小型汽车机械式变速器的设计与仿真分析

摘要

变速器作为汽车上重要的一个部件，直接影响到汽车的动力性和经济性，操作的轻便性与可靠性，运行的平稳性，以及乘坐的舒适性。传统的机械式变速器虽然有很多缺点，例如换档冲击大，操作不便，占用空间大等，但是由于其成本低、效率高、工艺简单等优点，仍然在现代的汽车上被广泛使用。
　　科学技术的发展带动了计算机技术的发展，变速器从以前靠经验设计，到现在使用专业的软件设计。在变速器的研究领域，世界上应用最广泛的两个专用软件是Romax和MASTA，这两个软件都可以对变速器进行选配、设计开发以及制造。本文主要使用Romax软件对小型汽车机械式变速器进行建模、仿真分析及优化，同时查阅相关的书籍、文献，并借鉴他人的思路、方法以及研究成果，探索使用Romax软件对机械是变速器进行建模和仿真分析，对今后设计开发机械式变速器，缩短了开发周期，提高了工作效率，具有较大的工程价值。
　　论文以小型汽车机械式变速器为研究对象，在具备变速器开发相关的理论知识与实践能力的前提下，对变速器进行设计、建模、仿真分析及优化。
　　本论文对变速器的设计开发工作主要包括以下几个方面：
　　（1）确定机械变速器的总体设计方案，其中包括齿轮的布置、轴的布置、档位的布置等；（2）根据所配发动机的基本参数，在考虑满足汽车整车的动力性和经济性的前提下，确定齿轮的传动比；（3）查阅大量的相关资料，根据前人总结的一些经验公式，确定变速器零件的相关参数；（4）通过Romax软件对机械式变速器进行建模，并且模拟变速器的实际负载，完成齿轮、轴和轴承等主要零件分析，确保零件的安全可靠；（5）使用Romax中的齿轮修形模块对齿轮进行微观修形，减轻齿轮的偏载，使变速器平稳运转，延长变速器的使用寿命。
　　目前专业软件在变速器设计上应用越来越广泛，怎样使用软件分析每个参数对变速器性能的影响，将是以后研究工作的重心。本文使用Romax软件对变速器进行建模，模拟实际工况对变速器进行仿真分析，根据分析结果对零件进行优化，这种方法为将来变速器的开发提供了理论上的指导。

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第1章 绪论

1.1 论文研究的目的和意义

1.2 常见变速器的优缺点分析

1.3 国内外变速器的发展状况

1.4 论文的主要内容

第2章 机械式变速器的结构型式与方案选择

2.1变速器的功用

2.2 机械式变速器的结构型式

2.3 机械式变速器结构方案选择

2.4 本章小结

第3章 机械式变速器主要零件参数的设计计算

3.1变速器的档位数

3.2 变速器的传动比

3.3 齿轮相关参数的选取和计算

3.4 齿轮的设计计算

3.5轴的设计计算

3.6 轴承寿命模型参数计算

3.7 本章小结

第4章 同步器的设计计算

4.1 锁环式惯性同步器的结构及工作原理

4.2 锁环式惯性同步器的设计

4.3 同步器的计算

4.4 本章小结

第5章 基于Romax机械式变速器建模与仿真分析

5.1 Romax软件介绍

5.2 基于Romax变速器的建模过程

5.3 基于Romax变速器的仿真分析

5.4 齿轮的优化

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文