目前传统机械式手动变速器是使用最广泛的汽车变速器。它有着结构紧凑，体积小，重量轻， 传递效率高，承载能力大，方便维修，使用寿命长，使用成本低等优点。也同时拥有着诸多缺点， 如换挡冲击大，体积大，操作麻烦等！但对整车制造商而言，根据美国阿贡国家实验室在 1999 年 发布的报告，对于一个典型的轻型车，变速器大概占据其制造成本的 7%。对于消费者而言，变速 器配置的丰富程度在很大程度上会影响他们的购买决定。另外，变速器和发动机的匹配将在很大程 度上决定整车的排放，燃油经济以及整车的操控性。在中国，机械变速器因为其低廉的价格和给驾 驶者的良好的操控感，一直以来都占据着变速器的主流。例如，在 2007 年，机械化变速器大概占 整个轻型车（包括乘用车和轻型商用车）市场的 74%。这其中既有历史的原因，也有现实的因素。 从历史上来看，长期以来机械变速器占据压倒性的市场份额，而且基本所有的驾驶员都接受机械变 速器的培训。从现实角度，自动变速器相对昂贵的价格和相对较差的燃油经济性抑制了普通消费者 的需求，另一个很重要的原因是提供相对低廉汽车产品的本土汽车生产商没有掌握自动变速器的技 术。
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名 指导教师姓名
题目名称
系部 职称
汽车与交通工程学
院
讲师
从事 专业
专业、班级 车辆工程 轿车变速器设计
一、课题研究现状、选题目的和意义 1、研究现状 随着国民经济的高速发展，国内对汽车的需求也逐年稳定增长，汽车的研制、生产、销售、营
本课题应用 Pro/e 与 ANSYS 软件。Pro/Engineer 是美国 PTC 公司旗下的重要产品。是一款集
CAD/CAM/CAE 功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要的地位， 而且是当今世界机械 CAD/CAM/CAE 领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的 CAD/CAM 软件之一。目前已发布了野火版 6.0。他拥有参数化设计和特征功能、单一数据库、全 相关性、基于特征的参数造型、数据管理、装配管理和易于使用的特点，在汽车工业设计过程中有 着很有用的地位。像在本课题中就可以完成将设计出的各个零件进行模拟实体化，并可以将其进行 模拟装配，更可以直观的看到所设计的模拟模型，进而对其的外观进行美化，设计是否合理进行直 观的观察。ANSYS 软件是融合结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析 软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国 ANSYS 开发。它能与多数 CAD 软件接口， 实现数据的共享和交换，如 Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,Auto CAD 等，是现代产品设计中的高 级 CAE 工具之一。ANSYSY 软件可以对已有的模拟模型进行各种模拟场合或负载的实况模拟，如： 结构静力分析、机构动力学分析、结构非线性分析、动力学分析、热分析、电磁场分析、流体动力 学分析、声场分析、压电分析。在本课题中会涉及到设计的零件静力分析和在模拟装配后的动力学 分析。
根据轻型轿车变速器各档位使用频率的不同，充分考虑汽车的动力性和燃油经济性，采用偏置 等比级数速比分配方法，确定了变速器各中间档位的传动比。考虑到产品的系列化、通用化、标准 化，提出了齿轮微观优化设计的方法：如采用全圆角齿根过渡曲线，改善齿根应力分布，对齿轮进 行修形，最大限度地提高齿轮承载能力等。本课题将参考国内关于减速器设计、变速器设计、汽车 设计、汽车变速器等的相关书籍与文章，根据工作及传动比要求，对变速箱构造进行设计，再根据 设计手册，对部分零件进行设计，查阅标准的校核方法，对设计结果进行全面的校核，保证其可行 性及安全性，最后基于计算机仿真平台，应用当前 CAD/CAE 领域应用比较广泛的三维软件 Pro/E、 有限元软件 ANSYS，进行汽车变速器的强度、刚度、稳定性及动态特性等方面的计算机仿真研究 与分析，为我国汽车变速器产品的设计、技术开发方面提供更多的理论参考，进一步提高汽车变速 器的稳定性和可靠性。
汽车行驶的速度是不断变化的，尽管传统的齿轮变速器以其结构简单，效率高、功率大三大显 著优点依然占领着汽车变速器的主流地位。机械式变速器许多最近的发展集中在降低成本和体积的 新制造方法上。传统来说，变速器制造包含大量昂贵的机器，以及为金属切削加工和装配操作留下 空间限制的设计。最新技术，比如在最新的 Ford/Getrag6 变速器中可以看到的激光焊接冲压刚滑 动齿轮选择器轴套，未替代前一代变速器的铸铁拨叉，这种精致而固定的设计方案可以减少对内部 的伤害。
运与国民经济许多部门都息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起重要的推动作用。汽车的保 有量随着国民人均收入水平的提高而增加。在许多发达国家中，汽车的数量已普及到千家万户，促 使人的社会生活方式发生显著的变化。1886 年，世界上诞生的第一辆汽车并未装有变速器，直到 1902 年才由法国人造出了第一部装有变速器的汽车。目前，绝大多数汽车仍采用机械式变速器、 分动器、主减速器，构成整车的传动系，其结构简单，操纵方便，造价低廉仍不失为汽车传动系中 的主要总成。由于汽车上广泛采用活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件 则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，为此在传动系中设置了变速器。传动系是汽 车最重要的系统之一，如果把作为动力源的发动机比做汽车的心脏，那么作为传递动力的变速器可 谓汽车的动脉，汽车变速器作为汽车传动系关键部位，对汽车的动力性与经济性、操作可靠性与轻 便性、传动的平稳性与效率都有着直接的影响。从内燃机作为汽车的动力装置开始。变速器成为了 汽车重要组成部分。现代汽车上广泛采用往复活塞式内燃机具有体积小、质量轻、工作可靠和使用 方便等优点，但其转矩和转速范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在较大范 围内变化，故其性能与汽车动力性和稳定性之间存在较大的矛盾，这对矛盾靠现代汽车内燃机本身 是无法解决的，因此在汽车传动系中设置变速器和主减速器达到减速增扭矩的目的