【正文】 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 畢業(yè)論文 姓 名 學(xué) 號 題 目 SJ 轎車變速箱設(shè)計 系 別 機械工程系 專 業(yè) 機械工程及自動化 班 級 指導(dǎo)教師 完成日期 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 機械工程系機械工程及自動化專業(yè) Ⅰ 摘 要 傳統(tǒng)的汽車變速器設(shè)計是由經(jīng)驗豐富的設(shè)計人員按經(jīng)驗公式來確定變速器的關(guān)鍵尺寸 ,這樣 設(shè)計的變速器往往結(jié)構(gòu)笨重、傳動效率不高、且材料的運用過于保守。 而現(xiàn)代汽車變速器的設(shè)計趨勢之一卻是小型輕量化，因此采用全新的設(shè)計方法來優(yōu)化汽車變速器就成了本文研究的目標。 本文以 SJ汽車變速器為例，首先通過傳統(tǒng)的設(shè)計方法對變速器的結(jié)構(gòu)及具體參數(shù)進行初步設(shè)計，然后通過 MATLAB優(yōu)化工具箱中的最優(yōu)化函數(shù)來重新校驗變速器的設(shè)計。根 據(jù)設(shè)計要求和特點，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到最大化，從而減小了變速器的整體體積，同時也降低了變速器整體的質(zhì)量，達到了預(yù)期優(yōu)化的目的。 結(jié)果表明：采用優(yōu)化設(shè)計方法，可以縮短設(shè)計周期、減輕質(zhì)量和降低成本 ，這是傳統(tǒng)設(shè)計方法所不具備的，因此這種優(yōu)化設(shè)計的方法是具有可行性的。 關(guān)鍵詞 變速器 優(yōu)化 傳動比 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 機械工程系機械工程及自動化專業(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design of Automobile gearbox used empirical formula to make sure the key sizes of gearbox， these designs always outdated， have lower efficiency，and the usage of material was too conservative.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 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 機械工程系機械工程及自動化專業(yè) Ⅰ 目 錄 第 1 章 緒 論 ............................................................................................................. 1 SJ 汽車變速器的設(shè)計與優(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)計趨勢 .................................................................................. 5 第 2 章 SJ 汽車變速器的設(shè)計 .................................................................................... 7 變速器的設(shè)計要求 .......................................................................................... 7 變速器傳動方案的確定 .................................................................................. 8 變速器零部件型式的確定 ............................................... 錯誤 !未定義書簽。 變速器傳動部分結(jié)構(gòu)的確定 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 變速器主要參數(shù)的設(shè)計 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 變速器的操縱機構(gòu)設(shè)計 ................................................................................ 25 變速器殼體的設(shè)計 ........................................................... 錯誤 !未定義書簽。 SJ 變速器的 CAD 設(shè)計 ................................................................................. 28 第 3 章 SJ 汽車變速器優(yōu)化 .........................................................................................11 優(yōu)化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的比較 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 優(yōu)化設(shè)計理論 ................................................................................................ 32 優(yōu)化軟件介紹 ................................................................................................ 36 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 機械工程系機械工程及自動化專業(yè) 1 第 1 章 緒 論 SJ 汽車變速器的設(shè)計與優(yōu)化 隨著時間的流逝，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)史上的兩個偉大的名字。1886年，德國人奔馳自行設(shè)計了四行程發(fā)動機，并將其安裝在一輛皮帶傳動的三輪車上，然后成功的驅(qū)動了它。同年，德國的戴姆勒將其自行發(fā)明的立式發(fā)動機安裝在改裝后的四輪馬車上，也成功的駕駛了它。這兩位同一國家，但素不相識的人，幾乎同時發(fā)明了汽車，自此使人類跨入了汽車的時代。 光陰似箭，時光如梭，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，交通運輸、代步工具、時尚娛樂等等都有其獨特的優(yōu)勢。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車保有量迅猛增長，同時也對汽車的性能和質(zhì)量提出了更高的要求。汽車制造商不僅面臨著用戶對產(chǎn)品性能與質(zhì)量越來越高的要求，而且面臨著嚴格的技術(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)過程中，進一步使用各種先進的技術(shù)和理論方法，使設(shè)計過程自動化，以滿足產(chǎn)品設(shè)計的需要就顯得十分重要了。 汽車變速器是完成傳動系任務(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，對提高汽車的整車性能和設(shè)計質(zhì)量無疑有著重要的意義。 目前從國內(nèi)來看，大部分的汽車采用的還是手動換檔的機械式變速器，其設(shè)計和一些主要參數(shù)選擇的方法卻依然沿襲傳統(tǒng)設(shè)計方法 —— 經(jīng)驗類比法。現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展對傳動裝置的設(shè)計工作提出了更高的要求。在這種情況下，傳動裝置的設(shè)計，不但要滿足動力性和經(jīng)濟性指標，而且要求結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 機械工程系機械工程及自動化專業(yè) 2 輕、傳動效率高、工作可靠、壽命長、噪音低等等。而傳統(tǒng)設(shè)計的方法不但缺乏嚴密的科學(xué)性，如為了強調(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)計零件的重量，而且設(shè)計生產(chǎn)周期長，質(zhì)量低，材料消耗大。因而采用傳統(tǒng)設(shè)計法進行變速器設(shè)計已不能滿足汽車發(fā)展的客觀需要。 采用優(yōu)化設(shè)