畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述院（系）名稱應(yīng)用技術(shù)學(xué)院專業(yè)名稱車輛工程學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2020年3月5日黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(文獻(xiàn)綜述)黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(文獻(xiàn)綜述)第1頁機(jī)械式四擋變速器設(shè)計(jì)（中間軸組合）1發(fā)展背景隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人類在社會(huì)交流、生產(chǎn)活動(dòng)中越來越依賴于各種交通運(yùn)輸工具。自從汽車發(fā)明以來，就對人們的日常生活和生產(chǎn)起著重大的影響。世界上汽車的生產(chǎn)、銷售的數(shù)量越來越多，汽車的保有量也逐年上升。隨著經(jīng)濟(jì)的全球化和世界市場一體化的影響，我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，中國汽車工業(yè)也進(jìn)入了一個(gè)前所未有的繁榮時(shí)期。面對這樣高速增長的汽車市場規(guī)模，汽車制造企業(yè)間的競爭越來越大，汽車更新?lián)Q代的步伐也在不斷加快，汽車產(chǎn)品的市場壽命正在縮短[1]。這樣企業(yè)不僅面臨著用戶對產(chǎn)品性能與質(zhì)量越來越高的要求，而且面臨著嚴(yán)格的技術(shù)法規(guī)約束以及降低產(chǎn)品成本等壓力，這迫使企業(yè)必須縮短產(chǎn)品開發(fā)周期以保證資金的回收率[2]。因此企業(yè)為了提升自身的競爭力，對汽車技術(shù)研究的投入也在逐步增加。汽車變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要變速機(jī)構(gòu)，它的發(fā)展經(jīng)歷了數(shù)代人的見證。世界上的第一個(gè)變速器是在1894年，由法國的一名工程師裝配在一輛汽車上的。至今，汽車變速器的歷程經(jīng)歷了100多年。變速器發(fā)展的越先進(jìn)就越能幫助發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮它的優(yōu)良性能，可以更好的實(shí)現(xiàn)車輛的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的結(jié)合，創(chuàng)造出高性能和低排放的平衡。變速器生產(chǎn)商為了追求更高的利潤迎合購買者的需求，不斷加大研發(fā)自動(dòng)變速器的投入，這也使得技術(shù)得到了飛速的發(fā)展[3]。對自動(dòng)變速器發(fā)展起著舉足輕重的作用的就是汽車自動(dòng)變速器的制造商，通過不斷的研發(fā)才會(huì)有更先進(jìn)更可靠的產(chǎn)品誕生。隨著汽車技術(shù)日新月異的發(fā)展，汽車變速器技術(shù)的發(fā)展也發(fā)生了很大的變化。它通過改變轉(zhuǎn)速比，從而改變傳動(dòng)扭矩比，與發(fā)動(dòng)機(jī)配合工作[4]。變速器用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作[5]。鑒于變速器重要的變速功能，其結(jié)構(gòu)對汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、換擋操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響，所以它也是影響整車性能的重要因素之一。因此變速器的質(zhì)量一直也是汽車行業(yè)競爭的焦點(diǎn)，對變速器的研究開發(fā)也越來越顯得舉足輕重。從汽車誕生之日起，汽車變速器就在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色?，F(xiàn)代汽車廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)，活塞式內(nèi)燃機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，無法滿足汽車各種復(fù)雜的使用條件。為了解決這些矛盾，需要在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置變速器。變速器的作用主要有3個(gè)方面：（1）改變傳動(dòng)速比，增大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍，以適應(yīng)運(yùn)行中經(jīng)常變化的行駛情況；（2）在發(fā)動(dòng)機(jī)旋向不變的前提下，實(shí)現(xiàn)汽車倒車；（3）利用空擋、切斷動(dòng)力的傳遞，使發(fā)動(dòng)機(jī)能起動(dòng)、怠速運(yùn)行，并便于變速器進(jìn)行換擋或動(dòng)力輸出[6]。按照變速器操縱方式的不同，汽車變速器可以分為手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器。手動(dòng)變速器（ManualTransmission，簡稱MT）又稱機(jī)械式變速器，主要采用齒輪傳動(dòng)的變速原理，變速器內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副，汽車行駛時(shí)的換擋就是通過操縱機(jī)構(gòu)使變速器內(nèi)不同的齒輪副工作。機(jī)械式變速器的主要特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡單、體積小、制造成本低、傳動(dòng)效率高、操作復(fù)雜、傳動(dòng)負(fù)荷率低下。自動(dòng)變速器是指不依靠人的換擋操作，而能實(shí)現(xiàn)換擋功能的變速器。目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)的乘用車自動(dòng)變速器主要有4種類型：液力自動(dòng)變速器（AutomaticTransmission，簡稱AT）、機(jī)械式自動(dòng)變速器（AutomatedMechanicalTransmission，簡稱AMT）、雙離合自動(dòng)變速器（DualClutchTransmission或DoubleClutchTransmission，簡稱DCT）和無極變速器（ContinuouslyVariableTransmission，簡稱CVT）[7]。液力自動(dòng)變速器（AT）是以液力變矩器和行星齒輪變速器串聯(lián)為特征的變速器，液力自動(dòng)變速器的主要特點(diǎn)有：①自動(dòng)變矩，適應(yīng)外界阻力的變化；②降低傳動(dòng)系動(dòng)載荷，使汽車平穩(wěn)起步；③吸收和衰減振動(dòng)和沖擊，延長傳動(dòng)系壽命；防止發(fā)動(dòng)機(jī)因過載而突然熄火；④換擋平順，提高乘坐舒適性；⑤利用變矩器能夠打滑的特性，換擋時(shí)可緩和因速比差而引起的沖擊；⑥提高車輛的通過性。機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）是對傳統(tǒng)干式離合器和手動(dòng)齒輪變速器進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋的有極式機(jī)械自動(dòng)變速器。AMT的生產(chǎn)繼承性較好，在MT基礎(chǔ)上改造投入費(fèi)用少，易于被MT生產(chǎn)廠接收。但由于AMT是非動(dòng)力換擋，變速器輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化比較大，容易造成沖擊大及換擋期間動(dòng)力中斷等缺點(diǎn)。雙離合自動(dòng)變速器（DCT）是一種采用雙離合器結(jié)構(gòu)的自動(dòng)變速器。雙離合器自動(dòng)變速器是基于手動(dòng)變速器基礎(chǔ)上加上電子控制和液壓驅(qū)動(dòng)，讓兩個(gè)離合器交替工作，不間斷地輸出動(dòng)力。DCT既繼承了手動(dòng)變速器傳動(dòng)效率高、安裝空間緊湊、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了換擋過程的動(dòng)力換擋，改善了換擋品質(zhì)；但由于結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，只能順序換擋，而不能實(shí)現(xiàn)跳擋換擋。無極式自動(dòng)變速器（CVT）是主要依靠主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)速比的無極變速的自動(dòng)變速器。無極式自動(dòng)變速器的主要特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、舒適性好、噪聲低、燃油經(jīng)濟(jì)性好、鋼帶容易損壞、承載能力低。2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)械式變速器由于發(fā)展時(shí)間長，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，世界各個(gè)國家都有能力生產(chǎn)[8]。隨著世界對低碳環(huán)保節(jié)能的倡導(dǎo)，機(jī)械式變速器的速比范圍越來越廣，機(jī)械式變速器從十年前的四擋變速器發(fā)展為如今的更多擋變速器。根據(jù)變速器在全球的使用情況，將全球市場分為北美市場、歐洲市場和日本市場。自動(dòng)變速器在北美市場使用比較廣泛，機(jī)械式變速器在歐洲市場占據(jù)較大的比重，而無級(jí)變速器卻受到日本人的青睞。在中國，手動(dòng)變速器因?yàn)槠涞土膬r(jià)格和給駕駛者的良好的操控感，一直以來都占據(jù)著變速器的主流[9]。目前，我國汽車變速器的市場上，仍然以機(jī)械式變速器為主，其他變速器為輔。國內(nèi)大多數(shù)經(jīng)濟(jì)型轎車和商用車都安裝使用機(jī)械式變速器。雖然機(jī)械式變速器在中國乃至全球的市場份額在下降，但至少在很長的一段時(shí)間內(nèi)，它仍有比較大的發(fā)展空間。3發(fā)展趨勢（1）多擋化擋位的增多對于增強(qiáng)傳遞動(dòng)力以及降低燃油消耗有重要的意義，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)處在效率最高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）小型化和輕量化挑選可以滿足使用要求的輕質(zhì)量材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，也可以縮減整體質(zhì)量、縮短軸向和徑向尺寸。實(shí)驗(yàn)表明，整車重量每減少1％，那么油耗可以相應(yīng)減少0.7％[10]，所以汽車的研發(fā)要力爭減小每一個(gè)部件的重量。（3）換擋性能優(yōu)化通過對離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)和換擋機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)控制，改善汽車的換擋舒適性等性能并減少排放[11]。（4）低噪聲化在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，通過提高齒輪嚙合的重合度來降低高速擋齒輪的噪聲，小模數(shù)、小壓力角、大齒高的齒輪設(shè)計(jì)已成為潮流。通過改進(jìn)變速器箱體的截面形狀，改善箱體的振動(dòng)特性，可有效降低變速器噪聲。4結(jié)論機(jī)械式變速器仍然為大多數(shù)汽車所采用,機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定,具有較大的發(fā)展?jié)摿蛢?yōu)勢[12]?？v觀當(dāng)前市場需求和實(shí)用角度，機(jī)械式變速器仍然會(huì)在很長一段時(shí)間內(nèi)占據(jù)著汽車市場大半壁江山，因此在以后很長一段時(shí)間汽車生產(chǎn)廠家仍然會(huì)在汽車上裝配機(jī)械式變速器。但是機(jī)械式變速器也有很多的缺點(diǎn)，比如換擋沖擊大、體積大、操作麻煩、噪聲大和振動(dòng)大等，嚴(yán)重影響了汽車的整體性能，因此在以后的研究過程中，對機(jī)械式變速器做一定的改善和優(yōu)化，將成為研究人員關(guān)注的重點(diǎn)，是非常必要的，也是非常有意義的。參考文獻(xiàn)雷正保.汽車覆蓋件沖壓成型CAE技術(shù)[M]．湖南：國防科技大學(xué)出版社，2003.劉鶴松.載貨汽車變速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2003.吳光強(qiáng).孫賢安.汽車自動(dòng)變速器發(fā)展綜述[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010(10)：1480-1481.胡朝峰,過學(xué)迅，汪斌.汽車變速器技術(shù)的發(fā)展與展望[J].汽車研究與開發(fā)，2005(5):15.王望予.汽車設(shè)計(jì).第四版[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8.陳家瑞.汽車構(gòu)造.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001,4-1.徐向陽.自動(dòng)變速器技術(shù).北京:人民交通出版社,2011,1-10.趙光瑞.機(jī)械式變速器齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用[D].湖南:湖南大學(xué),2015.段誠武.中國變速器技術(shù)應(yīng)用前景分析[M].技術(shù)與市場,2008,(40):34-35.KellyD,KentC.GearShiftQualityImprovementinManualTransmissionUsingDynamicModelling．FISI