變速器設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

1、機(jī)械變速器設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述摘要車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、駕乘舒適性不僅僅取決于汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，而且在很大程度上依賴(lài)于變速器，以及變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配.本文對(duì)國(guó)內(nèi)外的變速器產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的變速器設(shè)計(jì)方法、科學(xué)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程等做了簡(jiǎn)要的介紹，根據(jù)我國(guó)變速器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀提出一些問(wèn)題，并提出了一些合理的解決方案。關(guān)鍵詞：變速器，先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)流程，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)AbstractTheeconomy,powerandridecomfortofvehiclesdependsnotonlyontheengine,butalsotoalargedependentonthetransmissionandt

2、hematchingoftransmissionandengine。Inthispaper,thedevelopmentofdomesticandinternationaltransmissionindustry,theadvancedmethodoftransmissiondesignandscientificdevelopmentprocessareintroducedbriefly。SomeissuesoftheChina'stransmissionindustryandproposedsolutionsarealsoputforward。Keywords:transmissio

3、n,theadvancedmethodofdesign,developmentprocesses,computeraideddesign1。研究意義汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)企業(yè)對(duì)各系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)需求旺盛.變速器是伴隨著汽車(chē)工業(yè)出現(xiàn)的必然產(chǎn)物，是汽車(chē)上的必需品而變速器設(shè)計(jì)是汽車(chē)設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。它是用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在各種行駛工況下，使汽車(chē)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。因此它的性能影響到汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。在完成了最基本的傳動(dòng)功能之外，我們對(duì)變速器的要求也是越來(lái)越高，這是變速箱演變過(guò)程的首要催產(chǎn)素。由此

4、可見(jiàn)，對(duì)汽車(chē)的變速器進(jìn)行研究具有十分重要的意義。2 .國(guó)內(nèi)外變速器的發(fā)展及先進(jìn)設(shè)計(jì)方法2。1國(guó)內(nèi)外汽車(chē)變速器的現(xiàn)狀變速器用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在各種行駛工況下使汽車(chē)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。變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成“口o在中國(guó)，手動(dòng)變速器仍然是車(chē)用變速器的主流。國(guó)內(nèi)外的汽車(chē)制造與銷(xiāo)售數(shù)據(jù)顯示，人們對(duì)汽車(chē)駕乘的舒適性越來(lái)越重視。在歐洲市場(chǎng)，原本是手動(dòng)變速器的市場(chǎng)，不斷被自動(dòng)變速器占領(lǐng)。如在英國(guó)?，F(xiàn)在裝配自動(dòng)變速器的汽車(chē)占汽車(chē)總量的15%。而5年前，這個(gè)數(shù)字是13。5%預(yù)計(jì)到2012年，北美市場(chǎng)出售的汽車(chē)中將只有6%是手動(dòng)擋;20

5、13年歐洲變速器市場(chǎng)上，配備手動(dòng)自動(dòng)一體的變速器將占20%.而在中國(guó)市場(chǎng)上，自動(dòng)變速器的份額也在迅速增加，可以預(yù)見(jiàn)，帶有自動(dòng)變速器的汽車(chē)是未來(lái)市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品，發(fā)展和掌握自動(dòng)變速器制造技術(shù)是追趕世界變速器制造潮流的方向.而優(yōu)先開(kāi)發(fā)手動(dòng)自動(dòng)一體變速器具有技術(shù)上的延續(xù)性,對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)具有更大的優(yōu)勢(shì)"4：,。2.2國(guó)內(nèi)外變速器的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法近十年以來(lái)，我國(guó)變速器產(chǎn)業(yè)在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面特別重視，無(wú)論是從資金的投入，還是人力物力的投入，都是空前巨大的。十幾年前，我們開(kāi)發(fā)的大部分變速器產(chǎn)品都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是這些新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程是不完整的，而隨著我國(guó)這些年的高速發(fā)展，我國(guó)變速器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程也

6、逐漸與國(guó)外接軌。一個(gè)完整的變速器新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程通常包括：1。潛在顧客的信息收集。2。變速器市場(chǎng)調(diào)查、確定開(kāi)發(fā)方向.3。制定技術(shù)方案（識(shí)別顧客關(guān)鍵需求、確定布置方案、細(xì)化顧客需求、設(shè)定開(kāi)發(fā)目標(biāo)等）。4?？尚行苑治?。5概念設(shè)計(jì)（Ratio的選擇、道路載荷譜的確定、建立分析模型、Package及靜態(tài)動(dòng)態(tài)間隙分析等）：60根據(jù)市場(chǎng)的需求來(lái)確定的設(shè)計(jì)方案研究方向，對(duì)顧客需求進(jìn)行科學(xué)分析并用于完善設(shè)計(jì)，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助和科學(xué)分析來(lái)完成設(shè)計(jì).這種科學(xué)的設(shè)計(jì)方法可以有效縮短研發(fā)周期，節(jié)約研發(fā)成本，以盡可能小的代價(jià)生產(chǎn)出符合市場(chǎng)需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品.我國(guó)的汽車(chē)及各種車(chē)輛的零部件產(chǎn)品在性能和質(zhì)量上和發(fā)達(dá)國(guó)家存在著一

7、定的差距，其中一個(gè)重要原因就是設(shè)計(jì)手段落后，發(fā)達(dá)國(guó)家在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)上早以進(jìn)入了分析設(shè)計(jì)階段，他們利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用機(jī)械CA晾統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建模、分析、仿真、干涉檢查，實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)，大大地提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功率，減少了試驗(yàn)費(fèi)用，縮短了產(chǎn)品更新周期。而我們的設(shè)計(jì)手段仍處于以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)為主的二維設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)完成后在投產(chǎn)中往往要進(jìn)行很大的改動(dòng)使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期很長(zhǎng)，性能質(zhì)量低等。為改變我國(guó)的車(chē)輛零部件的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)手段的落后狀況，縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有必要開(kāi)發(fā)一些適合中國(guó)國(guó)情的汽車(chē)及零部件的CA晾統(tǒng)，對(duì)已

8、開(kāi)發(fā)的CAD系統(tǒng)需進(jìn)一步提高和完善。隨著CADK術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，許多國(guó)家和部門(mén)都對(duì)其進(jìn)行了大量的研究和試驗(yàn)，隨之開(kāi)發(fā)并形成一些成套硬件和軟件系統(tǒng)。在美國(guó)、日本及歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家中，利用CADft術(shù)解決眾多繁瑣白設(shè)計(jì)和分析計(jì)算.形成了以圖形系統(tǒng)為基礎(chǔ)、以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心、以工具系統(tǒng)為支撐和以分析計(jì)算為應(yīng)用的集成化系統(tǒng)。在日本，CAD勺主要發(fā)展方向是提高圖形的處理技術(shù)，以更高的繪圖質(zhì)量和速度來(lái)提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)的周期.同時(shí)作為圖形系統(tǒng)必須提供更為通用的接口,同CAM（統(tǒng)連接以滿足加工制造自動(dòng)化的需要.美國(guó)的CADg術(shù)一直處于領(lǐng)先地位,其主要目標(biāo)就是建立完善的CAD/CAMH成系統(tǒng)。美國(guó)汽車(chē)工業(yè)最

9、早應(yīng)用了CAD系統(tǒng).美國(guó)通用汽車(chē)公司、福特汽車(chē)公司等都已廣泛應(yīng)用CADK術(shù)。他們將結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、剛度等計(jì)算、三維實(shí)體造型應(yīng)用于汽車(chē)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，將CADCAPPCAIMCAE集成，使生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，市場(chǎng)響應(yīng)速度提高，從而大大地提高了他們的競(jìng)爭(zhēng)力，為他們帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。他們應(yīng)用的CAM件主要有PRO/EUGCATIAIGES等.口1"12.國(guó)外的這些汽車(chē)公司已有CAD®序，但涉及各公司的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范及試驗(yàn)都很保密，不可能公開(kāi)與國(guó)外相比，我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)在CADJ面起步較晚，發(fā)展比較慢。目前一些高校和大中型企業(yè)已開(kāi)始進(jìn)行CAD勺研究，在產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)后

10、的計(jì)算機(jī)繪圖及有限元分析等方面已陸續(xù)取得一些效果.但總的來(lái)講國(guó)內(nèi)工廠多數(shù)是依賴(lài)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法一經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法，對(duì)引進(jìn)產(chǎn)品主要是測(cè)繪仿制，難以滿足現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的客觀要求.采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，是提高自行設(shè)計(jì)、消化吸收和國(guó)產(chǎn)化的極其重要手段。3 .我國(guó)當(dāng)前面臨的問(wèn)題變速器是傳統(tǒng)汽車(chē)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的重要部件。變速器的性能對(duì)整車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等有著重要的影響。近年來(lái)，隨著汽車(chē)保有量的大幅上升，駕駛經(jīng)驗(yàn)欠缺的司機(jī)數(shù)量的急劇增加以及石油價(jià)格的不斷上漲，能源危機(jī)似乎一觸即發(fā)，人們迫切需要一種操縱簡(jiǎn)便、節(jié)能環(huán)保的汽車(chē)。隨著人們對(duì)車(chē)輛駕駛舒適性的要求不斷提高，自動(dòng)變速器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。自

11、主開(kāi)發(fā)自動(dòng)變速器是近年來(lái)國(guó)內(nèi)變速器企業(yè)面臨的又一巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)也是關(guān)系到未來(lái)我國(guó)變速器行業(yè)發(fā)展的核心問(wèn)題10：o中國(guó)自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)受阻的主要原因是，專(zhuān)業(yè)化、模塊化、機(jī)電液氣配套產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有形成以及數(shù)控化加工與檢測(cè)線的短缺.中國(guó)國(guó)內(nèi)變速器產(chǎn)業(yè)正面臨由手動(dòng)到自動(dòng)的快速轉(zhuǎn)型期，如果不能較快地實(shí)現(xiàn)自主產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，自主的自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)將有被摧垮的危險(xiǎn)。隨著中國(guó)市場(chǎng)對(duì)外開(kāi)放程度的加大以及我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，諸多國(guó)際變速器巨頭，包括采埃孚、伊頓、艾里遜、博格華納等，紛紛涌入中國(guó)搶占市場(chǎng)。中國(guó)變速器企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻，很多的國(guó)際自動(dòng)變速器巨頭已經(jīng)完成了其在中國(guó)的戰(zhàn)略布局。只賣(mài)產(chǎn)品、不賣(mài)核心技術(shù)的手

12、段使中國(guó)的自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)對(duì)外資依賴(lài)性日益加強(qiáng)，每年的進(jìn)口額已達(dá)100億元左右。隨著這種局面的加劇，預(yù)計(jì)未來(lái)3到5年我國(guó)的變速器行業(yè)將面臨深度的洗牌和市場(chǎng)整合.因此我國(guó)汽車(chē)企業(yè)在變速器領(lǐng)域的研發(fā)投入，布局和技術(shù)創(chuàng)新顯得尤為重要.4 .應(yīng)對(duì)方案根據(jù)我國(guó)汽車(chē)變速器的技術(shù)條彳和市場(chǎng)情況，對(duì)于未來(lái)20年的中國(guó)市場(chǎng),可以得出以下結(jié)論：手動(dòng)變速器在短期內(nèi)仍將主導(dǎo)市場(chǎng)，但自動(dòng)變速器將不斷受到市場(chǎng)青睞，其中，雙離合器技術(shù)潛力巨大.國(guó)內(nèi)外的汽車(chē)制造與銷(xiāo)售數(shù)據(jù)顯示，人們對(duì)汽車(chē)駕乘的舒適性越來(lái)越重視。在歐洲市場(chǎng)，原本是手動(dòng)變速器的市場(chǎng)，不斷被自動(dòng)變速器占領(lǐng)。可以預(yù)見(jiàn)，帶有自動(dòng)功能變速器的汽車(chē)是未來(lái)市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品，發(fā)展

13、和掌握自動(dòng)變速器制造技術(shù)是追趕世界變速器制造潮流的方向.變速器將成為企業(yè)提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的利器以及消費(fèi)者購(gòu)車(chē)行為中關(guān)注的重點(diǎn)，汽車(chē)企業(yè)在變速器領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新將是關(guān)系到汽車(chē)企業(yè)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵，而且還將影響到未來(lái)整車(chē)競(jìng)爭(zhēng)的格局.60年前，我國(guó)一窮二白，還不具備汽車(chē)生產(chǎn)能力.但是經(jīng)過(guò)了60年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)手動(dòng)變速器的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)能力已接近國(guó)際先進(jìn)水平.目前我國(guó)汽車(chē)業(yè)的“十二五”規(guī)劃正在制定中，總體目標(biāo)仍是強(qiáng)調(diào)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展要從汽車(chē)大國(guó)向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。未來(lái)五年，中國(guó)汽車(chē)業(yè)將從過(guò)去的做大規(guī)模轉(zhuǎn)向做強(qiáng)實(shí)力。具體來(lái)看，一方面提倡發(fā)展包括新能源汽車(chē)在內(nèi)的節(jié)能汽車(chē)；另一方面，提倡通過(guò)兼并重組、淘汰落后產(chǎn)能來(lái)解決結(jié)構(gòu)

14、性產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題。而就變速器產(chǎn)業(yè)來(lái)看，雖然目前自動(dòng)變速器成為中國(guó)變速器行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的攔路虎，但是我國(guó)已發(fā)展成為全球性的汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)大國(guó).只要我們繼續(xù)加大對(duì)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的支持力度，堅(jiān)定不移地堅(jiān)持自主開(kāi)發(fā)，采取更科學(xué)的開(kāi)發(fā)流程，多利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助方法來(lái)參與設(shè)計(jì)，中國(guó)變速器企業(yè)定能夠突破自動(dòng)變速器的技術(shù)瓶頸，為變速器行業(yè)新的征程開(kāi)個(gè)好頭。參考文獻(xiàn)1王望予。汽車(chē)設(shè)計(jì)M。第4版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004:78113.2陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造(下)M.第3版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009:41一973吳修義。國(guó)內(nèi)組合式機(jī)械變速器的現(xiàn)狀與發(fā)展.重型汽車(chē)J,2003(6):11-144王力.中國(guó)汽車(chē)變速器行業(yè)發(fā)展的五大階段。中國(guó)汽車(chē)報(bào)J,2009(8):12165吳修義。國(guó)內(nèi)組合式機(jī)械變速器的現(xiàn)狀與發(fā)展.重型汽車(chē)J,2003(6):35416張軼.變速器產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程探討.汽齒科技J,2008(1):23-297馬超圣.對(duì)汽車(chē)機(jī)械變速器齒輪設(shè)計(jì)中幾個(gè)問(wèn)題的探討。汽車(chē)研究與開(kāi)發(fā)J,2