雙離合器式自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 雙離合器式自動(dòng)變速器 的六檔齒輪 系部名稱 ： 汽車工程系 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 0793111 班 學(xué)生姓名 ： 孫宏宇 指導(dǎo)教師 ： 趙 雨 旸 職 稱 ： 副教授 哈工大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 二一年十一月 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 The Graduation Design for Bachelors Degree Six archives gear wheel change gear design of pair of dyadic clutch automatic transmission Candidate： Sun Hongyu Specialty： Vehicle Engineering Class： 0793111 Supervisor： Associate Prof. Zhao Yuyang Institute of Technology 2010-11 Harbin 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 雙離合器式自動(dòng)變速器 (DualClutehTransmission，即 DCT)，是由雙軸式手動(dòng)變速器發(fā)展而來的。它既保留了結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，又具有電液控制方式的優(yōu)點(diǎn)，改善了換檔品質(zhì)，降低了油耗、故障率和制造成本。目前國內(nèi)外有許多汽車大公司與學(xué)者在致力于雙離合器式自動(dòng)變速器的開發(fā)與研究，并已在多款車上應(yīng)用。因此研究雙離合器式自動(dòng)變速器的工作特性，并對其齒輪變速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，是非常重要和必須的。 本文設(shè)計(jì)研究了雙離合器式自動(dòng)變速器的六擋齒輪變速器，對變速器的工作原理做了闡述，對 各種不同變速器的布置方案及變速器的倒檔方案做了詳細(xì)的分析后選定了本變速器的最終布置方案，對變速器中的主要零件包括齒輪形式、換擋結(jié)構(gòu)形式作了闡述并進(jìn)行了選擇、并且對變速器的擋位數(shù)、傳動(dòng)比的范圍、中心距、做初步的選擇和設(shè)計(jì)。對變速器中的齒輪的模數(shù)、壓力角、螺旋角、進(jìn)行了選擇、對變速器的各擋齒輪和軸做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了強(qiáng)度校核，對一些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型。變速器的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)。 簡單講述了變速器中各部件材料的選擇。 全套 資料 ， 扣扣 414951605 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì) II 關(guān)鍵字： 雙離合器；擋位數(shù)；傳動(dòng) 比；齒輪；自動(dòng)變速器 ABSTRACT Pair of dyadic clutch automatic transmission (DualClutehTransmission , namely DCT), is to come from biax style hand movement change gear by developing. Now that it having reserved the structure simplicity , efficient merit of drive, have had electricity liquid control mode merit , improvement shifting into quality , lessening oil consumes , the malfunction leads cost of manufacture to draw. And at present, there is a lot of important automobile company in home and abroad and the scholar is in exploitation and research concentrating efforts on dyadic Yu Shuang clutch automatic transmission, already have applied to much money vehicle. And automatic transmission performance data studying pair of clutches are dyadic therefore, change gear carries out design on its gear wheel, be very important and necessary. This design double clutch type automatic transmission gear transmission, the six blocked for transmission principle of work done on various transmission, the layout and the transmission of reverse scheme after a detailed analysis of the transmission of the final selection for transmission, the layout of main parts including gear shift structure forms, expounds the choice, and the number of transmission gears and scope, the transmission, the center distance, preliminary design and choice. Transmission of transmission scheme design. Simply tells the transmission components of material selection. 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì) III Key words: Pair of clutches； Number of Gear； Transmission Ratio； Gear； Automatic Transmission 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 . Abstract . 第 1 章 緒論 . 1 1.1 課題研究的目的意義 . 1 1.2 課題的研究現(xiàn)狀 . 3 1.3 雙離合器式自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn) . 4 1.3.1 雙離合器式自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu) . 4 1.3.2 雙離合器式自動(dòng)變速器的工作原理 . 6 1.4 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 . 12 第 2 章 雙離合器式自動(dòng)變速器方案的選擇和基本尺寸的確定 . 15 2.1 方案的選擇 . 13 2.1.1 變速器的功用和要求 . 13 2.1.2 變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 . 14 2.2 變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析 . 16 2.3 本章小結(jié) . 18 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(jì) . 19 3.1 變速器主要參數(shù)的選擇 . 19 3.1.1 擋位數(shù) . 19 3.1.2 傳動(dòng)比范圍 . 19 3.1.3 中心距 A. 20 3.1.4 軸向尺寸 . 20 3.1.5 齒輪參數(shù) . 20 3.2 變速器各擋傳動(dòng)比的選擇 . 23 3.2.1 初選傳動(dòng)比 . 23 3.2.2 最大傳動(dòng)比的選擇 . 23 3.2.3 其他各擋傳動(dòng)比的確定 . 24 3.3 各擋齒輪齒數(shù)的分配 . 24 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3.3.1 一檔齒輪參數(shù) . 25 3.3.2 確定二檔齒數(shù) . 26 3.3.3 確定三檔齒輪齒數(shù) . 28 3.3.4 確定四檔齒輪齒數(shù) . 29 3.3.5 確定五檔齒輪齒數(shù) . 31 3.3.6 確定六檔齒輪齒數(shù) . 32 3.3.7 確定倒檔齒輪齒數(shù) . 33 3.4 本章小結(jié) . 35 第 4 章 變速器齒輪強(qiáng)度的計(jì)算與材料的選擇 . 36 4.1 齒輪的損壞原因及形式 . 36 4.2 齒輪材料的選擇 . 36 4.3 齒輪材料的強(qiáng)度計(jì)算與校核 . 36 4.4 各軸上的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 . 38 4.5 各擋齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 . 39 4.6 各擋齒輪接觸應(yīng)力的計(jì)算 . 40 4.7 本章小結(jié) . 42 第 5 章 變速器軸的設(shè)計(jì)與校核 . 43 5.1 軸的功用 與類型 . 43 5.1.1 軸的功用 . 43 5.1.2 軸的分類 . 43 5.1.3 軸的材料 . 43 5.1.4 軸的工藝要求 . 44 5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 44 5.2.1 軸的加工工藝性 . 44 5.2.2 軸的裝配工藝性 . 44 5.2.3 軸的設(shè)計(jì) . 44 5.3 軸的校核 . 46 5.3.1 第一輸出軸的校核 . 46 5.3.2 第二輸出軸的校核 . 48 5.4 本章小結(jié) . 50 第 6 章 變速器同步器設(shè)計(jì) . 51 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6.1 同步器的結(jié)構(gòu) . 51 6.2 同步器的主要參數(shù)確定 . 52 6.3 本章小結(jié) . 53 結(jié)論 . 54 參考文獻(xiàn) . 55 致謝 . 56 附錄 . 57 附錄 A 外文文獻(xiàn)原文 . 57 附錄 B 外文文獻(xiàn)原文 中文翻譯 . 63 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 1.1 變速器的類型及發(fā)展方向 汽車傳動(dòng)系的基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給車輪，一般來說，車輪由外力負(fù)載決定的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)所提供的有大的偏差，因此傳動(dòng)系的功用可概括為：通過變換傳動(dòng)比來調(diào)節(jié)或變換發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，將動(dòng)力經(jīng)濟(jì)而方便的傳給車輪，以適應(yīng)外界道路和負(fù)載的變化。在汽車傳動(dòng)系的發(fā)展過程中，自動(dòng)變速一直是人們追求的目標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，自動(dòng)變速技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。在轎車日益普及 ,非熟練駕駛員大量增加 的今天 ,汽車自動(dòng)變速器的應(yīng)用有著更加重要的意義 。 汽車自動(dòng)變速器主要有液力機(jī)械式 (AT,Automatic Transmission)、電控機(jī)械式(AMT,Automated Manual Transmission) 、雙離合器式（ DCT Double Clutch Transmission）、無級(jí)變速器 (CVT,ContinuouslyVariable Transmission)等幾種形式。在AT 中，液力變矩器具有無級(jí)連續(xù)變速和變矩的能力，對外部負(fù)載具有良好的自動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)性能，使車輛起步平穩(wěn)，加速迅速、均 勻、柔和，加之液體傳動(dòng)本身特有的減震性能，又進(jìn)一步降低了傳動(dòng)系的尖峰載荷和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。它延長了傳動(dòng)系的使用壽命，提高了乘坐舒適性和車輛平均速度，以及行使安全性和通過性等。因此，它是目前世界車輛自動(dòng)變速器的主導(dǎo)產(chǎn)品。目前美國轎車 AT 的裝車率達(dá)到 95%左右 1，西歐也達(dá)到 30%左右 1。 1、手動(dòng)變速器 (MT) 手動(dòng)變速器（ Manual Transmission）采用齒輪組，每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各檔的變速比是個(gè)定值 (也就是所謂的 “級(jí) ” )。比如，一檔變速比是 3.852,二檔是2.552,再 到五檔的 0.752,這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動(dòng)比，總共只有 5 個(gè)值(即有 5 級(jí) )，所以說它是有級(jí)變速器。 2、自動(dòng)變速器（ AT） 自動(dòng)變速器（ AutomaticTransmission），利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。雖說自動(dòng)變速汽車沒有離合器，但自動(dòng)變速器中有很多離合器，這些離合器能隨車速變化而自動(dòng)分離或合閉，從而達(dá)到自動(dòng)變速的目的。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 3、手動(dòng) /自動(dòng)變速器（ AMT） 其實(shí)通過對一些車友的了解，他們并不希望摒棄傳 統(tǒng)的手動(dòng)變速器，而且在某些時(shí)候也需要自動(dòng)的感覺。這樣手動(dòng) /自動(dòng)變速器便由此誕生。這種變速器在德國保時(shí)捷車廠 911 車型上首先推出，稱為 Tiptronic，它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動(dòng)檔束縛，讓駕駛者也能享受手動(dòng)換檔的樂趣。此型車在其檔位上設(shè)有 “+”、 “-”選擇檔位。在 D 檔時(shí)，可自由變換降檔 (-)或加檔 (+)，如同手動(dòng)檔一樣。 4、無級(jí)變速器 當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是非常迅速的，用戶對于汽車性能的要求是越來越高的。汽車變速器的發(fā)展也并不僅限于此，無級(jí)變速器便是人們追求的 “最高境界 ”。無級(jí)變速器最早由荷蘭人 范 多尼斯（ VanDoornes）發(fā)明。無級(jí)變速系統(tǒng)不像手動(dòng)變速器或自動(dòng)變速器那樣用齒輪變速，而是用兩個(gè)滑輪和一個(gè)鋼帶來變速，其傳動(dòng)比可以隨意變化，沒有換檔的突跳感覺。它能克服普通自動(dòng)變速器 “突然換檔 ”、油門反應(yīng)慢、油耗高等缺點(diǎn)。通常有些朋友將自動(dòng)變速器稱為無級(jí)變速器，這是錯(cuò)誤的。雖然它們有著共同點(diǎn)，但是自動(dòng)變速器只有換檔是自動(dòng)的，但它的傳動(dòng)比是有級(jí)的，也就是我們常說的檔，一般自動(dòng)變速器有 2 7 個(gè)檔 3。而無級(jí)變速器能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)速比的無級(jí)變化，并選定幾個(gè)常用的速比作為常用的 “檔 ”。裝配該技術(shù)的發(fā)動(dòng) 機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動(dòng)獲得最合適的傳動(dòng)比。 雙離合器式自動(dòng)變速器 (DualClutehTransmission，即 DCT)，是由雙軸式手動(dòng)變速器發(fā)展而來的。它既保留了結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，又具有電液控制方式的優(yōu)點(diǎn)，改善了換檔品質(zhì)，降低了油耗、故障率和制造成本。目前國內(nèi)外有許多汽車大公司與學(xué)者在致力于雙離合器式自動(dòng)變速器的開發(fā)與研究，并已在多款車上應(yīng)用。因此研究雙離合器式自動(dòng)變速器的工作特性，并對其齒輪變速器進(jìn)行設(shè)計(jì)，是非常重要和必須的。 1.2 變速器的應(yīng)用前景 DCT是基于平行軸式手動(dòng)變速器發(fā)展而 來的，它繼承了手動(dòng)變速器傳動(dòng)效率高、安裝空間緊湊、質(zhì)量輕、價(jià)格低等許多優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換擋，這不僅保證了車輛的加速性，而且由于車輛不再產(chǎn)生由于換擋引起的急劇減速情況，也極大地改善了車輛運(yùn)行的舒適性 。 DCT在推廣使用方面的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是它幾乎不受傳遞功率的限制，應(yīng)用范圍很廣，它既可以應(yīng)用在大型載重汽車、城市公共汽車、工程機(jī)械、中型貨車等大中型車輛上，使駕駛員免于頻繁的換擋操作，而且由于它的換擋時(shí)間很短，也可以應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)型車輛上。通常在功率較大的車輛中，它的應(yīng)用更為有利。這是因?yàn)椋话闱闆r哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 下它有兩根傳動(dòng) 軸是同心的，即中間的一根傳動(dòng)軸是實(shí)心的，而套在它外面的則是一根空心的，由于軸的剛度、強(qiáng)度以及結(jié)構(gòu)尺寸等方面的原因，較大的傳動(dòng)軸軸徑有利于雙離合器式自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)，多適合功率較大的車輛。 DCT在推廣使用方面的另一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)成本低。它是靠離合器和齒輪傳遞動(dòng)力的，復(fù)雜程度低，對現(xiàn)有的手動(dòng)擋變速器生產(chǎn)線稍加改造就可以轉(zhuǎn)而生產(chǎn) !#，充分利用原有手動(dòng)變速器的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)繼承性好，很適合現(xiàn)有的手動(dòng)變速器生產(chǎn)廠將產(chǎn)品升級(jí)到自動(dòng)變速器。表 1.13為幾種 自 動(dòng)變速器在性能、技術(shù)難度及成本方面的比較 。 我國汽車工業(yè) 起步較晚，現(xiàn)在的生產(chǎn)線也多以生產(chǎn)手動(dòng)擋變速器為主，高檔的自動(dòng)變速器主要依靠進(jìn)口，而生產(chǎn) DCT變速器可以充分利用原有手動(dòng)變速器的生產(chǎn)設(shè)備，新增投資較少，比較適合我國國情 4。 1.3 雙離合器式自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)及其 工作原理 1.3.1 雙離合器式自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu) DCT 主要包括帶扭轉(zhuǎn)減振器的濕式離合器系統(tǒng)、按 DCT 工作原理配置的變速器及換擋系統(tǒng)和相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 1、 扭轉(zhuǎn)減振系統(tǒng) 由于在 DCT 中沒有使用液力變矩器等可以吸收系統(tǒng)振動(dòng)的元件，所以需要采用扭轉(zhuǎn)減振器來吸收系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。在 DCT 系統(tǒng)中，可以采用普通的 單級(jí)或多級(jí)扭轉(zhuǎn)減振器，其安裝位置在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪與 DCT 動(dòng)力輸入部件之間，因此需要將飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與 DCT 動(dòng)力輸入件的慣量綜合匹配，并確定系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度來設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)減振器。 較。 圖 1.1 變速器后端振動(dòng)加速比較 2、 離合器系統(tǒng) 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 在 DCT 中，既可以采用干式離合器，也可以采用濕式離合器，但兩者的工作特性存在較大的差別。干式離合器可以通過壓板和飛輪吸收較大熱量，對滑磨產(chǎn)生熱量的速度不敏感，但因?yàn)榭諝馍彷^慢，熱量不易在短時(shí)間內(nèi)散發(fā)出去，因此它受滑磨產(chǎn)生的總熱量的限制。干式離合器適于在短時(shí)間內(nèi)結(jié)合，這樣滑磨時(shí)間短，產(chǎn) 生熱量少。其滑磨功特性曲線如圖 1.2（ a） 所示 5。濕式離合器用油冷卻摩擦片，它受限于產(chǎn)生熱量的速度，但不受產(chǎn)生的總熱量的限制，所以適用于離合器結(jié)合過程中壓力逐步增加、發(fā)熱速度較慢的場合。其滑磨功特性如圖 1.2（ b） ,所示。在設(shè)計(jì)中可以選用較小的離合器儲(chǔ)備系數(shù)，并控制加壓油缸的油壓增長速度，使摩擦扭矩逐步增加。 （ a） 干式 （ b）濕式 圖 1.2 干式、濕式離合器產(chǎn)生的滑磨功 3、 液壓控制系統(tǒng) DCT 的液壓控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接受電控系統(tǒng)的控制指令， 對離合器和變速器的換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行操縱。液壓控制系統(tǒng)主要包括：雙離合器控制部分、換擋機(jī)構(gòu)控制部分和冷卻部分。雙離合器控制部分是通過對離合器油缸充入和釋放高壓油來實(shí)現(xiàn)離合器的分離和接合的。 雙離合器變速箱 (DCT)的檔位切換是由檔位選擇器來操作的，檔位選擇器實(shí)際上是個(gè)液壓馬達(dá)，推動(dòng)撥叉就可以進(jìn)入相應(yīng)的檔位，由液壓控制系統(tǒng)來控制它們的工作。以一個(gè)典型的 6檔雙離合器變速箱 (DCT)為例，液壓控制系統(tǒng)中有 6個(gè)油壓調(diào)節(jié)電磁閥，用來調(diào)節(jié) 2個(gè)離合器和 4 個(gè)檔位選擇器中的油壓壓力，還有 5 個(gè)開關(guān)電磁閥，分別控制檔位選擇器和離合 器的工作 。 4、 電子控制系統(tǒng) DCT 的電子控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集車輛運(yùn)行信息、駕駛員的操作指令，實(shí)時(shí)在線的對車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合處理和判斷，并控制 DCT 的運(yùn)行。同時(shí)，電控系統(tǒng)還要負(fù)責(zé)與發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元以及其它系統(tǒng)的電控單元協(xié)調(diào)工作。圖 1.3 為電子控制系統(tǒng)框圖 3。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 圖 1.3 DCT 電子控制系統(tǒng)框圖 1.3.2 雙離合器式自動(dòng)變速器的工作原理 與手動(dòng)變速箱形成對照的是，雙離合器變速箱使用兩個(gè)離合器，但沒有離合器踏板。最新的電子系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)控制著離合器，正如標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)變速箱中的一樣。在雙離合器變速箱中，離合 器是獨(dú)立工作的。一個(gè)離合器控制了奇數(shù)檔位 (如： 1 檔、 3 檔、5 檔和倒檔 )，而另一個(gè)離合器控 制了偶數(shù)檔位 (如： 2檔、 4檔和 6檔 )。使用了這個(gè)布局，由于變速箱控制器根據(jù)速度變化，提前嚙合了下一個(gè)順序檔位，因此換檔時(shí)將沒有動(dòng)力中斷。其中最具創(chuàng)意的核心部分是雙離合器和機(jī)械部分變速箱中的兩軸式的輸入軸。這個(gè)精巧的兩軸式結(jié)構(gòu)分開了奇數(shù)檔和偶數(shù)檔。不象傳統(tǒng)的手動(dòng)變速箱將所有檔位集中在一根輸入軸上，雙離合器變速箱 (DCT)將奇數(shù)檔和偶數(shù)檔分布在兩根輸入軸上 。 外部輸入軸被挖空，給內(nèi)部輸入軸留出嵌入的空間。以 6檔 變速箱為例，內(nèi)部輸入軸上安裝了 1檔、 3檔、 5檔和倒檔的齒輪，外部輸入軸上安裝了 2檔、 4檔和 6檔的齒輪。這使得快速換檔成為可能，維持了換檔時(shí)的動(dòng)力傳遞。標(biāo)準(zhǔn)的手動(dòng)變速箱是做不到這點(diǎn)的，因?yàn)樗仨毷褂靡粋€(gè)離合器來控制所有的奇數(shù)檔和偶數(shù)檔。 直接換擋變速器原則上由兩個(gè)彼此獨(dú)立的分動(dòng)器組成，原則上總有一個(gè)分動(dòng)器處于力的傳遞鏈中，而另外一個(gè)分動(dòng)器則已經(jīng)被切換到另一個(gè)檔位，但是，離合器還處于開啟狀態(tài)。對分動(dòng)器的每個(gè)檔位，均配備了傳統(tǒng)的同步器和換擋裝置如圖 1.4所示 3。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 1.4 DCT 結(jié)構(gòu) 目前唯一量產(chǎn)的雙離合器 變速箱 (DCT)是德國大眾的 DSG變速箱，使 BorgWarner DualTronic 技術(shù)，被裝備在 Volkswagen Beetle、 Golf、 Touran 和 Jetta 以及 Audi TT 和A3； Skoda Octavia； Seat Altea, Toledo和 Leon上。下面以 DSG變速箱為例，簡單介紹雙離合器變速箱 (DCT)的工作過程：在 1 檔起步行駛時(shí)，動(dòng)力傳遞路線如下圖中直線和箭頭所示，外部離合器接合，通過內(nèi)部輸入軸到 1 檔齒輪，再輸出到差速器。同時(shí)，圖中虛線和箭頭所示的路線是 2 檔時(shí)的動(dòng) 力傳輸路線，由于離合器 2是分離的，這條路線實(shí)際上還沒有動(dòng)力在傳輸，是預(yù)先選好檔位，為接下來的升檔做準(zhǔn)備的。當(dāng)變速器進(jìn)入 2 檔后，退出 1 檔，同時(shí) 3 檔預(yù)先結(jié)合。所以在 DSG 變速器的工作過程中總是有2 個(gè)檔位是結(jié)合的，一個(gè)正在工作，另一個(gè)則為下一步做好準(zhǔn)備如圖 1.5所示。 DSG變速器在降檔時(shí)，同樣有 2個(gè)檔位是結(jié)合的，如果 6檔正在工作，則 5檔作為預(yù)選檔位而結(jié)合。 DSG變速器的升檔或降檔是由變速箱控制器 (TCU)進(jìn)行判斷的，踩油門踏板時(shí)，變速箱控制器 (TCU)判定為升檔過程，作好升檔準(zhǔn)備；踩制動(dòng)踏板時(shí)，變速箱 控制器 (TCU)判定為降檔過程，作好降檔準(zhǔn)備。一般變速器升檔總是一檔一檔地進(jìn)行的，而降檔經(jīng)常會(huì)跳躍地降檔， DSG 變速器在手動(dòng)控制模式下也可以進(jìn)行跳躍降檔，例如，從 6 檔降到 3 檔，連續(xù)按 3 下降檔按鈕，變速器就會(huì)從 6 檔直接降到 3檔，但是如果從 6檔降到 2檔時(shí)，變速器會(huì)降到 5 檔，在從 5檔直接降到 2 檔。在跳躍降檔時(shí)，如果起始檔位和最終檔位屬于同一個(gè)離合器控制的，則會(huì)通過另一離合器控制的檔位轉(zhuǎn)換一下，如果起始檔位和最終檔位不屬于同一個(gè)離合器控制的，則可以直接跳躍降至所定檔位。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 1.5 DCT變速器 1檔：外部離合器 內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸 輸出軸 1差速器如圖 1. 6所示 5。 圖 1. 6 1 檔傳動(dòng)路線 2 檔：內(nèi)部離合器 外部驅(qū)動(dòng)軸 輸出軸 差速器如圖 1.7 所示 5。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 1. 7 2 擋傳動(dòng)路線 3 檔：外部離合器 內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸 輸出軸 差速器如圖 1.8 所示 5。 圖 1.8 3 擋傳動(dòng)路線 4 檔：內(nèi)部離合器 外部驅(qū)動(dòng)軸 輸出軸 差速器如圖 1.9 所示 5。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 1.9 4 擋傳動(dòng)路線 5 檔：外部離合器 內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸 輸出軸 差速器如圖 1.10 所示 5。 圖 1.10 5 擋傳動(dòng)路線 6 檔：內(nèi)部離合器 外部驅(qū)動(dòng)軸 輸出軸 差速器如圖 1.11 所示 5。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 1.11 6 擋傳動(dòng)路線 倒檔：外部離合器 內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸 倒檔軸 輸出軸 差速器如圖 1.12 所示 5。 圖 1.12 倒擋傳動(dòng)路線 1.4 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與技術(shù)路線 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 （ 1）雙離合器式自動(dòng)變速器的六擋齒輪變速器設(shè)計(jì) 。 （ 2） 對 離合器式自動(dòng)變速器的 檔位數(shù)、中心距進(jìn)行了初步的選擇。 （ 3） 對齒輪的模數(shù)、壓力角、螺旋角、各擋位齒輪的齒數(shù)等相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)。 （ 4） 對變速器的軸和軸上零件的定位進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。 （ 5） 對同步器的進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選 擇。 技術(shù)路線如圖 1.13 所示。 圖 1.13 技術(shù)路線 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 第 2 章 雙離合器式自動(dòng)變速器方案的選擇和基本尺寸的確定 2.1 方案選擇 根據(jù)任務(wù)書所提設(shè)計(jì)參數(shù)如表 2.1。 表 2.1 設(shè)計(jì)基本參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 280 N m/1800-5000rpm 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 147kw/5100-6000rpm 最高車速 240km/h 輪胎規(guī)格 245/45R/17 汽車總質(zhì)量 1280kg 轉(zhuǎn)向盤操縱力 200N 輪胎氣壓 2.5MPa 2.1.1 變速器的功用和要求 變速器的功用是根據(jù)汽車在不同的行駛條件下提出的要求，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，使汽車具有適合的牽引力和速度，并同時(shí)保持發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。為保證汽車倒車以及使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系能夠分離，變速器具有倒檔和空檔。在有動(dòng)力輸出需要時(shí)，還應(yīng)有功率輸出裝置。 對變速器的主要要求是： 1、應(yīng)保證汽車具有高的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。在汽車整體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)汽車載重量、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及汽車使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動(dòng)比，來滿足這一要求。 2、工作可靠，操縱輕便。汽車在行駛 過程中，變速器內(nèi)不應(yīng)有自動(dòng)跳檔、亂檔、換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。為減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過采用同步器和預(yù)選氣動(dòng)換檔或自動(dòng)、半自動(dòng)換檔來實(shí)現(xiàn)。 3、重量輕、體積小。影響這一指標(biāo)的主要參數(shù)是變速器的中心距。選用優(yōu)質(zhì)鋼材，采用合理的熱處理，設(shè)計(jì)合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。 2.1.2 變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 變速器由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與操縱機(jī)構(gòu)組成。 1、 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇 如圖 2.1 中的中間軸式四檔變速器傳動(dòng)方案示例的區(qū)別：圖 2.1(a)、 (b)所示方案有四對常嚙合齒輪，倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔；圖 2.1c 所示傳動(dòng)方案的二，三，四檔用哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 常嚙合齒輪傳動(dòng)，而一檔和倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔。 （ a） (b) (c) 圖 2.1 中間軸式四檔變速器傳動(dòng)方案 圖 2.2(a)所示方案，除一，倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔外，其余各檔為常嚙合齒輪傳動(dòng)。圖 2.2(b)、 (c)、 (d)所示方案的各前進(jìn)檔，均用常嚙合齒輪傳動(dòng)；圖 2.2(d)所示方案中的倒檔 和超速檔安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi)，這樣布置除可以提高軸的剛度，減少齒輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速檔的條件下，很容易形成一個(gè)只有四個(gè)前進(jìn)檔的變速器。 (a) (b) (c) (d) 圖 2.2 中間軸式五檔變速器傳動(dòng)方案 圖 2.3(a) 所示方案中的一檔、倒檔和圖 (b)所示方案中的倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔，其余各檔均用常嚙合齒輪 8。 哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 (a) (b) 圖 2.3 中間軸式六檔變速器傳動(dòng)方案 2 倒檔傳動(dòng)方案 圖 2.4 為常見的倒擋布置方案。圖 2.4(b)所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長度。但換擋時(shí)有兩對齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。圖 2.4(c)所示方案能獲得較大的 倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖 2.4(d)所示方案針對前者的缺點(diǎn)做了修改，因而取代了圖 2.4(c)所示方案。圖 2.4(e)所示方案是將中間軸上的一，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 圖 2.4 變速器倒檔傳動(dòng)方案 2.2 變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析 1、齒輪型式 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長，工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。 2、換檔結(jié)構(gòu)型式 換檔結(jié)構(gòu)分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。直齒滑動(dòng)齒輪換檔的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但由于換檔不輕便、換檔時(shí)齒端面受到很大沖擊、導(dǎo)致齒輪早期損壞、滑動(dòng)花鍵磨損后 易造成脫檔、噪聲大等原因，初一檔、倒檔外很少采用。 自動(dòng)脫檔是變速器的主要障礙之一。為解決這個(gè)問題，除工藝上采取措施外，在哈工大華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 結(jié)構(gòu)上，目前比較有效的方案有以下幾種： 1、 將嚙合套做得長一些如圖 2.5(a)所示。 或者兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開圖 2-5(b)，這樣在嚙合時(shí)使接合齒端部超過被接合齒約 1 3mm9。使用中因接觸部分?jǐn)D壓和磨損，因而在接合齒端部形成凸肩，以阻止自動(dòng)脫檔。 2、 將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切?。?0.3 0.6mm） 9，這樣，換檔后嚙合套的后端面便被后齒圈的前端面頂住，從而減少自動(dòng)脫檔 圖 2.6 所示。 3、 將接合齒的工作面加工成斜齒面，形成倒錐角（一般傾斜 2 3） 9，使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫檔的軸向力 圖 2.9。這種結(jié)構(gòu)方案比較有效，采用較多。 (a) (b