ford轿车变速器的设计及优化(附件)【字数：11493】
摘 要变速器在汽车中结构中是十分重要的,一个优秀变速器将能够很好的提高汽车的发动能力，同时可以减小汽油的损耗，本课题研究的是福特汽车的一款车型，采用市场问卷访问的方式获得各项数据，研究车型全部的配置，找出车型的不足之处，同时制定改善方式，利用原先的信息，和通过拟合获得的发动机万有特性曲线函数，然后描绘本车的功率均衡示意图，同时改良传动系统的各项配置，这有利于提升发动机的综合使用效率。在动力方面和经济方面进一步改良传动比配置，并基于普通的变速器研究方式，通过使用matlab软件计算得到更加适合的传动比。
目 录
第一章 绪论 3
1.1本课题研究的目的和意义 4
1.2 国内外变速器现状 4
1.2.1 国外变速器现状 4
1.2.2??国内变速器现状 4
第二章 汽车变速器的简介 5
2.1变速器的常用类型 6
2.1.1 手动变速器（MT） 6
2.1.2 自动变速器 6
2.2 手动变速器工作原理和结构 7
第三章 变速器传动比的优化设计 11
3.1车型的选定与分析 11
3.1.1 福特福克斯简介 11
3.1.2 福克斯发动机简介 11
3.1.3 福克斯的变速器简介 11
3.1.4 IB5变速器在国内存在问题分析 12
3.2 确定变速器结构方案 13
3.3 汽车经济性和动力性评价 13
3.3.1 汽车动力性 13
3.3.2 汽车燃油经济性 13
3.4 汽车相关性能数学模型的建立 14
3.4.1 发动机外特性的数学模型 14
3.4.2建立汽车动力性数学模型 15
3.5汽车功率平衡图 17
3.6 发动机万有特性曲线数学模型的建立 17
3.7 各挡传动比初选 19
3.7．1 最低挡传动比的初选 19
3.7.2 最高挡传动比的初选 21
3.7.3 确定变速器档位数 21 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.7.4 选定其余各挡传动比 22
3.8 速比的匹配优化 22
3.8.1 设计变量的确定 22
3.8．2 目标函数的建立 23
3.8.3 建立约束条件 24
3.8.4 优化结果分析 25
第四章 变速器结构设计 27
4.1 变速器中心距 27
4.2 齿轮参数设计 27
4.2.1 模数 27
4.2.2 压力角 28
4.2.3 螺旋角 28
4.2.4 齿宽b 28
4.2.5 各挡齿轮齿数的分配 28
4.2.6 选取齿轮的材料 30
4.3 轴的尺寸设计 30
4.3.1确定变速器的轴向值 30
4.3.2确定轴的长度 30
4.3.3轴的结构设计 31
第五章 校核齿轮、轴的强度 32
5.1 计算齿轮弯曲强度 32
5.2 计算齿轮齿面接触强度 33
5.3各档齿轮的受力分析 34
5.4轴的刚度校核 35
结束语 37
致 谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1本课题研究的目的和意义
回顾汽车各项科技的进步历程，关于变速器技术和发动机技术的发展始终是人们关注的重点。变速器是作用是及时变化传动比来满足不同的条件，同时可以让发动机作业环境更好；通过设置为空档来停止供应动力来让发动机可以发动和减速，同时有利于变速器切换档速更加便利。
我国现在销售汽车类型有商用汽车和乘用汽车，商用汽车和乘用汽车在市场销售中搭配的不同类型的变速器各有特色。现在，世界上变速器的潮流是搭配自动变速器，多使用自动变速器的国家主要分布在欧洲和美洲等。由于我国和国外在路况上存在的差异性较大，可能会导致进口车没办法在我国较好使用，展示不出进口车配置的各项功能和性能效果。所以本课题将研究设计Ford品牌旗下Focus车型的变速器整体配置，利用调查得到的数据和我国的道路交通情况对变速器配置改良，通过普通的设计方式，还有利用有充分理论基础的曲线函数，通过matlab软件进行运算获取到最适合的配置结果，从而更好的在中国市场上销售和使用。[1]
1.2 国内外变速器现状
1.2.1 国外变速器现状
从国际整体来看，双离合变速器以及自动变速器等可以大大降低汽油消耗的配置得到了重视和大力发展。2016年初福特和通用汽车几乎同时宣布在美国密歇根州升级改造工厂，以建立全新的10挡自动变速箱。其实早在2013年，福特和通用共同宣布将合作研发生产两个全新的自动变速箱：应用在前驱平台的9挡自动变速箱和后驱平台的10挡自动变速箱。9挡自动变速箱和10挡自动变速箱将会替代他们现时的6挡变速箱和8挡变速箱。
1.2.2??国内变速器现状
在汽车的变革大潮带动下，一些在我国变速器研制领域占有领军地位的公司纷纷从国外进口检测方面、精细研制方面、模型加工方面等多方面的新技术和新设备，同时加强和国际优秀汽车企业之间的深入交流和密切合作，进一步将变速器各个重要的配件研制能力提升到一个新台阶，这些重要的配件有同步器、轴和齿轮等，更将大大提高变速器在热加工研制科技、冷加工研制科技和装配的能力，从而更好的达到国际化要求。近几年来，各家变速器制造企业投入了大量的人力、物力进行深入研究，致力于开发新型自动变速器产品。[2]
目 录
第一章 绪论 3
1.1本课题研究的目的和意义 4
1.2 国内外变速器现状 4
1.2.1 国外变速器现状 4
1.2.2??国内变速器现状 4
第二章 汽车变速器的简介 5
2.1变速器的常用类型 6
2.1.1 手动变速器（MT） 6
2.1.2 自动变速器 6
2.2 手动变速器工作原理和结构 7
第三章 变速器传动比的优化设计 11
3.1车型的选定与分析 11
3.1.1 福特福克斯简介 11
3.1.2 福克斯发动机简介 11
3.1.3 福克斯的变速器简介 11
3.1.4 IB5变速器在国内存在问题分析 12
3.2 确定变速器结构方案 13
3.3 汽车经济性和动力性评价 13
3.3.1 汽车动力性 13
3.3.2 汽车燃油经济性 13
3.4 汽车相关性能数学模型的建立 14
3.4.1 发动机外特性的数学模型 14
3.4.2建立汽车动力性数学模型 15
3.5汽车功率平衡图 17
3.6 发动机万有特性曲线数学模型的建立 17
3.7 各挡传动比初选 19
3.7．1 最低挡传动比的初选 19
3.7.2 最高挡传动比的初选 21
3.7.3 确定变速器档位数 21 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
3.7.4 选定其余各挡传动比 22
3.8 速比的匹配优化 22
3.8.1 设计变量的确定 22
3.8．2 目标函数的建立 23
3.8.3 建立约束条件 24
3.8.4 优化结果分析 25
第四章 变速器结构设计 27
4.1 变速器中心距 27
4.2 齿轮参数设计 27
4.2.1 模数 27
4.2.2 压力角 28
4.2.3 螺旋角 28
4.2.4 齿宽b 28
4.2.5 各挡齿轮齿数的分配 28
4.2.6 选取齿轮的材料 30
4.3 轴的尺寸设计 30
4.3.1确定变速器的轴向值 30
4.3.2确定轴的长度 30
4.3.3轴的结构设计 31
第五章 校核齿轮、轴的强度 32
5.1 计算齿轮弯曲强度 32
5.2 计算齿轮齿面接触强度 33
5.3各档齿轮的受力分析 34
5.4轴的刚度校核 35
结束语 37
致 谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1本课题研究的目的和意义
回顾汽车各项科技的进步历程，关于变速器技术和发动机技术的发展始终是人们关注的重点。变速器是作用是及时变化传动比来满足不同的条件，同时可以让发动机作业环境更好；通过设置为空档来停止供应动力来让发动机可以发动和减速，同时有利于变速器切换档速更加便利。
我国现在销售汽车类型有商用汽车和乘用汽车，商用汽车和乘用汽车在市场销售中搭配的不同类型的变速器各有特色。现在，世界上变速器的潮流是搭配自动变速器，多使用自动变速器的国家主要分布在欧洲和美洲等。由于我国和国外在路况上存在的差异性较大，可能会导致进口车没办法在我国较好使用，展示不出进口车配置的各项功能和性能效果。所以本课题将研究设计Ford品牌旗下Focus车型的变速器整体配置，利用调查得到的数据和我国的道路交通情况对变速器配置改良，通过普通的设计方式，还有利用有充分理论基础的曲线函数，通过matlab软件进行运算获取到最适合的配置结果，从而更好的在中国市场上销售和使用。[1]
1.2 国内外变速器现状
1.2.1 国外变速器现状
从国际整体来看，双离合变速器以及自动变速器等可以大大降低汽油消耗的配置得到了重视和大力发展。2016年初福特和通用汽车几乎同时宣布在美国密歇根州升级改造工厂，以建立全新的10挡自动变速箱。其实早在2013年，福特和通用共同宣布将合作研发生产两个全新的自动变速箱：应用在前驱平台的9挡自动变速箱和后驱平台的10挡自动变速箱。9挡自动变速箱和10挡自动变速箱将会替代他们现时的6挡变速箱和8挡变速箱。
1.2.2??国内变速器现状
在汽车的变革大潮带动下，一些在我国变速器研制领域占有领军地位的公司纷纷从国外进口检测方面、精细研制方面、模型加工方面等多方面的新技术和新设备，同时加强和国际优秀汽车企业之间的深入交流和密切合作，进一步将变速器各个重要的配件研制能力提升到一个新台阶，这些重要的配件有同步器、轴和齿轮等，更将大大提高变速器在热加工研制科技、冷加工研制科技和装配的能力，从而更好的达到国际化要求。近几年来，各家变速器制造企业投入了大量的人力、物力进行深入研究，致力于开发新型自动变速器产品。[2]
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