【正文】 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文 姓 名 學(xué) 號(hào) 題 目 SJ 轎車變速箱設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 完成日期 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 機(jī)械工程系機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè) Ⅰ 摘 要 傳統(tǒng)的汽車變速器設(shè)計(jì)是由經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定變速器的關(guān)鍵尺寸 ,這樣 設(shè)計(jì)的變速器往往結(jié)構(gòu)笨重、傳動(dòng)效率不高、且材料的運(yùn)用過(guò)于保守。 而現(xiàn)代汽車變速器的設(shè)計(jì)趨勢(shì)之一卻是小型輕量化，因此采用全新的設(shè)計(jì)方法來(lái)優(yōu)化汽車變速器就成了本文研究的目標(biāo)。 本文以 SJ汽車變速器為例，首先通過(guò)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法對(duì)變速器的結(jié)構(gòu)及具體參數(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，然后通過(guò) MATLAB優(yōu)化工具箱中的最優(yōu)化函數(shù)來(lái)重新校驗(yàn)變速器的設(shè)計(jì)。根 據(jù)設(shè)計(jì)要求和特點(diǎn)，在滿足變速器可靠性的前提下，建立了汽車變速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，使變速器齒輪和軸系的配合最合理化，變速器殼體的利用率達(dá)到最大化，從而減小了變速器的整體體積，同時(shí)也降低了變速器整體的質(zhì)量，達(dá)到了預(yù)期優(yōu)化的目的。 結(jié)果表明：采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可以縮短設(shè)計(jì)周期、減輕質(zhì)量和降低成本 ，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法所不具備的，因此這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法是具有可行性的。 關(guān)鍵詞 變速器 優(yōu)化 傳動(dòng)比 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 機(jī)械工程系機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè) Ⅱ ABSTRACT The traditional design of Automobile gearbox used empirical formula to make sure the key sizes of gearbox， these designs always outdated， have lower efficiency，and the usage of material was too conservative. Along with the development of modern automobile industry， the design trends of gearbox are to request smaller volume and better function. So a new method which can get a small and lightweight gearbox bees our target. In this thesis， SJ automobile gearbox was taken as an example. Firstly, traditional design was used to get the key sizes of gearbox； and then CAD was used to design its structure， such as shell、 shaft、 selector mechanism and so on； at last the toolbox of MATLAB was used to optimize the parameters of gearbox. The result manifests that using new method can shorten the design period， lower the costs for design， and the weight of gearbox can be reduced too. In conclusion， a satisfactory result can be achieved through optimizing the parameters of gearbox． Keywords gearbox optimization transmitting ratio 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 機(jī)械工程系機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè) Ⅰ 目 錄 第 1 章 緒 論 ............................................................................................................. 1 SJ 汽車變速器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 .......................................................................... 1 SJ 汽車變速器介紹 .......................................................................................... 2 齒輪變速器的變速原理 .................................................................................. 3 汽車變速器的設(shè)計(jì)趨勢(shì) .................................................................................. 5 第 2 章 SJ 汽車變速器的設(shè)計(jì) .................................................................................... 7 變速器的設(shè)計(jì)要求 .......................................................................................... 7 變速器傳動(dòng)方案的確定 .................................................................................. 8 變速器零部件型式的確定 ............................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 變速器傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)的確定 ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 變速器主要參數(shù)的設(shè)計(jì) ................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 變速器的操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................ 25 變速器殼體的設(shè)計(jì) ........................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 SJ 變速器的 CAD 設(shè)計(jì) ................................................................................. 28 第 3 章 SJ 汽車變速器優(yōu)化 .........................................................................................11 優(yōu)化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的比較 ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論 ................................................................................................ 32 優(yōu)化軟件介紹 ................................................................................................ 36 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 機(jī)械工程系機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè) 1 第 1 章 緒 論 SJ 汽車變速器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化 隨著時(shí)間的流逝，昔日的輝煌漸漸落下了塵埃；當(dāng)輕輕的撣去歲月留下的痕跡，閃露的就是歷史的光華 。 卡爾奔馳和戈特利布戴姆勒就是塵封于汽車工業(yè)史上的兩個(gè)偉大的名字。1886年，德國(guó)人奔馳自行設(shè)計(jì)了四行程發(fā)動(dòng)機(jī)，并將其安裝在一輛皮帶傳動(dòng)的三輪車上，然后成功的驅(qū)動(dòng)了它。同年，德國(guó)的戴姆勒將其自行發(fā)明的立式發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在改裝后的四輪馬車上，也成功的駕駛了它。這兩位同一國(guó)家，但素不相識(shí)的人，幾乎同時(shí)發(fā)明了汽車，自此使人類跨入了汽車的時(shí)代。 光陰似箭，時(shí)光如梭，在經(jīng)歷了 100 多年 的變革和發(fā)展后，汽車已成為人類生活中必不可缺的元素，交通運(yùn)輸、代步工具、時(shí)尚娛樂(lè)等等都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車保有量迅猛增長(zhǎng)，同時(shí)也對(duì)汽車的性能和質(zhì)量提出了更高的要求。汽車制造商不僅面臨著用戶對(duì)產(chǎn)品性能與質(zhì)量越來(lái)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，這就迫使企業(yè)必須縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。因此在汽車開發(fā)過(guò)程中，進(jìn)一步使用各種先進(jìn)的技術(shù)和理論方法，使設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化，以滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要就顯得十分重要了。 汽車變速器是完成傳動(dòng)系任務(wù)的重要部件，也是決定 汽車整車性能的主要部件之一，開展汽車變速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)提高汽車的整車性能和設(shè)計(jì)質(zhì)量無(wú)疑有著重要的意義。 目前從國(guó)內(nèi)來(lái)看，大部分的汽車采用的還是手動(dòng)換檔的機(jī)械式變速器，其設(shè)計(jì)和一些主要參數(shù)選擇的方法卻依然沿襲傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 —— 經(jīng)驗(yàn)類比法。現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展對(duì)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求。在這種情況下，傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，不但要滿足動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，而且要求結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 機(jī)械工程系機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè) 2 輕、傳動(dòng)效率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、噪音低等等。而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法不但缺乏嚴(yán)密的科學(xué)性，如為了強(qiáng)調(diào)零件的可靠性，往往選取較大的安全系 數(shù)，結(jié)果增大了設(shè)計(jì)零件的重量，而且設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期長(zhǎng)，質(zhì)量低，材料消耗大。因而采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)法進(jìn)行變速器設(shè)計(jì)已不能滿足汽車發(fā)展的客觀需要。 采用優(yōu)化設(shè)