毕业设计(论文)汽车双离合式自动变速箱结构设计.doc
《毕业设计(论文)汽车双离合式自动变速箱结构设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)汽车双离合式自动变速箱结构设计.doc(54页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、学号密级哈尔滨工程大学学士学位论文汽车双离合式自动变速箱结构设计院(系)名称:专业名称:学生姓名:指导教师:2014年6月汽车双离合式自动变速箱结构设计杨明哈尔滨工程大学学号密级汽车双离合式自动变速箱结构设计Design of Double Clutch TypeAutomatic TransmissionStructure学生姓名:所在学院:所在专业:指导教师:所在单位:论文提交日期:2014年6月12日论文答辩日期:2014年 6 月22日学位授予单位:摘要双离合式自动变速箱是新一代的自动变速器。它结合了液力机械自动变速器和电控机械自动变速器的优点,实现了动力换挡、减少了换挡时间、提高了换
2、挡品质、极大地提高了汽车的舒适性和操纵性,已成为汽车变速器新的发展方向。双离合自动变速箱的结构设计对于变速箱换挡性能和制造成本、制造复杂程度的影响至关重要。本文主要展开了双离合式自动变速器的结构设计,主要进行了以下的工作:在分析了常见的双离合式自动变速箱的结构形式和工作原理基础上首先确定了干式双离合的双中间轴式自动变速器的总体方案。针对双中间轴式DCT的齿轮箱的传动比进行分配就算,确定齿轮轴系的结构,然后对双离合式自动变速器的箱体部分进行设计,最后对主要的零部件:齿轮轴、齿轮、轴承等进行计算校核,结果表明本文的结构设计满足强度要求,设计合理。本文所设计的干式双中间轴式自动变速器其具体设计过程和
3、校核分析作为具体案例具有参考意义。关键词:双离合器自动变速器;干式双离合器;双中间轴式ABSTRACTDualclutch automatic gearbox is a new generation of automatic transmissions. It combines the advantages of hydromechanical automatic transmission and electronically controlled mechanical automatic transmission to achieve a power shift, reducing the
4、shift time, improved shift quality, which greatly improves the cars comfort and maneuverability, has become a vehicle new direction transmission, and has broad market prospects. Structural design for the dual-clutch automatic transmission gearbox shift performance and manufacturing costs, manufactur
5、ing is crucial influence complexity.In this paper launched a design dual-clutch automatic transmission, mainly for the following tasks: the analysis of the basic structure and operating principle of the common dual-clutch automatic gearbox on first determine the twin countershaft dual dry clutch Ove
6、rall program type automatic transmission. For dual-DCT gearbox intermediate shaft gear ratio allocated even to determine the structure of the gear shaft, and then on the housing portion of the dual-clutch automatic transmission design, the final major components: gear shafts, gears, bearings such as
7、 checking calculations, the results indicate that the structural design of this paper to meet the strength requirements, reasonable design.This article is designed dry dual countershaft type automatic transmission to their specific design and verification process analysis with the reference value as
8、 a specific case.Keywords:Dual Clutch Transmission;dry dualclutch;twin countershafttype目录第1章绪论11.1双离合器自动变速器的产生背景11.2 DCT的研究目的及意义11.3国内外研究现状21.3.1 国外研究现状21.3.2 国内研究现状31.4选题的研究内容4第2章DCT的总体方案52.1整车主要技术指标52.2 DCT的组成和工作原理52.2.1 DCT的组成52.2.2 DCT工作原理52.2.3换档过程62.3 DCT常用结构形式72.4 双离合器的分析及选用102.5 DCT总体设计方案的确定
9、112.6 本章小结12第3章DCT变速箱结构设计计算133.1 DCT变速箱总体结构设计133.2 DCT齿轮箱结构基本参数设计计算143.2.1 DCT的挡位数和传动比设计143.2.2 中心距设计173.3 DCT齿轮结构参数设计计算183.3.1 齿轮形式和材料183.3.2 齿轮参数设计183.3.3 各挡位齿轮齿数的分配193.4 DCT轴的参数设计计算233.4.1 轴的结构分析233.4.2 轴的结构设计计算233.5轴承分析及选用263.6变速箱箱体结构设计和密封润滑273.6.1 箱体结构设计273.6.2 变速箱的密封和润滑283.7本章小结29第4章齿轮轴系的校核304
10、.1齿轮强度校核304.1.1斜齿轮弯曲强度计算304.1.2齿轮接触应力计算324.2轴强度校核334.2.1轴的刚度验算334.2.1轴的强度验算364.3轴承强度校核384.4本章小结39结论40参考文献41攻读学士学位期间发表的论文和取得的科研成果43致谢44第1章绪论1.1双离合器自动变速器的产生背景随着社会经济的快速发展,汽车已成为日常中必备的交通工具,步入千家万户,人们对于汽车驾驶的追求已经不再是简单的代步工具。为了满足更多的不同种类的需求,汽车需要有更好的操纵系统,车辆操纵系统已从最开始的手动变速发展到现在的多种自动化变速。如今越来越多汽车公司将生产出来的车辆装备自动变速箱,先
11、后出现了多种自动变速器。这些变速器都是采用机械式传动的自动变速器,可以把传动效率、结构紧凑和复杂度、工作可靠性、燃油经济性和动力性协调到平衡状态,但都有一个问题就是在换挡过程中动力传输中断严重恶化了换挡动力性,降低了换挡舒适性。为了克服换挡动力中断这一问题,通过巧妙的机械结构设计将两个独立的离合器有机耦合为一体的机械离合器自动变速器,这样就可以充分的利用传统变速器的结构简单紧凑、传动效率高、工作可靠的优点1。最终由德国工程师设计出世界上第一种采用双离合器结构的机械式自动变速器(DCT)。1.2DCT的研究目的及意义现在主流车辆上应用的变速箱有手动和自动两种变速箱,他们各有优缺点,在不同的驾驶者
12、手里存在不同的感觉。手动挡变速箱换挡时的操控性能够带给驾驶者驾驶的乐趣,但手动变速箱存在换挡动力中断的现象;自动变速箱带给驾驶者的是换挡连贯性,但自动变速箱结构复杂,导致换挡慢,使体验降低。双离合式自动变速箱是一种综合传统的自动变速箱的特点,并发展了它们的优点的新一代自动变速箱。双离合式自动变速箱的主要优势有两方面:第一是对车辆性能的提高,包括对换挡时间、换挡冲击、燃油经济性、加速性能方面都得到了提高;第二方面是能降生产成本,包括采用平行轴式的布置代替结构复杂的行星轮和液力变矩器,使结构简单紧凑,制造复杂程度降,同时因其传动结构与传统的机械齿轮传动相似,只需要在原有手动变速器的生产设备基础上再
13、购入一些特定设备即可生产,生产继承性好,这对于国内很多车企如何解决刚起步就面临转型的压力具有借鉴学习的意义2-3。进入二十一世纪以来随着汽车行业的快速发展,我国开始意识到能否掌握自动变速箱技术的自主研发在未来汽车发展中将起到重要影响。双离合器自动变速器在国内的研究才刚刚起步,车企的研发机构和大学校园的研究课题主要针对结构设计、控制理论的研究,在不久的将来能把研究理论结合车企的实际生产,生产出装备自主品牌的双离合变速箱将对我国自动变速箱的发展起到重要意义。1.3国内外研究现状1.3.1国外研究现状双离合自动变速器最早出现在二十世纪三十年代末,由德国工程师Kegresse.A设计出第一代的双离合变
14、速器,如下图1.1所示。这是人类汽车史上重大变革,他第一次把手动变速箱改为两大部分来进行设计。其动力通过双个离合器分别传递到与他们相连的两根输入轴上,相邻各挡的从动齿轮分别布置在中间轴上,换挡时,通过控制两个离合器的分离与闭合带动要换挡齿轮交错与两输入轴上主动齿轮啮合,不用切断发动机与变速箱之间连接就能实现传动比的转换。第一代双离合变速箱没有量产,只是在载货车上进行过试验4-5。图1.11939 年Kegresse发明的双离合器自动变速器二十世纪70年代,Porsche把双离合变速器应用到专业赛车上。这种变速器实现了换挡时因动力断开产生的停滞现象,它也没有在赛车之外的车辆上得到广泛应用。随着电
15、脑集成控制技术快速发展,对双离合式自动变速器的控制方法有了更大的进步空间,并将电子控制的DCT应用到越来越多的车辆上。进入21世纪以来,汽车变速器的研发进入快车道,联合研发使变速器更新换代更快。近年来获得最大成功的要数德国Volkswagen公司与美国Borg Warner联合开发的DCT变速器,如图1.2所示。其中Volkswagen公司主要对变速器主体结构进行制造并对变速器进行初步组装;而Borg Warner公司主要供应双离合器和机电控制部件,这些部件可以把手动变速器升级为双离合自动变速器。截至2008年底,除Volkswagen公司外,已有Porsche、BMW、NISSAN、Ford
16、 Motor Company、Volvogroup、AudiAG等多家汽车公司生产装备DCT 的车型6。图1.2大众与博格华纳合作生产的 DCT 系统1.3.2国内研究现状21世纪初,我国才开始对双离合器自动变速器进行具体的研究。主要研究方向也集中在操控方面,做这些研究的多是大学研究机构或者车企的相关研究所。如吉林大学的牛铭奎、程秀生、葛安林7-8等和同济大学的杨伟斌、吴光强9-10等对双离合器式自动变速器换档特性及换档品质的研究;重庆大学姚晓涛、秦大同11等对干式双离合器自动变速器起步的控制研究;北京理工大学郭晓林12、马彪13等对湿式离合器充放油过程动态特性的研究。我国在“十一五”863项
17、目中关于“汽车开发先进技术”重大项目中变速器的开发占了重要比重。2008年8月,中联发实业有限公司成立,通过引进双离合器自动变速器技术,走向自主研发的道路。在国内,几大汽车企业正在转变发展方向,由直接引进到自主研发自动变速器的过渡。一汽大众正在研发双离合器自动变速器的主要控制单元,上汽集团正在扩大生产线,提高产品竞争力,并且生产出装备自主品牌DCT的车型了。奇瑞汽车经过近十年的研究,在国家863计划的部分DCT成功得到展示,奇瑞第一款干式双离合式自动变速器装在车A520上。目前,比亚迪等大型车企也已研究出自主品牌的DCT,并实现了下线装备14。安装双离合自动变速器的车型在中国正在进一步受到热捧
18、,政府和企业研究机构正加大投入,使自主品牌的DCT占有更大的市场份额。1.4选题的研究内容本课题设计的汽车双离合式自动变速箱,涵盖发动机、双离合器本体、双离合器电机执行机构、双中间轴式变速器、驱动轴车轮总成。通过查阅文献资料,确定总体结构设计方案,分析校核计算,选择合适的零部件,并绘制装配图即零件图。课题研究内容:1) 对常见的双离合式自动变速箱的结构形式和工作原理进行分析,选择出本设计所选用的布置结构;比较干式与湿式双离合器的性能差异,选出双离合器;并确定出本文所涉及的总体结构方案。2) 根据所选总体结构布置方式设计本文所要设计的变速器挡位和分配传动比;根据机械式齿轮传动的特点,设计齿轮轴系
19、的具体结构尺寸;参考相关车型的双离合变速箱箱体结构,设计本文的变速箱箱体结构和密封润滑方式。3) 最后对变速箱齿轮轴系部分进行校核,包括传动齿轮、齿轮轴、轴承等的校核计算。确定本文设计的变速箱是否合理。第2章 DCT的总体方案2.1整车主要技术指标本文对双离合器自动变速器总体方案的设计主要是对自动变速箱齿轮轴系和变速箱箱体的设计。现在在汽车上已经有比较成熟的双离合式自动变速器,参考同型号的相关车型选出本文设计的主要技术指标如表2.1所示。表2.1 整车主要参数质量参数整车总质量2t发动机参数最大转矩186.2Nm最大转速6500rpm车轮滚动半径308mm排量2.0L其他的要求:箱体的设计参数
20、要参考相关车型变速箱的具体布置和安装尺寸来综合考虑。2.2 DCT的组成和工作原理2.2.1DCT的组成双离合式自动变速器大体可分为:双离合器部分、齿轮箱和机电控制部分。三大部分中双离合器模块和齿轮箱是负责动力传输的,把发动机的动力通过离合器和齿轮传动输出到驱动桥上;机电控制部分是双离合自动变速器的大脑,它通过分析行驶状况控制双离合器闭合和挂挡,包括双离合器与换挡的执行机构和各种传感器等。本设计主要考虑机械传动部分,即设计主要为齿轮箱的传动齿轮轴系和齿轮箱箱体的设计。2.2.2 DCT工作原理现在主流的自动变速箱都只有一台离合器,换挡过程要分为三个步骤:第一步离合器分离,第二步拨叉拨动同步器换
21、挡,第三步离合器再结合,所有的挡位切换都要完成这三步。驾驶者在换挡时要先踩下离合器踏板,使离合器断开接触,再另所挂挡齿轮啮合,完成齿合后再松开离合器,再接通发动机动力,这就不能实现动力传递的连续性。双离合式自动变速器的传动部分是机械式齿轮传动,与传统的手动变速器相似。其工作原理可以理解为两台手动变速箱分别工作,每当换挡时总是两台变速箱交替工作,并把他们放在一个变速箱内。汽车运行时,总有一个挡位的齿轮组啮合,在驾驶者根据路况要换挡时,车载电脑会根据汽车在不同路况的行驶对驾驶者的换挡意图做出判断,并且预先准备将另一台离合器接合,实际上还没有接合;当换挡时,使用中的离合器分离,带动使用中挡位的齿轮与
22、发动机传来动力中断,同时另一台离合器闭合,已被预先准备挂挡的齿轮啮合。在车辆形式过程中,每个挡位的转换始终都会有一个挡位的齿轮在输出动力,从而不会发生动力传递中断的情形。换挡时只要切换双离合器交替闭合与断开就行,所以,变速器挡位数量的多少,对DCT的工作原理都不会有影响。从换挡开始到结束时间不会超过0.5s,不会让驾驶者感到换挡时所产生的不流畅15。2.2.3换档过程以双中间轴式布置的自动变速器换挡过程为例,其运动简图如下图2.1所示。图2.1双离合自动变速器内部运动简图如图2.1所示,车辆在行驶时需要从2挡挂到3挡时的换挡过程的动力由发动机输入轴离合器22挡主动齿轮2挡被动齿轮同步器中间轴差
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 汽车 离合 自动 变速箱 结构设计
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2958644.html