【正文】 ................................................................ 24 初選軸的直徑 ................................................................................................ 25 軸的剛度和強(qiáng)度的計(jì)算 ................................................................................. 25 第一軸的剛度驗(yàn)算 ............................................................................... 26 中間軸的剛度驗(yàn)算 ............................................................................... 27 第二軸的剛度驗(yàn)算 ............................................................................... 30 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 ....................................................................................... 32 本章小結(jié) ......................................................................................................... 34 第五章變速器的同步器設(shè)計(jì) ...................................................................................... 35 同步器的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 35 慣性式同步器 ....................................................................................... 35 同步器工作原理 ................................................................................... 35 同步器主要參數(shù)的確定 ....................................................................... 35 變速器的操縱機(jī)構(gòu) ......................................................................................... 37 軸承及平鍵的校核 ......................................................................................... 38 軸承選擇及校核 ................................................................................... 38 鍵的校核 ............................................................................................... 43 變速器殼體 ..................................................................................................... 43 本章小結(jié) ......................................................................................................... 44 第六章 大學(xué)生方程式賽車(chē)鏈傳動(dòng)系的設(shè)計(jì) .............................................................. 45 概述 ................................................................................................................ 45 FSAE 方程式賽車(chē)傳動(dòng)系的功用 .................................................................. 45 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................................................ 45 鏈輪齒數(shù) 1Z 、 2Z 和傳動(dòng)比 i ............................................................. 45 節(jié)距和排數(shù)的確定 ............................................................................... 46 鏈輪分度圓直徑 2d 與齒頂圓直徑 2ad 的計(jì)算 .................................... 46 初選中心距 oa ...................................................................................... 46 鏈節(jié)數(shù) PL ............................................................................................. 46 確定實(shí)際中心距 a ............................................................................... 47 鏈輪包角 1a .......................................................................................... 47 本章總結(jié) ......................................................................................................... 47 總結(jié) .............................................................................................................................. 48 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 49 致謝 .............................................................................................................................. 49 1 第一章 緒論 課題研究背景 20xx 年第一屆中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽 （簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó) FSAE” )在上海舉行。中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽 是一項(xiàng)由高等院校汽車(chē)工程或汽車(chē)相關(guān)專(zhuān)業(yè)在校 學(xué)生組隊(duì)參加的汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造比賽。各參賽車(chē)隊(duì)按照賽事規(guī)則和賽車(chē)制造標(biāo)準(zhǔn)，在一年的時(shí)間內(nèi)自行設(shè)計(jì)和制造出一輛在加速、制動(dòng)、操控性等方面具有優(yōu)異表現(xiàn)的小型單人座休閑賽車(chē)，能夠成功完成全部或部分賽事環(huán)節(jié)的比賽。 中國(guó) FSAE 比賽項(xiàng)目主要有高速避障、耐久性測(cè)試、制動(dòng)測(cè)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)試車(chē)、 8 字環(huán)繞以及直線競(jìng)速等。各參賽隊(duì)伍為了取得優(yōu)異的成績(jī)，在提高賽車(chē)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、操作穩(wěn)定性等方面都下了很多功夫。其中耐力賽與直線競(jìng)速對(duì)賽車(chē)的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性要求頗高。這就要求賽車(chē)不僅要求發(fā)動(dòng)機(jī)性能良好，還要變速箱工作可靠。 變速箱作為汽車(chē)的重要組成部分，它有以下幾個(gè)作用： （ 1）改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利 (功率較高而油耗較低 )的工況下工作；（ 2）在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，是汽車(chē)能倒退行駛；（ 3）利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。 由此可見(jiàn)，變速箱的設(shè)計(jì)對(duì)賽車(chē)的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性的有一定的影響。賽車(chē)的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性是一對(duì)矛盾體。賽車(chē)高速行駛時(shí)要求動(dòng)力性好，這會(huì)導(dǎo)致燃油消耗量大；賽車(chē)以中等速度行駛時(shí)經(jīng)濟(jì)性較好。為了使 賽車(chē)獲得良好的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)一款性能優(yōu)異的變速箱是我們的迫切需要。 課題研究意義 汽車(chē)自問(wèn)世以來(lái)就得到了迅猛發(fā)展。汽車(chē)作為現(xiàn)代化社會(huì)大工業(yè)的產(chǎn)物，它的發(fā)展促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高了人民的生活水平。將人們帶入現(xiàn)代化生活的同時(shí)也帶來(lái)了能源與環(huán)境等諸多問(wèn)題。近年來(lái)汽車(chē)產(chǎn)量的激增，使世界石油資源愈發(fā)緊張，石油價(jià)格不斷上漲。與此同時(shí)，大氣污染也變得嚴(yán)重了。今年中國(guó)幾大城市的霧霾事件正好說(shuō)明了這一點(diǎn)。因此降低燃油消耗成為了節(jié)能的關(guān)鍵。 賽車(chē)作為汽車(chē)家族中的特殊一員，需要在各式各樣的 賽道上馳騁。這就要求在保證賽車(chē)動(dòng)力性的前提下，兼顧燃油經(jīng)濟(jì)性與操縱穩(wěn)定性。為了達(dá)到目標(biāo)，需對(duì)變速箱優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一款全新的變速箱或在現(xiàn)有變速箱的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化對(duì)實(shí)現(xiàn)降低油耗目標(biāo)有很大的現(xiàn)實(shí)意義。 此外，賽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要性也不容小覷。它將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩傳給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，以保證賽車(chē)在不同條件下正常行駛，并具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性?？梢?jiàn)，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)整車(chē)性能有重要影響。它的設(shè)計(jì)必將會(huì)為賽車(chē)的動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)突出貢獻(xiàn)。 2 本課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展 現(xiàn)如今變速器種類(lèi)繁多，有無(wú) 級(jí)變速器、自動(dòng)變速器、手自一體變速器等。 無(wú)級(jí)變速器 ( Continuously VariableTransmission) 由于能夠適應(yīng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中多變或轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的要求 ,不僅廣泛應(yīng)用于紡織、食品、造紙、橡膠等輕工業(yè)部門(mén) ,而且也用于工作母機(jī) (機(jī)床 ) 、起重運(yùn)輸、石油化工等各類(lèi)機(jī)械設(shè)備中 ,特別是近些年來(lái)它在汽車(chē)變速上的成功應(yīng)用更使人們耳目一新。作為無(wú)級(jí)變速器的代表，金屬帶式無(wú)級(jí)變速器不僅能夠滿(mǎn)足傳遞較大功率、適應(yīng)高轉(zhuǎn)速等條件 ,還具有如下幾方面的特性： (1) 經(jīng)濟(jì)性。該變速器通過(guò)傳動(dòng)比的連續(xù)變化 ,使車(chē)輛 外界行駛條件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)現(xiàn)最佳匹配 ,使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工作區(qū)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)從而充分發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力 ,燃燒完全 ,提高了整車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性 ,減少了廢氣排放 ,有利于環(huán)境保護(hù)。 (2) 動(dòng)力性。在汽車(chē)起步、停止和變速過(guò)程中不至于產(chǎn)生沖擊和抖動(dòng) ,減少了噪音 ,滿(mǎn)足了汽車(chē)行駛多變的條件 ,使汽車(chē)在良好的性能狀態(tài)下行駛。 (3) 舒適性。駕駛平穩(wěn)、舒適 ,簡(jiǎn)化了操作 ,減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度 ,提高了行車(chē)安全 ,符合人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的舒適性要求。 (4) 可靠性。據(jù) 1993 年的統(tǒng)計(jì)，在裝車(chē)的 60萬(wàn)套金屬帶式 CVT 中，由于金 屬帶傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障返還的只有 120 套，占總數(shù)的 % ,而在這 120 套中因?yàn)榻饘賻П旧碛袉?wèn)題的只有 40例 ,可見(jiàn)其故障率極低。實(shí)踐表明金屬帶 CVT 能達(dá)到與汽車(chē)相同的壽命。 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器本身就是一種自動(dòng)變速器 ,而且它比目前在汽車(chē)上占主導(dǎo)地位的液力機(jī)械式自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單緊湊 ,更加節(jié)能 ,動(dòng)力性能更加優(yōu)良。它與目前流行的 4 檔自動(dòng)變速器 (AT) 相比 ,燃油消耗節(jié)約 12 %～ 17 % ，加速性能提高 %～ % ，發(fā)動(dòng)機(jī)排放減少 10 % ，價(jià)格不比 AT 貴 [19]。 大眾公司最近推出 DSG(直接換擋變速器），是該集團(tuán)將手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起所研發(fā)出來(lái)的新一代六速變速器。由于此變速器的最大特點(diǎn)在于采用了雙離合器，能夠提供無(wú)間斷的動(dòng)力輸出，所以也稱(chēng)為“雙離合變速器”。 DSG采用手 /自一體控制模式（ Tiptronic）在行駛中，手 /自動(dòng)兩種控制模式之間可以隨時(shí)切換。因此，在結(jié)構(gòu)上， DSG除了具有自動(dòng)變速器的擋位外，車(chē)輛轉(zhuǎn)向盤(pán)上還配有手動(dòng)控制的換擋撥片。選用手動(dòng)模式時(shí)，只要把變速桿推往右邊，既可以上下?lián)軇?dòng)完成升、降擋，此時(shí)，如果不做升擋操作，即使將加速踏板踩到 底， DSG也不會(huì)自動(dòng)升擋。并且在手動(dòng)控制模式下，也可以實(shí)現(xiàn)跳躍降擋。為避免錯(cuò)誤換擋所造成的發(fā)動(dòng)機(jī)損傷， Tiptronic系統(tǒng)即使在手動(dòng)模式下操作，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高而駕駛?cè)巳晕磽Q擋，電控單元將適時(shí)介入執(zhí)行換擋；相反，駕駛?cè)嗽诓贿m當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下?lián)Q擋，電控單元也會(huì)立刻作出判斷，避免對(duì)車(chē)輛造成損傷 [18]。