电动汽车自动变速器设计研究
时间:2011-04-30 14:39来源:南昌大学机电工程学院作者:黄菊花等点击: 次
本文首先简述了常见自动变速器的结构原理和优缺点，结合电动汽车电机特性和双离合器自动变速器的优点，提出将两挡双离合器自动变速器应用于电动汽车。
0引言
电动汽车以可再生清洁的电能为动力，克服了传统内燃机汽车的环境污染和资源短缺问题；电动汽车牵引电机相对传统内燃机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。然而固定速比减速器仅有一个挡位，使得电动汽车电机常处在低效率区域，既浪费宝贵电池能量而使续驶里程减少，又提高了对牵引电机的要求。电动汽车牵引电机既要在恒转矩区提供较高瞬时转矩，又要在恒功率区提供较高运行速度，才能满足车辆的高速、爬坡和加速等整车性能要求。为使电动汽车发挥其优越性，并降低电动汽车对动力电池和牵引电机要求，电动汽车传动系统应多挡化。
手动变速器换挡操纵复杂以及换挡过程中需要切断动力源影响电动汽车的驾驶性能和舒适性。自动变速是车辆变速发展趋势，自动变速器相对手动变速器具有较高整车的安全性、舒适性等性能。基于平行轴式手动变速器的双离合器自动变速器，不仅继承了手动变速器传动效率高、结构紧凑、价格便宜等许多优点；同时还解决了换挡动力中断问题，也保留了液力自动变速器、无级自动变速器等换档品质好的优点。因此电动汽车采用两挡双离合器自动变速器具有更好的整车性能。
1电动汽车自动变速器结构原理
1.1系统结构原理图
图1 所示为两挡双离合器自动变速器系统结构原理图，它以变速器电控单元为中心，接收制动踏板、选择开关、加速踏板等传感器获知的信号，同时可以利用CAN 总线技术接收来自整车控制器的信号，如车速、电机转速等信号。变速器电控单元采集当前路况信息，通过一定的换挡规律发出信号指令，控制离合器执行机构操纵离合器的分离与结合等动作。
1.2 传动结构原理
根据汽车行驶性能确定IdealⅡ纯电动汽车传动设计采用两挡变速器即可满足整车的动力性和经济性要求。图2 为两挡双离合器自动变速器传动结构图，低速挡1 挡与离合器CL1 联接，高速挡2 挡与CL2 联接。离合器CL1 输出轴为实心轴，套在实心轴外面是一个空心轴，即离合器CL2 输出轴。两输出轴同心使得结构使变速器更加紧凑。通过电机与减速增距结构使两个离合器的接合与分析实现两挡自动变速，不需要再增加换挡机构，简化了系统的结构，倒挡通过整车电机反转实现。
电动汽车处停车状态时，离合器CL1 和离合器CL2 都处于分离状态，故不传递动力。当电动汽车起步时，自动变速器电控单元控制离合器CL1 电机使离合器CL1 接合，当离合器CL1 完全接合时，电动汽车进入1 挡，此时离合器CL2 仍是分离的，不传递动力。当电动汽车加速并达到2 挡的换挡速度值时，通过变速器电控单元控制离合器电机使离合器CL1 开始分离的同时，离合器CL2 开始接合。
两个离合器交替切换，直到离合器CL1 分离完全，离合器CL2 接合完全，电动汽车升挡过程结束。当电动汽车进入2 挡车速运行后，变速器电控单元采集相关信号并判断电动汽车即将运行的挡位是否降挡。降挡过程只需将正接合离合器CL2 分离，同时将处分离状态的离合器CL1 接合即可。配合好两个离合器切换时序，按一定的换挡规律进行换挡，整个换挡即可有序完成。
1.3 控制系统原理
1.3.1 控制系统硬件原理
自动变速箱电控单元TCU 是整个双离合器自动变速器系统的控制核心，TCU 设计的好坏直接关系到整个双离合器自动变速器的品质和性能。本设计选用飞思卡尔公司16 位MC9S12C64 单片机。MC9S12C64 具有高速数字信号处理能力、实时性强、低功耗、集成度高等性能。它工作环境温度可在-40 ~ 125 之间，能克服汽车工作环境恶劣对单片机性能的影响。
MC9S12C64 采用16 位微处理器S12CPU，具有较高的计算和处理能力。MC9S12C64拥有2KB内部RAM、64KB 的内部FLASH；一个8 路16 位TIM（定时器）模块，具有高效处理多路时间事件的能力，满足电动汽车自动变速器控制系统中多路转速信号采集要求；8 路10 位AD（模数转换）模块，满足多路模拟信号转换精度要求；6 路8 位PWM（脉宽调制）模块，可以满足电动汽车多路电机驱动信号输出要求；实现与其它电控单元进行通讯的CAN 总线模块。其他可用资源：80 脚封装有可用60 个通用I/O 口、两个8 位双向数字I/O 口、内部看门狗等。
以MC9S12C64 为核心TCU系统主要由主控制器模块、输入模块、电机驱动模块、显示和CAN 通信模块等组成。信号输入包括模拟信号、开关信号和脉冲信号输入。其中电机转速采用霍尔脉冲式传感器，转速传感器输出的脉冲信号经过光电隔离、电平转换后输入到单片机引脚上测速。电机驱动模块采用PWM 对两个离合器控制电机进行转速和转向进行控制，PWM 具有调速精度高、响应速度快、调速范围宽和耗损低等优点。CAN 通信模块可以将TCU 与整车电机控制器和制动防抱死系统进行数据传输，从而实现了双离合器自动变速器系统对电机转速和转矩的控制，不仅简化了设计，降低了系统制造成本，同时提高了TCU 的集成度和可靠性，改善了换挡品质和整车的动力性、舒适性。显示模块采用两个数码管，分别显示挡位和故障代码。故障报警采用发光二极管和蜂鸣器实现。
MC9S12C64 不具有内部EEPROM 和时钟，故要增加时钟电路以及掉电存储器。TCU 系统硬件原理图如图3 所示。
1.3.2 控制系统软件软件原理
双离合器自动变速器软件系统采用模块化程序设计方法，由主程序、信号处理、换挡决策、执行等模块组成。主程序是一个循环程序，它不断通过采集信号来读取整车状态，实时根据司机的操作，调用相应的子程序进行换挡决策、换挡和故障诊断，并显示挡位和故障代码显示与报警。
TCU 系统主程序由上电初始化子程序、停车挡处理子程序、空挡处理子程序、前进挡处理子程序、倒挡处理子程序、以及在线故障诊断显示程序等子程序组成。上电初始化子程序主要是对软件运行环境进行必要初始化。停车挡处理子程序、空挡处理子程序、前进挡处理子程序及倒挡处理子程序等子程序分别根据各自挡位处理特点和功能形成各自的循环体。故障诊断和显示功能对程序出现异常或者无法处理情况进行处理,并显示故障代码。自动变速器电控系统软件系统主程序流程图如图4 所示。
2电动汽车自动变速器优点
根据纯电动汽车两挡双离合器自动变速器的结构特点，其具有以下几个方面优点：
（1）结构简单。纯电动汽车电机能够在一定范围内无级调速，所以此变速系统只要采用两个前进挡就能满足整车的动力性能和经济性，简化了传动结构；同时通过离合器换挡机构对离合器进行结合与分离控制即可达到自动变速的要求，不需要换挡执行机构。
（2）节省成本。双离合器自动变速器对原有自动变速器生产线继承性好，技术改造投入资金少；取消了液压系统等复杂机构，降低了制造成本；纯电动汽车电池和电机比较昂贵，采用两挡双离合器自动变速器可节省电池电量，降低电机性能要求，从而节省整车制造成本。
（3）换挡品质高。双离合器自动变速器结构简单，操纵稳定，在换挡过程不切断动力，具有良好的换挡品质及传动效率。
（4）维修方便，费用低。没有液压系统，取消了换挡执行机构等复杂结构，降低了维修难度和费
用。
3总结
在节能减排的社会背景下，电动汽车将有良好的发展前景。受限于电池技术和整车电机技术，电动汽车需采用并在未来一段时间内仍需采用两挡以上变速器来满足整车动力性和经济性。电动汽车两挡双离合器自动变速器既降低了电动汽车对电池和电机的要求，同时克服了手动变速器换挡品质差和AMT 换挡中断动力源问题，因此该两挡双离合器自动变速器具有较好的应用前景。
新能源汽车概念课程设计 课题：电动汽车设计 姓名：赵炜渝 班级：机制125 学号：1120110130 时间：2015.6
一、汽车底盘布置形式 采用电动机前置前驱形式，变速驱动桥将变速器、主减速器和差速器安装在同一个外壳(常称为变速器壳)之内。这样可以有效地简化结构，减小体积，提高传动效率。而且取消了传动轴，可使汽车自重减轻。 电池组安装在前后两排座椅下。 二、驱动电机的选择 电动汽车电机是将电源电能转换为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮的汽车驱动装置，该电机与其他电机相比具有体积小、重量轻、效率高且高效区范围广、调速性能好等特点。 电动汽车用电动机在需要满足汽车行走的功能同时，还应满足行车时的舒适性、耐环境性、一次充电的续行里程等性能，该电机要求比普通工业用电动机更为严格的技术规范，还希望有如下功能： 体积小，重量轻。 减小有限的车载空间，特别是总质量的减小，在整个运行范围内高效率。 一次充电续行里程长，特别是行走方式频繁改变时，低负载运行时，也有较高的效率。 低速大转矩特性及宽范围内的恒功率特性。 综合上述原因考虑我们初步选定永磁无刷直流电机作为驱动电机。 无刷直流电机优点是： ①电机外特性好，非常符合电动车辆的负载特性，尤其是电机具有可贵的低速 大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足车辆的加速要求。 ②速度范围宽，电机可以在低中高大速度范围内运行，而有刷电机由于受机械
换向的影响，电机只能在中低速下运行。 ③电机效率高，尤其是在轻载车况下，电机仍能保持较高的效率，这对珍贵的 电池能量是很重要的。 ④过载能力强，这种电机比Y系列电动机可提高过载能力2倍以上，满足车辆 的突起堵转需要。 ⑤再生制动效果好，因电机转子具有很高的永久磁场，在汽车下坡或制动时电 机可完全进入发电机状态，给电池充电，同时起到电制动作用，减轻机械刹 车负担。 ⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。 ⑦电机无机械换向器，采用全封闭式结构，防止尘土进入电机内部，可靠性高。 ⑧电机控制系统比异步电机简单。缺点是电机本身比交流电机复杂，控制器比 有刷直流电机复杂。 永磁无刷直流电机的技术数据：
电动汽车两档自动变速器的设计与研究 摘要：本文基于某电动汽车原有固定档变速器，提出了两档自动变速器的结构方案，并根据动力性和经济性指标利用MATLAB软件对其传动比进行了优化设计，最后基于UG软件建立了两档变速器的三维模型。 关键词：两档自动变速器;传动比优化;三维建模 引言 环境污染和资源短缺近年来成为了以内燃机为动力的汽车目前所面临的两大技术问题，而电动汽车以可再生、清洁的电能作为动力，克服了传统汽车的这些缺点，成为了目前汽车生产商研究的热点。纯电动汽车以电动机作为动力源，具有良好的调速特性，电动机在低速时恒转矩和高速时恒功率的特性比较适合车辆的运行需求。鉴于研发成本的考虑，众多在内燃发动机汽车基础上改造的电动汽车，大都沿用了原有变速器的一个或两个档位来传动，不利于变速器的专用化。 山东某汽车公司生产的电动汽车采用固定速比减速器，只有一个档位，使得电动机常工作在低效率区域，既浪费能源，又提高了对牵引电机的要求，还使汽车的续驶里程减少。因此，对作为传动系统主体的变速器的研究成为改善电动汽车传动性能尤其是经济性能的主要部分。多档化能够降低对电机的要求，扩大电动机的工作区域，通过对传动系统的控制来保证牵引电机总是能够工作在理想的区域，从而提高整车的动力性、经济性等指标。随着生活水平的不断提高，人们对驾驶舒适感和容易度也提出了更高的要求，本文基于某电动汽车研究了一种两档无离合式自动变速器，对其传动比进行了以能量消耗最小为目标的优化，并在UG环境下对变速器进行了三维建模，为进一步的动力学仿真和试车运行提供了理论依据。 1.电动汽车两档自动变速器的设计方案 档位数的增加有利于增大利用电动机最大功率的机会，提高整车的动力性和经济性，但由于电动机具有良好的调速特性，因此电动汽车的档位数不宜过多，否则会增加整车的体积和重量，降低传动效率，故本文设计两档变速，低档对应整车的起步和爬坡，高档对应整车的最大车速，这样低速档的传动比可以选择的较大，整车的牵引力也较大，动力性较强。基于原有固定速比减速器的机械结构和安装空间，本设计增加了一根传动轴，采用传统的三轴式结构。主要由输入轴、输出轴、中间传动轴、高速档齿轮、低速档齿轮、主传动齿轮、同步器及差速器等组成，其结构如图1所示。 通过换挡拨叉与同步器的连接实现高低档位的切换，同时同步器用于减少换挡冲击和噪声，实现快速同步;主传动齿轮为常啮合齿轮，用于降速增扭;差速器连接驱动轴，实现扭矩的输出和分解。变速器实现换挡的条件就是输入输出端的转速能够达到同步，由于电机的控制性能优于发动机，通过控制电机的转速、转
电动汽车变速器课程 设计 说 明 书 学院名称：机电工程学院 专业班级：机械XXXX班 学号： 0806XXXXXX 学生姓名： XXXXXX 指导老师：陈敏
电动汽车变速器设计---课程设计任务书 电动汽车变速器是有效改善牵引电动机扭矩范围的重要传动部件，通过加设变速器，可实现高转速电机和减速器的有机结合，使电动机保持在高效率工作范围类，减轻电动机和动力电池组的负荷，实现电动汽车的轻量化设计。电动汽车机械变速机构类型有多种，如轮毂电机减速器，驱动桥变速差速器等。本课程设计的变速器要求是一单级变速器，并具有空挡和倒档机制。要求通过学习掌握电动汽车变速器的原理，结构和设计知识，用所给的基本设计参数确定变速器的传动比，并进行电动汽车变速器的结构设计，绘制主要的零部件图纸，写出内容详细的设计说明书。 设计时间: 2010年秋季学期的19-20周。 1.基本设计参数： 1.电动机额定转速:2500r/min 2.电动机恒转矩区转矩: 200 Nm 3.车辆主减速比：1.0 4.电动机额定转速时车辆速度：60 km/h 5.车轮规格：205/55 R16 2.设计计算要求： 1.根据基本设计参数进行电动汽车变速器主要参数的选择与计算; 2.进行电动汽车变速器的结构设计与计算。 3.完成内容： 1.装配图１张; 2.零件图2张; 3.设计计算说明书１份。 1) 封面； 2) 课程设计任务书； 3) 目录； 4) 中英文摘要; 5) 正文； 6 ) 参考文献。 4.主要参考文献： [1]陈家瑞.汽车构造（第三版下）[M].北京：机械工业出版社,2009,6. [2]刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社,2001,7. [3]康龙云.新能源汽车与电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2010,10.
目录 1 绪论 (1) 1.1 研究的目的和意义 (8) 1.2 本课题的主要研究内容 (8) 1.3 国内外研究现状 (9) 1.3.1发展概述 (9) 1.3.2 液力传动变速箱的技术发展趋势 (9) 2 总体方案的设计 (10) 2.1 液力传动变速箱概述 (10) 2.2 主要技术参数 (10) 2.3 工作原理 (10) 2.4 结构介绍 (11) 2.4.1 变速箱 (11) 2.4.2 液力变矩器 (11) 2.4.3 油泵总成 (11) 2.4.4 主调压阀、溢流阀部件 (12) 2.4.5 操纵阀部件 (12) 2.4.6 离合器 (12) 2.5 变速箱的三维建模及运动仿真 (12) 2.6 变速箱使用注意事项 (12) 2.7 本章小结 (13) 3 变速箱设计 (14)
3.1 变速箱传动方案设计 (14) 3.2 前进档设计 (15) 3.2.1 前进挡概述 (15) 3.2.2 前进挡档数的确定 (15) 3.2.3前进挡齿轮设计 (15) 3.2.4 齿轮强度计算方法概述 (16) 3.2.5 前进挡轴的设计 (16) 3.3 倒档设计 (17) 3.3.1 倒档概述 (17) 3.3.2 倒档零件设计 (18) 3.4 刹车档设计 (18) 3.5 变速箱总体结构 (19) 3.6 本章小结 (19) 4 液力变矩器设计 (20) 4.1 液力变矩器概述 (20) 4.2 液力变矩器的结构与工作原理 (20) 4.3 液力变矩器的设计计算 (21) 4.3.1 液力变矩器的转矩功率计算 (21) 4.3.2 液力变矩器循环圆设计 (21) 4.3.3 液力变矩器叶片设计 (22) 4.3.4 液力变矩器各种性能及其评价 (22) 4.4 液力变矩器的冷却装置设计 (23)
新能源电动汽车两档变速器的设计与实现 一、纯电动汽车两挡自动变速器传动比优化及换挡品质研究 摘要： 汽车传动系统中，变速器作为关键构件，直接影响整车性能。为了使电动汽车驱动电机的效率得到提升，对固定速比电动汽车进行改动，采用两挡传动比方案，促使驱动电机工作效率提高，进而使整车动力性能及经济性能得到提升。主要对纯电动汽车两挡自动变速器传动比优化及换挡品质进行研究。 1、整车基本参数 基于传统微型车对电动汽车进行研究，保留原车悬挂系统，动力电池采用锰酸锂电池，驱动电机采用永磁同步电机。 综合研究后，整车参数为：满载质量 1 350 m/kg，机械传动效率0.9，轮胎滚动半径0.258 r/min，迎风面积1.868 A/m2，空气阻力系数0.31. 根据国标GB/T 28382—2012标准及市场定位，整车动力性指标如下：30 min最高车速≥80 km/h，最大爬坡速度≥20%，4%坡度的爬坡车速≥60 km/h，12%坡度的爬坡车速≥30 km/h，工况法行驶里程≥100 km。
2、驱动电机参数确定 对电机进行选择时，要确保电机最大限度地工作在高效区，同时也要考虑电池组的峰值放电倍率。 2.1 驱动电机功率在最高车速时计算 以最高车速在水平道路上行驶，对加速阻力忽略不计，设风速为0，那么电机的输出功率即为 ?P1为最高车速时驱动功率； ?ηt为机械传动效率； ?mg为整车满载质量； ?f（u）为滚动阻力系数； ?umax为最大车速； ?Cd为空气阻力系数； ?A为迎风面积。 其中： f（u）=1.2（0.009 8+0.002 5[u/（100 km/h）]+ 0.000 4[u/（100 km/h）]4）.
轿车机械式手动变速箱设计计算说明书 班级：车辆1001 组别： 02
目录 1.设计任务书 (2) 2.总体方案论证 (2) 3.变速器主要参数及齿轮参数的选择 (5) 4.变速器主要零部件的几何尺寸计算及可靠性分析 (15) 4.1变速器齿轮 (15) 4.2变速器的轴 (19) 4.3变速器轴承 (24) 5.驱动桥（主减速器齿轮）部分参数的设计与校核 (31) 6.普通锥齿轮差速器的设计 (37) 7.设计参数汇总（优化后） (45) *参考文献 (48) 1设计任务书 根据给定汽车车型的性能参数，进行汽车变速箱总体传动方案设计，选择并匹配各总成部件的结构型式，计算确定各总成部件的主要参数；详细计算指定总成的设计参数，
绘出指定总成的装配图和部分零件图。 表1-1 轿车传动系统的主要参数 组别发动机主要参数 第二组 2.0L横置 前驱 FF，MT 5挡，错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。， 错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。，错误！未找到引 用源。 2 总体方案论证 变速器的基本功用是在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使 汽车得到不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。此外，应保证汽 车能倒退行驶和在滑行时或停车时使发动机和传动系保持分离。需要时还应有动力输出的功能。 变速器设计应当满足如下基本要求： ?具有正确的档数和传动比，保证汽车有需要的动力性和经济性指标； ?有空档和倒档，使发动机可以与驱动轮长期分离，使汽车能倒车； ?换档迅速、省力，以便缩短加速时间并提高汽车动力性（自动、半自动和电子操纵机构）； ?工作可靠。汽车行驶中，变速器不得跳挡、乱挡以及换挡冲击等现象发生； ?应设置动力输出装置，以便必要时进行功率输出； ?效率高、噪声低、体积小、重量轻便于制造、成本低。 变速器是由变速传动机构和操纵机构组成。根据前进档数的不同，变速箱有三、四、五 和多挡几种。根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类。而前者又分为两轴式、 中间轴式和多中间轴式变速箱。 在已经给出的设计条件中，具体的参数说明如下： 表2-1 汽车传动系统主要参数 发动机 2.0L横置变速器MT 5挡 发动机最大扭矩[错误！ 未找到引用源。] 170/4000 发动机最大功率[错 误！未找到引用源。] 85/5200 驱动形式FF 汽车装备质量（kg）1310 2.1 传动机构布置方案分析 （1）传动方案的选取 根据提供的参数及设计需求，变速器传动方案的选择如下：
电动汽车自动变速器设计研究 时间:2011-04-30 14:39来源:南昌大学机电工程学院作者:黄菊花等点击: 次 本文首先简述了常见自动变速器的结构原理和优缺点，结合电动汽车电机特性和双离合器自动变速器的优点，提出将两挡双离合器自动变速器应用于电动汽车。 0引言 电动汽车以可再生清洁的电能为动力，克服了传统内燃机汽车的环境污染和资源短缺问题；电动汽车牵引电机相对传统内燃机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。然而固定速比减速器仅有一个挡位，使得电动汽车电机常处在低效率区域，既浪费宝贵电池能量而使续驶里程减少，又提高了对牵引电机的要求。电动汽车牵引电机既要在恒转矩区提供较高瞬时转矩，又要在恒功率区提供较高运行速度，才能满足车辆的高速、爬坡和加速等整车性能要求。为使电动汽车发挥其优越性，并降低电动汽车对动力电池和牵引电机要求，电动汽车传动系统应多挡化。 手动变速器换挡操纵复杂以及换挡过程中需要切断动力源影响电动汽车的驾驶性能和舒适性。自动变速是车辆变速发展趋势，自动变速器相对手动变速器具有较高整车的安全性、舒适性等性能。基于平行轴式手动变速器的双离合器自动变速器，不仅继承了手动变速器传动效率高、结构紧凑、价格便宜等许多优点；同时还解决了换挡动力中断问题，也保留了液力自动变速器、无级自动变速器等换档品质好的优点。因此电动汽车采用两挡双离合器自动变速器具有更好的整车性能。 1电动汽车自动变速器结构原理 1.1系统结构原理图 图1 所示为两挡双离合器自动变速器系统结构原理图，它以变速器电控单元为中心，接收制动踏板、选择开关、加速踏板等传感器获知的信号，同时可以利用CAN 总线技术接收来自整车控制器的信号，如车速、电机转速等信号。变速器电控单元采集当前路况信息，通过一定的换挡规律发出信号指令，控制离合器执行机构操纵离合器的分离与结合等动作。
变速器设计文献综述 摘要：车辆的变速器很大程度上影响着车辆行驶的经济性、动力性、驾乘舒适性，是车辆最重要的部件之一。本文分析了国内外变速器产业的发展状况，介绍了国内外先进的变速器设计方法、科学的开发流程等，还根据我国变速器产业的发展现状提出了一些问题，并且对变速器产业的发展提出了一些合理的建议。 关键词：变速器，科学开发流程、先进设计方法 一.变速器研究意义 变速器是伴随汽车出现的产物，是组成一辆汽车的必需品，而变速器设计更是汽车设计中最重要的环节之一。变速器的作用是用来改变传动比，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足不同的行驶要求。在不同的行驶条件下，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化，而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，扭矩变化范围更不可能满足实际路况需要，而变速器能做到在大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。因此,变速器的性能直接影响到汽车行驶性能。随着技术进步,变速器在最基本的传动功能之外，也在实现越来越多的功能，例如实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要; 中断动力传递，在发动机能够怠速运转，汽车换档或需要停车时，中断向驱动轮的动力传递; 实现空档，当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。由此可见，研究变速器对汽车产业发展具有十分重大的意义。
二.国内外变速器使用的现状 在欧洲市场上，原本手动变速器占据的绝大部分的市场,在不断被自动变速器侵占。例如在西欧，2005年生产的装配有自动变速器的汽车占汽车总量的23%。而10年前，这个数字仅为13%。可见自动变速器正在成为市场的主流。在中国市场上，配备自动变速器也已经成为车用变速器的重要趋势。然而，在自动变速器方面，由于其新工艺、新技术和设计原理与传统手动变速器有比较大的差异，导致国内厂家在自动变速器的研发上与国际先进水平存在较大差距，即使向国外厂商寻求技术帮助，他们也不约而同地对国内厂家进行了技术封锁，这导致我国的自动变速器相比国外产品性能低下，需要大量依赖进口。据统计，进口产品占我国自动变速器市场的78%。而在手动变速器方面，经过长时间的发展，设计原理和生产工艺等都较为成熟，技术难度也相对较低，因此我国通过引进国外先进技术，消化吸收并自主创新，能做到自主生产，基本满足了本土车辆厂商的生产需要。可以预见的是，未来汽车变速器的市场将以自动变速器为主，发展和掌握高端自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造技术的重要途径。而优先开发手自一体变速器在技术上可以延续我国在手动变速箱上积累的经验，更有利于我国变速器产业的发展。 三. 国外变速器先进的设计方法 近10年以来，我国变速器产业特别重视新产品的开发研制，无论是从人力物力的投入，还是资金的投入，都是非常巨大的。
摘要 本论文研究一个驱动10吨的装载机作业的液力传动变速箱设计过程，课题的专题部分是换档离合器的设计与计算。液力传动变速箱主要由变速箱、液力变矩器、油泵总成与主调压阀和溢流阀组件、操纵阀组件、换档离合器和液压控制等部分组成。该箱为由液力变矩器提供转矩并具有前进四档、后退四档共八个档位的定轴式动力换档变速箱，该变速箱采用三元件单涡轮液力变矩器。液力变矩器使该液力传动变速箱具有液力传动输出的自动适应性，能随着外负载的变化而相应改变其输出扭矩和转速，而且要求能够吸收和消除来自发动机和外负载对传动系统的冲击振动。所采用的换档方式要求操纵简单、方便，起动平稳，较大地减轻操作者劳动强度。本课题通过液力传动变速箱主要参数的设计，用三维设计软件Pro/E来实现液力传动变速箱的零部件造型和整机造型。在液力传动变速箱设计过程中，在投入生产之前利用计算机把三维图转成二维工程图，为生产工艺提供指导和参考。 关键词：液力传动变速箱；液力变矩器；换档离合器；操纵阀
目录 引言 (1) 1 动力换档变速箱的发展概况 (1) 2 工程机械变速箱 (2) 2.1 变速箱概述 (2) 2.1.1变速箱的功用 (2) 2.1.2对变速箱的要求 (2) 2.1.3变速箱的类型 (3) 2.2 主要技术参数 (4) 2.2.1传动比范围d的确定 (5) 2.2.2公比值q的选取原则与预定公比值q' (5) 2.2.3公比值q与档位数 Z的确定 (6) 2.2.4传动比i的选取 (6) 2.3 工作原理及结构介绍 (6) 2.3.1定轴式动力换档变速箱 (6) 2.3.2离合器 (9) 2.4 液力变矩器 (12) 3 定轴式动力换档变速箱设计 (15) 3.1 变速箱传动方案设计 (15) 3.2 变速箱主要参数的确定 (17) 3.2.1传动轴的中心距a (17) 3.2.2齿轮模数m (18) 3.2.3齿轮齿形角α (19) 3.2.4齿轮齿宽b (19) 3.2.5斜齿轮螺旋角β (19) 3.2.6齿轮齿数z (19) 3.3 变速箱主要零件设计 (20) 3.3.1齿轮设计 (20)
电动汽车变速器的现状和发展方向 汽车行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，这就是无级变速(Continuously Variable Transmission简称"CVT") 。尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结构简单、效率高、功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。 在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，电动汽车还没有使用上满意的无级变速箱。这是汽车的无奈和缺憾。但是,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力,各大汽车厂商对无级变速器(CVT)表现了极大的热情，极度重视CVT在汽车领域的实用化进程。这是世界范围尚未根本解决的难题，也是汽车变速器的研究的终极目标。 汽车变速器 围绕汽车变速箱五个研究方向，各国汽车变速器专家展开了激烈的角逐。 1．摩擦传动CVT 金属带式无级变速箱(VDT-CVT)的传动功率已能达到轿车实用的要求，装备金属带式无级变速箱的轿车已达100多万辆。据报道：大排量6缸内燃机（2.8L）的奥迪A6轿车上装备的金属带式无级变速箱Multitronic CVT ，能传动142kw（193bhp）功率，280Nm扭矩。这是真正意义的无级变速器。 另一种摩擦传动CVT(名为Extroid CVT)是滚轮转盘式。日产把它装在概念车XVL上首次于去年东京车展展示，新款公爵(Cedric)车也装用这种CVT。可与3L以上排量的大马力内燃
机(XVL的引擎输出为330Nm/194kw)搭配使用，可谓汽车变速箱发展史上又一重要进步。 从V形橡胶带CVT到V型金属带CVT再到滚轮转盘式CVT，摩擦传动CVT的研究已持续了整整一个世纪，尽管摩擦传动无级变速器的发展已经达到很高的水平，也已经装备上电动汽车达到了实用的水平。但齿轮变速箱依然占据着半壁河山，这至少说明了四个问题：（1）无级变速（CVT）是汽车变速箱始终追逐的目标。 （2）摩擦传动CVT实现大功率的无级变速传动是极为困难的。 （3）摩擦传动CVT传动效率低是必然的。 （4）摩擦传动CVT的效率，功率无法与齿轮变速相比。 2．液力传动 人们经常把液力自动变速器（AT）和无级变速器（CVT）两个概念混为一谈。实际上这两种变速器工作原理完全不同。液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单、省力。但是, 液力自动变速器（AT）不是无级变速，是有级变速的自动控制，没有从根本上满足汽车对变速器的要求。 从原始橡胶带无级变速箱到现代金属链无级变速箱、滚轮转盘式CVT，百年大回转说明：无级变速箱是汽车变速箱的最终归属，液力自动变速器只不过是一种过渡产品。 3．电控机械式自动变速器 电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission简称"AMT")和液力自动变速器（AT）一样，不是无级变速器，是有级变速器的自动换档控制。其特点是机械传动部分沿用了传统的有级变速箱，但控制参量太多，实现自动控制相当困难。 4．齿轮无级变速器 齿轮无级变速器（Gear Continuously Variable Transmission）这是一种全新的设计思想，是利用齿轮传动实现高效率、大功率的无级变速传动。 据最新消息：一种"齿轮无级变速装置"(Gear Continuously Variable Transmission简称"G-CVT")已经试制成功，并已经进行了多次样机试验。"齿轮无级变速装置"结构相当简单，只有不足20种非标零件，51个零件，生产成本甚至低于手动变速箱。预计今年进行装车试验。 齿轮无级变速器的优势表现为： （1）传动功率大，200KW的传动功率是很容易达到的； （2）传动效率高，90%以上的传动效率是很容易达到的； （3）结构简单，大幅度降低生产成本，相当于自动变速箱的1/10； （4）对电动货车而言，提高传动效率，节油20%； （5）发动机在理想状态下工作，燃料燃烧完全，排放干净，极大的减少了对环境的污染。
HUNAN UNIVERSITY 毕业设计(论文) 设计论文题目：电动车两档变速器 换挡机构设计学生姓名：曹文研 学生学号：20110402426 专业班级：11级车辆四班 学院名称：机械与运载工程学院 指导老师：周云山 学院院长：韩旭 2015 年5 月20 日
电动车两档变速器换挡机构设计 摘要 变速器已经因为其对性能较大的提升逐渐成为一个电动车不可或缺的一部分，目前最常用的是AMT变速器。本论文为此类型变速器设计一个换档机构（包括电机驱动的换挡执行机构），主要重点有： 1，根据对电动汽车变速器的受力分析，对换挡机构进行结构设计，从而保证换挡机构性能，保证换挡过程中不可与其他零件产生干涉，结构紧凑。准确地实现换挡电机对同步器的控制功能。 2，保证换挡电机符合要求。需要计算同步器力矩和换挡力的大小，可以通过对换挡同步过程进行分析，通过约束换挡速度和拨叉行程这两个参数在合理范围内，根据不同换挡时刻主从动齿轮的转速差，由此计算出换挡力，以此为依据完成选换挡电机及传动机构的参数设计。 3，要选择合适的电动执行机构的结构形式，保证电动执行机构可以可靠平稳的换挡，并且通过结构设计对换挡过程进行优化，达到减小换挡时的冲击，保证寿命，减小换挡电机功率，减小成本的优点。 关键词：电动车两档变速器，换挡机构，结构设计，换挡过程优化，三维建模
Electric car two speed transmission shift mechanism design Abstract because of its great performance，Transmission is becoming an integral part of an electric car, the most commonly used is the AMT transmission. this thesis is about designing a shift mechanism for this type of transmission (including a motor-driven shift actuator), the main focus are: 1, based on stress analysis of electric vehicle transmission, the shift mechanism is designed to ensure that the performance of the shift mechanism to ensure that the shift process can not interfere with other parts, compact structure. Achieving the Shifting motor to control the synchronization accurately. 2, to ensure the shift motor compliance with the requirements. Need to calculate the synchronization torque and the shifting power. Through an analysis of shifting during synchronization.By constraining the shifting rate and shift fork movement within reasonable limits to calculate the shifting force,depending on these,we can choose the appropriate shifting motor and shifting mechanism. 3,To select the appropriate electric shifting actuator form, guarantee electric shifting actuator smooth and reliable, and by the structural design to make the shifting process optimization, to reduce the impact of the shift time to ensure longevity, reduced shift motor power,to reducing costs. Key Words:Electric car two speed transmission，Shifting mechanism， Structural Design，Shifting Process Optimization， 3-dimensional modeling
液力变速箱结构原理 详解
·YD13 793 104· YD130 液力变速器结构原理详解Hydromedia Transmission 使用说明书 SERVICE MANUAL 杭州前进齿轮箱集团有限公司 （杭州齿轮箱厂） HANGZHOU ADVANCE GEARBOX GROUP CO.,LTD.
（HANGZHOU GEARBOX WORKS） 目录 说明 (3) 第一节基本参数 (3) 第二节简介 (3) 第三节结构原理 (7) 3．1变矩器 (7) 3．2动力换挡变速箱 (7) 3．3取力器 (7) 3．4控制系统 (7) 3．5输出端与辅件 (9) 第四节安装与连接 (10) 第五节操作 (11) 5．1加油 (11) 5．2操纵和换挡 (11) 5．3停车和停放 (11) 5．4拖行 (11) 5．5检查 (12) 5．6其它 (12) 第六节维护和保养 (12) 6．1 油品 (12)
6．2 油量 (12) 6．3 换油 (12) 6．4 滤清器的更换 (13) 6．5 使用要求 (13) 6．6 保养 (13) 6．7 拆装、维修简明事项 (13) 6．8 挡位选择器 (13) 6．9 常见易耗件及密封胶清单 (14) 第七节常见故障的分析及排除方法 (14)
图1 YD130系列液力变速器
说明 本说明书将主要介绍YD130系列液力变速器的结构、工作原理、使用规程及日常维护注意事项等。对与其结构或工作原理相近的变速器同时也有指导作用。 说明书中所涉及的一些数据或原理等均为常规情况下的YD130系列配置。由于 YD130为一系列化产品，结构或外形上可能存在着多样性，在未特殊说明的情况下，均以本说明书做为作业指导书。 本说明书的物料编号为YD13 793 104，使用时请注意核对。 我们将尽量确保手册中的内容正确无误，同时本公司将保留改进和修改产品及说明书的权利，恕不事先通知。 用户在使用前请仔细阅读本说明书。正确的使用是保证液力变速器长期正常运行的前提！ 第一节基本参数 最大输入功率：130kW 最高输入转速：2600r/min 涡轮轴最大扭矩：1000Nm 注：以上参数均为理论设计的额定值，由于发动机及车辆配置等参数在不同型式车辆上存在着多样性，变速器实际匹配数据与上述理论值可能有所差异。 第二节简介 YD130系列液力变速器由一个液力变矩器和一个具有整体箱式的多挡动力换挡变速箱组成，能实现前后桥驱动。
HUNAN UNIVERSITY 毕业设计(论文) 设计论文题目：电动车两档变速器 换挡机构设计 学生： 学生学号： 专业班级： 学院名称： 指导老师： 学院院长： 2015 年5 月 20 日
电动车两档变速器换挡机构设计 摘要 变速器已经因为其对性能较大的提升逐渐成为一个电动车不可或缺的一部分，目前最常用的是AMT变速器。本论文为此类型变速器设计一个换档机构（包括电机驱动的换挡执行机构），主要重点有： 1，根据对电动汽车变速器的受力分析，对换挡机构进行结构设计，从而保证换挡机构性能，保证换挡过程中不可与其他零件产生干涉，结构紧凑。准确地实现换挡电机对同步器的控制功能。 2，保证换挡电机符合要求。需要计算同步器力矩和换挡力的大小，可以通过对换挡同步过程进行分析，通过约束换挡速度和拨叉行程这两个参数在合理围，根据不同换挡时刻主从动齿轮的转速差，由此计算出换挡力，以此为依据完成选换挡电机及传动机构的参数设计。 3，要选择合适的电动执行机构的结构形式，保证电动执行机构可以可靠平稳的换挡，并且通过结构设计对换挡过程进行优化，达到减小换挡时的冲击，保证寿命，减小换挡电机功率，减小成本的优点。 关键词：电动车两档变速器，换挡机构，结构设计，换挡过程优化，三维建模 Electric car two speed transmission shift mechanism design
Abstract because of its great performance，Transmission is becoming an integral part of an electric car, the most commonly used is the AMT transmission. this thesis is about designing a shift mechanism for this type of transmission (including a motor-driven shift actuator), the main focus are: 1, based on stress analysis of electric vehicle transmission, the shift mechanism is designed to ensure that the performance of the shift mechanism to ensure that the shift process can not interfere with other parts, compact structure. Achieving the Shifting motor to control the synchronization accurately. 2, to ensure the shift motor compliance with the requirements. Need to calculate the synchronization torque and the shifting power. Through an analysis of shifting during synchronization.By constraining the shifting rate and shift fork movement within reasonable limits to calculate the shifting force,depending on these,we can choose the appropriate shifting motor and shifting mechanism. 3,To select the appropriate electric shifting actuator form, guarantee electric shifting actuator smooth and reliable, and by the structural design to make the shifting process optimization, to reduce the impact of the shift time to ensure longevity, reduced shift motor power,to reducing costs. Key Words:Electric car two speed transmission，Shifting mechanism， Structural Design，Shifting Process Optimization， 3-dimensional modeling
摘要 在具有广阔的发展前景和市场空间的汽车行业中，车辆技术也得到较快的发展。金属带式无级变速器是一种新型的机械摩擦式无级变速器，具有承载能力强、效率高、平稳性好、环保节能等优良的传动特性，特别适用于需要传递中大功率而又需无级调速的场合。 本设计是基于现代人们对汽车性能的更高要求，鉴于国内外专家对无级变速器的研究与分析，结合金属带式无级变速器的现状和发展趋势、基本结构、传动原理、性能特点，主要以其在轿车中的应用，设计金属带式无级变速器的传动机构，根据对设计参数的分析，对整个无级变速器的各级传动部分的传动方式进行详细的设计，包括主、从动带轮；主、从动锥盘；中间减速机构，使其与传统的变速器相比，耐用性能、加速性能、燃油性能以及排放性能都得到改善。 关键词：金属带；无级变速器；传动机构；机械摩擦式；主、从动锥盘；中间减速机构
ABSTRACT In a broad development prospects and market space in the auto industry, vehicle technology has also been developed quickly. Metal belt type variator is a new type of mechanical friction type variator, high bearing ability, high efficiency, energy saving and steadiness, good environment protection fine transmission characteristics, especially suitable for high power and in need to pass to stepless speed regulation occasion. This design is based on the modern people to an automobile performance higher request, in view of the fact that the domestic and foreign experts to variator's research and the analysis，combined with the metal belt type continuously variable transmission of the status and development trends, the basic structure, transmission principle, performance characteristics.According to its application in cars, completed the design of metal belt CVT transmission, based on the design variable's analysis, the transmission part at all levels of detail design transmission mode, , including master, driven pulleys; Lord, driven cone-disk; intermediate deceleration institutions and compared with the traditional transmission, durable performance, and accelerating performance, fuel performance and emission performance is improved. Keywords：Metal belt；Contiuously Variable Transmission；transmission；a type of mechanical friction; lord, driven cone-disk; ntermediate deceleration institutions
7070E电动汽车变速器传动比的选择 朱育增 （辽宁工业大学辽宁锦州12100） 摘要:根据电动汽车动力性能要求, 从车辆动力学出发建立了驱动电机功率计 算模型, 给出了系统传动比、最高车速、加速时间等电动汽车动力性能采参数计算一般公式。通过cruise软件对7070E电动汽车的电机变速器进行仿真分析，达到整车的设计时的动力性要求，验证匹配的可能性。 关键词：电动汽车; 动力性; 匹配;cruise。 7070 e electric auto transmission gear ratio selection Zhuyuzeng （liaoning university of technology liaoning Jinzhou 12100） Abstract In accordance with the requirements of electric vehicle power performance, starting from the vehicle dynamic driving motor power calculation model is established, the system is given transmission ratio, maximum speed, acceleration, time and so on electric vehicle dynamic performance by parameter calculation formula in general. Through cruise software for simulation analysis was made on 7070 e electric car motor gearbox, reaches the design of the vehicle's power performance requirements, verify the possibility of a match. Keywords Electric vehicle，Dynamic performance，Matching，Cruise . 1.引言 由于环境污染、能源匮乏等问题, 电动汽车日益受到各国汽车业界的重视,开发电动汽车时环节能源危机的主要手段之一。目前对电动汽车的研究主要集中在两个方面，一是能源存储问题，二是驱动方式动力匹配问题。对纯电动汽车动力传动系统部件进行合理选择和匹配将是提高电动汽车性能关键。7070E电动汽车是万得集团贴合现代居民切实需求所设计、研发的一款经济代步车。最高时速70km/h，续驶里程＞100km，完全能够满足居民的城镇代步需求。其变速器要配合整车尺寸，尽量减少重量，降低整车质量，提高续航里程。在城市路况下行驶，频繁的停车启动，因此要求各档传动齿轮传动平稳，具有较好的加速能力。 本文已运用cruise软件进行电动汽车的电机与变速器仿真分析，在匹配中首