6AT自动变速箱设计毕业论文

6AT自动变速箱设计毕业论

文

目录

摘要 (1)

Abstract (3)

第1章绪论 (5)

1.1国外的研究进展 (5)

1.2国的研究现状 (6)

1.3研究的容和方法 (7)

第2章液力变矩器的设计 (9)

2.1液力变矩器循环圆设计 (9)

2.1.1循环圆形状的选择 (9)

2.1.2工作轮在循环圆中的排列位置 (9)

2.1.3循环圆尺寸的确定 (9)

2.1.4确定循环圆形状尺寸 (11)

2.1.5循环圆solid edge设计图 (13)

2.2叶片设计 (14)

2.2.1叶片参数设计 (14)

2.2.2确定叶片数 (15)

2.3单向离合器的设计 (15)

2.3.1结构参数的选择 (15)

2.3.2外圈拉应力验算 (18)

2.3.3弹簧力验算 (18)

第3章行星齿轮机构的设计与分析 (21)

3.1单排行星齿轮机构 (21)

3.2拉维娜行星齿轮机构 (23)

3.2.1拉维那式行星齿轮机构的连接关系 (24)

3.2.2拉维那式行星齿轮机构的运动分析 (24)

3.3自动变速器的行星齿轮机构 (27)

3.3.1行星齿轮机构的动力流分析 (27)

3.3.2各档动力传递路线分析 (28)

3.4各档传动比表达式推导 (34)

3.5行星齿轮机构结构尺寸设计 (35)

3.5.1前排行星齿轮机构结构尺寸设计 (35)

3.5.2拉维娜行星齿轮机构结构尺寸设计 (39)

3.6行星齿轮机构的换挡执行元件 (43)

3.6.1离合器 (43)

3.6.2制动器 (44)

3.6.3单向离合器 (45)

第4章三维建模 (47)

4.1液力变矩器三维模型 (47)

4.2行星齿轮机构三维模型 (53)

4.2.1前排行星齿轮机构三维模型 (53)

4.2.2拉维娜行星齿轮机构三维模型 (54)

4.2.3联动轴 (56)

4.2.4变速机构壳体 (57)

4.2.5行星齿轮机构装配 (57)

第5章总结与展望 (59)

5.1 总结 (59)

5.2 展望 (60)

致谢 (63)

参考文献 (65)

附录一毕业设计（论文）任务书 (67)

附录二开题报告 (71)

附录三外文原文 (79)

附录四中文翻译 (91)

第1章绪论

往复式燃机是现代汽车广泛采用的动力装置，但是由于其转速变化围和转矩适应系数有限，不能满足驱动车辆对转速和转矩的要求，因此必须要装设变速器来进一步改变转速和转矩。汽车变速器在型式上可以分为手动变速器和自动变速器两种类型。过去汽车上大多数配备的是手动变速器，手动变速箱主要由齿轮、同步器、轴、轴承等传动部件组成。理论研究表明，变速箱的档位数目越多，汽车的动力性越好。档位数目较多的自动变速箱刚好符合这一要求。并且，汽车上装备自动变速箱以后，汽车将具有更好的驾驶性和操纵性，提高了行车安全性，并且自动变速箱能保证发动机始终处于经济转速区域，不仅减小了排放，而且提高了车辆的燃油经济性。因此，现代装备自动变速器的汽车越来越多。

1.1国外的研究进展

自从1939年，第一台液力机械式自动变速箱在美国通用汽车公司诞生到现在的70多年间，自动变速箱的研发技术一直处于变革和改进之中。随着人们对汽车乘坐舒适性的要求越来越高，相对于传统的手动变速箱，性能更加优越的自动变速箱越来越受到广大消费者的亲睐。尤其是近些年以来，自动变速箱已经能够更好地兼顾操控性以及节能环保等因素，使其在国外的装车比例越来越高。

液力自动变速器已经走过了六十多年的历史，它的技术成熟，性能可靠。对液力自动变速器的研究，主要是围绕着提高效率而展开的。上纪60年代的研究重点是采用多元件工作轮，70年代的改进方法是使用锁止离合器，80年代则是采取增加行星齿轮变速箱档位的方法及使用电控技术。近些年来，传统的液力自动变速箱通过采用CAD/CAM技术来提高液力变矩器的传动效率，增加行星齿轮变

速箱的档位以及电子技术的应用，液力自动变速箱的性能已经非常完善。现在的液力自动变速箱可以通过微控制器对整个传动系统进行控制。由各种电子传感器和微控制器组成的电控单元，根据各个传感元件输入的信号来确定换档和锁定的时机，发出信号，控制执行元件，电磁阀动作，完成换档、锁止等命令。2002年，福特汽车公司和通用汽车公司达成协议，共同研发用于前轮驱动的6挡自动变速箱，其燃油经济性相比于传统的4档自动变速器提高了4%至8%。ZF分司正在研发7档自动变速箱，该变速箱用由双片飞轮组成的湿式离合器代替了变换器，可以车辆的提高加速性能和燃油经济性，降低排放，与5档自动变速箱相比，它的体积更小，质量更轻。

继1984年，日本五十铃公司在世界上率先成功研制出电控机械式有级自动变速箱“NAVI-5”，并装备到ASKA轿车上以后，世界上很多汽车制造公司相继进行了类似的研发工作。1996年，宝马M3轿车采用的“M序列式变速箱”，以全新的电液控制系统替代了传统的机械式变速箱的操控系统，并且可以选择手动变速和自动变速两种模式。ZF公司也推出了它的电子控制机械式自动变速箱的新产品——ASTRONIC系列。1998年，德国大众Lupo轿车装备了电子控制机械式自动变速箱，它的百公里油耗仅为2.99L，显示出了它的非常优越的燃油经济性。先进的电子控制机械式自动变速箱，都配备有电子控制单元，它是变速箱的核心。将车辆的行驶状况跟所希望实现的状况进行比较，发出控制命令，改变变速箱的档位、离合器的分离与结合及油门开度，实现在最佳换挡时刻自动选档。在几种自动变速箱当中，电控机械式自动变速箱的性价比最高。

自从VDT公司于上世纪80年代研制成功了金属带式无级变速箱并且进入商品化阶段之后，世界上相继出现了一批生产金属带式无级变速箱的厂家。VDT变

速器公司和日本本田汽车公司共同研制的新型无级变速箱已经装备在本田1996CivicHX型轿车上了。包括通用汽车公司在的一些国外企业都在加速发展各自的无级自动变速箱技术。据统计，截止1996年底，配备了金属带式无级变速箱的轿车已多达120多万辆，所装轿车发动机的排量大多处于0.6~3.3L之间。金属带式无级变速箱商品化的时间虽然不是太长，在汽车变速箱中的占有率也仅有1%，其中的90%在日本，剩余10%在欧洲，但是因为它在理论上性能优越，因此它被视为自动变速箱的主要发展方向之一。

1.2国的研究现状

我国最早是在第一汽车制造厂生产的CA770红旗轿车上装备了自动变速箱。近些年来，由于消费者对自动变速箱性能的逐渐普及，自动变速箱的市场需求量越来越大，使国汽车制造公司加快了自动变速箱的发展速度。1998年，上汽通用生产的别克轿车上的4T65E电控自动变速箱正式下线，上汽大众的帕萨特B5、一汽大众的捷达都市先锋上配备了自动变速箱AG4-95，神龙也推出了配备了AL4智能型自动变速箱的富康988“领导者”，其它的如马自达6、雅阁、君威也都全部采用自动变速箱。

作为上世纪90年代世界汽车界关注焦点的电子控制机械式自动变速箱技术，也被国家列为“九五”重点技术开发项目，国的一些研究机构及企业都先后参与到电子控制机械式自动变速箱的研究开发中。其中齿轮箱厂、大学、北京理工大学和欧翔电子公司等单位在此项技术上都取得了相当不错的的成就。大学不仅在理论研究方面取得了很多成就，而且它开发出的桑塔纳2000型电子控制机械式自动变速箱在1998年通过了国家级的样机鉴定。的埃姆特汽车电子开发研制的电子控制机械式自动变速箱技术，产品质量已经接近了产业化水平。国有关

的专家建议，鉴于我国目前的国情，我国应以电子控制机械式自动变速箱为主要研究方向。电子控制机械式自动变速箱性价比高，仅为液力自动变速箱的1/4~3/4，而且生产继承性较好，改造的资金投入也较少，它的硬件开发和软件研制对于各种车型在理论上是相通的，成果可推广到各种类型的汽车上。

1.3研究的容和方法

本文设计的自动变速箱的结构形式为液压控制式自动变速箱，它主要由液力变矩器、行星齿轮变速机构以及液压控制系统等几大部分组成。液力变矩器的结构形式为三元件综合式液力变矩器，行星齿轮变速机构为一个简单的行星齿轮机构和拉维娜式行星齿轮机构组合的形式。

对液力变矩器采用的是相似设计法和环量分配法的原理，重点进行了循环圆和单向离合器的设计计算。确定他们的结构尺寸和相关技术参数并用solidedgeV19进行建模和装配。

对拉维娜式行星齿轮机构，则是根据其变速传动的原理，用机械设计和汽车理论上的相关设计方法进行了行星齿轮机构结构尺寸的设计计算和建模以及装配。