此与之相配套的汽车变速箱也处于高速发展期。我国汽车变速箱近五年的平均增长速度超过25%，20##年预计全年增速将超过40%，国产汽车变速箱销售规模将超过600亿元。

近年来，随着车辆技术的进步和道路上车辆密度的加大，对变速箱的性能要求也越来越高。众多的汽车工程师在改进变速箱性能的研究中倾注了大量的心血，机械式变速箱技术得到了飞速的发展。机械式变速箱是目前使用最为广泛的变速箱。虽然它有诸多缺点，如换挡冲击大，体积大，操作麻烦等，但是它也有很多优点，如工作可靠，传动效率高，寿命长，制造工艺成熟和成本低等。所以如果改善上述缺点，他还是有很大的发展空间的。如果在减小体积和提高传动平稳性两方面做研究，就可以解决这些问题。

现代汽车的动力装置，其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。这些矛盾，单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。因此就出现了车用变速箱和主减速器。变速箱用来改变发动机传在驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、转弯、爬坡、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有力的工况范围内工作。变速箱设有空挡，可在启动发动机，汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速箱的倒挡可使汽车获得倒退行驶的能力。需要时，变速箱还有动力输出功能。变速箱和主减速器的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。随着科学技术的日益发展，货车的各项性能也日臻完善。现代货车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通工具。现代货车除了装有性能优良的发动机外，还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将货车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此货车变速箱的设计显得尤为重要。

经过大学四年的刻苦学习，我掌握了多门基础知识和专业知识。在大学毕业，即将走上工作岗位之际，根据国家教委和学校的要求，进行了解放汽车变速箱的设计。毕业设计是对每个大学生进行知识掌握与实际运用的一次大检阅，充分体现一个设计者的知识掌握程度和创新思想。通过本次设计，我将进一步巩固所学知识，提高实际运用能力，为以后的工作学习打下良好的基础。

1.3本课题国内外研究现状及趋势

1.3.1国外研究现状及趋势

从全球乘用车市场看，采用液力自动变速箱的乘用车占据相当高的比例，几乎所有乘用车型均提供自动变速箱和手动变速箱的选装配置，而在大部分高档豪华车型上只提供自动变速箱。在一些汽车发达国家自动变速箱乘用车已占主流地位。在世界不同国家和地区，自动变速箱乘用车的市场占有率有很大差别。这和各国自然地理条件、道路状况、交通法规、人均收入水平、用户购买心理等有很大关系。

近年来，自动变速箱（AT）在北美市场，AT和CVT（无级变速箱）在日本市场，手动变速箱在欧洲市场分别占据主导地位。几年前开始出现双离合器变速箱（DCT），这将在一定程度上改变现有的市场格局。而未来几年，全球的乘用车变速箱市场的竞争将在AT、CVT和DCT之间激烈展开。

在北美地区，自动挡乘用车的市场占有率最高。美国消费者惯于对自动变速箱的偏爱，而且美国乘用车一向以车身大、发动机排量大、耗用高闻名于世，汽车生产商几乎不生产A00、A0级微型车。美国三大汽车公司始终坚持对自动变速箱的研究和提高，先进的六速变速箱将充分利用现有的四速自动变速箱的设施和基础，而其燃油经济性也将更好。然而，随着能源紧缺、油价高居不下，美国消费者在注重乘驾舒适性的同时，开始关心各种可以降低燃油消耗的方法：双离合器技术便是其中之一。因此在北美市场上，手动变速箱会继续减少，相当部分4速自动变速箱将被6速或者更多挡位的自动变速箱逐步取代。

日本市场一直是一个比较特殊的市场，狭小的国土面积，拥挤的城市交通以及对CVT技术的深入研究使得他们将维持现有的状况：AT、手动和CVT在市场共存。日本大约是2人一辆车，为进一步开拓国内市场，厂家针对女性群体开发生产了近百种装液力自动变速箱的小排量车。据统计，在日本本土生产的且只在国内销售的近400种车型中，仅有60多种手动机械变速箱车型、近200种AT车型、40种CVT车型。

在欧洲市场，原本是手动变速箱的市场，不断被自动变速箱占领。欧洲汽车制造商和经销商协会日前统计的数据显示，在英国，现在装配自动变速箱的汽车占汽车总量的15%，而5年前的比例是13.5%。依靠已有的手动变速箱生产设施和条件，双离合器变速箱在欧洲已经被大批量生产，其自动换挡的特性以及相对于传统的4速自动变速箱有10%的节约燃料经济性，使其逐渐占据了一部分原有的手动变速箱和自动变速箱市场。双离合变速箱在欧洲市场将会快速发展。据预测，20##年欧洲变速箱市场上，配备手动变速箱（MT）的汽车将占52%，配备机械式自动变速箱（AMT）的将占10%，配备无级变速箱（CVT）的将占2%，配备双离合器变速箱（DCT）的将占16%，配备自动变速箱（AT）的将占20%。

目前世界上自动变速箱制造厂家主要有十家，整车制造厂一般都根据需求从这十家自动变速箱制造厂中选配相关产品用于本厂制造的车辆。现在市场上的变速箱细分为5类：手动变速箱（MT）、手动自动一体变速箱（AMT）、无级变速箱（CVT）、双离合器变速箱（DCT）和自动变速箱（AT），各自都有不同优势。国内外的汽车制造与销售数据显示人们对汽车驾乘的舒适性越来越重视。在欧洲市场，原本是手动变速箱的市场，不断被自动变速箱占领。如在英国，现在装配自动变速箱的汽车占汽车总量的俄15%。而5年前，这个数字式13.5%.目前，世界著名的变速箱制造商——德国ZF公司预测说到20##年，北美市场出售的汽车中将只有6%是手动挡，20##年欧洲变速箱市场上，配备手动自动一体的变速箱将占20%，可以预见带有自动功能变速箱的汽车是未来市场的主导产品，发展和掌握自动变速箱制造技术是追赶世界变速箱制造潮流的方向。

1.3.2国内研究现状及趋势

中国汽车变速箱市场正处于快速发展变化的时期。一方面国内汽车市场巨大的潜力为变速箱行业提升增长空间，20##年中国汽车销售938万辆，20##年增长8.6%.，达到1019万辆。另一方面，自动变速箱技术的快速发展，给国内汽车变速箱市场带来了新的发展机遇。我国汽车变速箱市场规模大300亿元以上，自动变速箱的需求比例在不断提高。

在乘用车领域，目前有能力生产轿车自动变速箱的国内企业仅有吉利、奇瑞等少数几家，一些合资10多年的企业，还在使用进口自动变速箱。自主品牌轿车自动变速箱市场占有率不到10%。在商用车手动变速箱领域，国产品牌已占主导地位。其中重型汽车变速箱几乎由陕西法士特齿轮有限责任公司、綦江齿轮传动有限公司、山西大同齿轮集团有限责任公司、一汽哈尔滨变速箱厂等几家包揽。但是技术含量更高的自动变速箱市场却依然是进口产品的天下。与此同时，国际自动变速箱巨头已经完成了其在中国的战略布局。只卖产品、不卖核心技术的手段使中国自动变速箱对外资依赖性日益加强，年进口额已达100亿元左右。随着这种局面的加剧，预计未来3-5年行业洗牌和市场整合正在来临。

当中国一些汽车企业目前还在考虑如何开发CVT和AMT时，大众公司的DCT已经进入批量应用阶段。在这项技术上，中国能否与国外同步发展？国外进入这个领域的时间也不是很长，我国的整车或零部件企业面临着迎头赶上的良好契机，可在整合国际资源、消化吸收先进技术的过程中，掌握开发新型变速箱系统的核心技术。中国某些企业投入大量人力物力用于传统AT和CYT的研究，在开发变速箱方面进入了误区。中国企业首先应该在耐久性、噪声、换挡性能三方面，改进现有MT的质量和性能。然后，在商用车尤其是轻卡方面，加入AMT的研发力度，在轿车、SUV、MPV等领域加大DCT的开发投入，力争与国外DCT研发同步，这对中国企业来说是一个难得的契机。

2 研究内容及设计方案

2.1传动机构布置方案

解放牌载重汽车是4*2双轴载重汽车，其载重量在一般道路上使用时一般为三顿。本设计采用发动机前置后轮驱动的布置形式。与之相匹配，本设计的变速箱采用中间轴式的变速箱。这种传动方案的特点是：

（1）  设有直接挡；

（2）  一挡有较大的传动比；

（3）  挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮可以采用或不采常啮合齿轮传动；

（4）  除一挡以外，其他挡位采用同步器或啮合套换挡；

（5）  除直接挡外，其他挡位工作时的传动效率略低。

    为保证变速箱具有良好的工作性能，对变速箱提出以下的设计要求：

（1）  保证汽车有必要的动力性和经济性；

（2）  设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传递；

（3）  设置倒挡，使汽车能倒退行驶；

（4）  设置动力输出装置，需要时能进行功率输出；

（5）  换挡迅速、省力、方便；

（6）  工作可靠，汽车行驶过程中，变速箱不得有跳挡、乱挡以及换挡冲

（7）  击等现象发生；

（8）  变速箱应当有高的工作效率；

（9）  变速箱的工作噪声低。

除此之外，变速箱还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。

2.2换挡方式的选择及设计

变速箱换挡结构形式有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种。

滑动齿轮的优点是结构简单，紧凑，容易制造，但其在换挡时齿端面承受很大的冲击，会导致齿轮构造损坏，且直齿轮工作噪声大，换挡行程长，所以本设计不采用。啮合套式虽然换挡行程短，齿轮磨损小，但其不能消除换挡冲击，且因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性力矩增大，因此，本设计也不与采用。本设计选用的是同步器式换挡机构。使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换挡，而与换挡技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、燃油经济性和行车安全性。

同步器的设计：因为变速器输入轴与输出轴，各自以不同的速度旋转，变换档位时，两个旋转速度不一样齿轮，如果不先“同步”而强行啮合，必然会发生两个齿轮冲击碰撞，因此会损坏齿轮。旧式的变速器的换档要采用“两脚离合”的方式，换档时，先踩一次离合器，把挡拉出到空挡，放开离合器，在空挡位置停留片刻，再踩一次离合器，把挡进到另一挡中。但这个操作比较复杂，又麻烦。因此现代的变速箱都设计有“同步器”，通过同步器使将要啮合的齿轮，达到一致的转速而顺利啮合换挡。同步器有常压式和惯性式。目前全部同步式变速器上采用的是惯性同步器，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。设计时根据本设计的数据及使用情况选择合适的同步器。其他结构、操作原件的设计同样根据本设计参数及使用情况设计选取。

3进度安排

(1)  3月21日至3月27日     查阅资料，熟悉设计任务；

(2)  3月28日至4月 3 日     撰写开题报告；

(3)  4月 4 日至4月10日     翻译外文资料；

(4)  4月11日至4月17日     总体方案设计；

(5)  4月18日至4月24日     变速箱组件设计；

(6)  4月25日至5月16日     绘制变速箱装配图(AutoCAD 2004中文版)；

(7)  5月17日至5月28日     关键零件设计；

(8)  5月29日至6月 5 日     绘制零件图(AutoCAD 2004中文版)；

(9)  6月 6 日至6月12日     计算说明书；

(10)  6月13日至6月19日    撰写说明书；

(11)  6月20日至6月26日    预答辩

4参考文献

[1] Chang W C, Van Y T. Researching Design Trens for the Redesign of Product.  Design Studies，2003，24(2):173-180.

[2] Mou J, Liu C R.  An error correction method for CNC machine tools using reference parts. Transactions of namre/sme, 1994.

[3] Sutton G P. The machine tool task forch.  Bal Harbour   Bal Habour Hotel,  1980.

[4] Gene F.Franklin. Feedback control of Dynamis . systems, 4E.

[5] Asfahl, R. Robot and Manufacturing Automation. John Wiley&Sons, 1992.

[6] 朱龙根， 付云忠等. 机械系统设计. 北京：机械工业出版社， 2001.

[7] 孙志礼， 冷兴聚等. 机械设计. 沈阳：东北大学出版社， 2000.

[8] 关慧贞， 冯辛安等. 机械制造装备设计. 北京：机械工业出版社， 2009.

[9] 成大先等. 机械设计手册. 北京：化学工业出版社， 2007.

[10] 叶玉驹， 焦永和等. 机械制图手册， 北京：机械工业出版社， 2008.

[11] 李小沛， 张琳娜等. 简明公差标准应用手册， 上海：上海科学技术出版社， 2005.

[12] 吴晓玲等. 润滑设计手册， 北京：化学工业出版社， 2006.

[13] 孙恒， 陈作模等. 机械原理， 北京：高等教育出版社， 2006.

[14] 濮良贵， 纪名刚等. 机械设计， 北京：高等教育出版社， 2006.

[15] 卜玉坤. 机械英语， 北京：外语教学与研究出版社， 2001.

[16] 马玉录， 刘冬学. 机械设计制造及其自动化专业英语. 北京：化学工业出版社， 2001.

[17] 李晓豁， 于英华. 机械工程专业英语. 沈阳：东北大学出版社， 2002.

[18] 施平. 机械工程专业英语教程. 北京：机械工业出版社. 2002.