某重型汽车机械式变速器设计与研究

论文摘要

随着计重收费政策实施和现代物流业和高速公路网络建设的快速发展,国内重型商用车逐步向大功率方向发展已经成为一种趋势。国内主要发动机厂商对大马力发动机成功研发或引进,推动了与其匹配的大扭矩多挡变速器的需求。本文以某变速器公司新品研发项目为依托,针对本人在该项目中所担当的工作,重点在新品变速器开发流程的前三阶段进行分析研究,即产品策划、技术策划、技术设计,最终完成方案图的布置及相关零部件参数确定。本文首先介绍了国内重型卡车的发展趋势和大马力发动机的研发及引进情况,并对国内外竞品变速器技术参数详细分析对比,接合国内现有制造水平,确定了新品变速器目标重量、目标长度、目标成本,并对零部件可制造性、总成可装配性及成本的可行性进行分析。接着,对新品变速器的系列化进行探讨,认为壳体、部分齿轮、同步器等零部件可进行通用,确定了目标速比;强制润滑油泵外置和内置进行优劣对比,根据现有变速器使用情况,决定采用油泵内置的布置方式;目前国内外变速器普遍采用短行程同步器,可减轻变速器重量或提高齿轮强度,经对同步器不同摩擦材料对比,决定采用碳材料的同步环;利用常规路面按比例采集方案及采用计数法进行数据处理,确定了载荷谱,通过台架测试,获取齿轮破损或未破损数据,最终确定出我公司特有的S-N曲线;通过DFMEA分析,在设计上采取了必要的预防措施。最后,应用载荷谱及S-N曲线确定处齿轮最大许用应力,借用齿轮计算程序确定出齿轮参数;对同步器同步时间及阻止条件计算,确定了同步器规格;对轴的强度校核,确定了轴径;完成最终方案图的布置。本文对新品变速器开发,尤其是对初学者,具有一定的指导价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 汽车变速器概述
• 1.1.2 FMEA 技术在新品开发中的应用和意义
• 1.2 重型汽车机械式变速器发展状况及技术特点
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第2章 变速器产品策划
• 2.1 产品发展状况介绍
• 2.1.1 整车发展情况介绍
• 2.1.2 发动机发展情况介绍
• 2.1.3 变速器发展情况介绍
• 2.2 开发目标的确定
• 2.2.1 目标重量及长度确定
• 2.2.2 性能指标确定
• 2.2.3 目标成本确定
• 2.3 可行性分析
• 2.3.1 可制造性分析
• 2.3.2 可装配性分析
• 2.3.3 成本可行性分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 变速器技术策划
• 3.1 16 挡/12 挡/10 挡系列化构想
• 3.1.1 综合分析
• 3.1.2 壳体的通用化分析
• 3.1.3 目标速比的确定
• 3.1.4 主箱目标速比及允许输入扭矩
• 3.2 强制润滑用油泵安装位置分析
• 3.2.1 油泵外置
• 3.2.2 油泵内置
• 3.3 短行程同步器应用及同步器摩擦材料探讨
• 3.4 载荷谱及齿轮材料S-N 曲线确定
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 载荷谱确定
• 3.4.3 齿轮 S-N 曲线确定
• 3.5 变速器DFMEA分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 变速器方案设计
• 4.1 齿轮传动设计和计算
• 4.1.1 初选中心距
• 4.1.2 各挡齿轮目标强度确定
• 4.1.3 各挡齿轮参数确定及强度计算
• 4.2 同步器选择
• 4.2.1 同步器专业用语
• 4.2.2 同步器计算
• 4.3 轴的强度计算
• 4.4 方案确定
• 4.5 本章小结
• 第5章 全文总结
• 参考文献
• 致谢