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1、机械原理课程设计课 题： 大众宝来七档干式DCT的设计 学 号： 姓 名： 学 校： 学 院： 专业班级： 指导老师： 完成日期： 目录 第一章 课程设计及要求41.1 课程设计目的和任务41.2 机械设计主要内容51.3 方案车型及设计目标5第二章7档干式（DCT）自动变速器简述62.1 定义62.2 历史及现状72.3 技术特点及优缺点82.3 分类102.5 大众宝来车型的7档干式（DCT）自动变速器10第三章 7档DCT的结构和原理123.1 7档DCT的结构123.2 7档DCT的工作原理15第四章 自动变速器传动装置传动比的确定174.1 传动比范围的计算174.2 各档位传动比的
2、确定184.3 倒档传动比的确定19第五章 7档DCT的齿数分配195.1-a 中心距的确定195.1-b 齿轮其他参数的确定205.2 第1档传动齿轮齿数计算205.3 第4档传动齿轮齿数计算215.4 第5档传动齿轮齿数计算215.5 第6档传动齿轮齿数计算215.6 第2档传动齿轮齿数计算215.7 第3档传动齿轮齿数计算225.8 第7档传动齿轮齿数计算225.9 倒档传动齿轮齿数计算22第六章 7档式DCT齿轮因素分析236.1 减小第一档传动比的作用236.2 齿轮的材质选择24总结25参考文献26第一章 课程设计及要求1.1 课程设计目的和任务随着科学技术和工业生产的飞速发展，国
3、民经济各个部门迫切需要各种各样质量优秀，性能好，效率高，能耗低，价格廉的机械产品。其中，产品设计是决定产品性能，质量，水平，市场竞争能力和经济效益的重要环节。产品的设计包括机械设备的功能分析，工作原理方案设计和机械运动方案设计等。这些设计内容可作为机械原理课程设计的内容。很明显，产品设计本身如果存在问题，常常属于根本性问题，可能造成机械产品灾难性的失误。因此，我们必须重视对学生进行机械原理设计能力的培养。机械原理课程设计要求针对某种简单机械进行运动方案设计，其中包括机器功能分析，工艺动作过程确定，执行机构选择，机械运动方案评定，机械尺度综合等等。通过机械原理课程设计，可以进一步巩固掌握并初步运
4、用机械原理的知识和理论，使学生受到确定运动方案的初步训练，掌握运动方案和机构设计的思路和方法。从而提高学生利用技术资料，运算和绘图的能力，增强学生运用计算机的能力，及早地树立工程设计的观点，激发创造精神，培养自学能力，独立工作能力和创造能力。通过编写说明书，培养学生表达，归纳，总结和独立思考与分析的能力1.2 机械设计主要内容设计的主要内容为： 1、机械功能的分解 2、机械的选型与组合 3、机械运动方案的拟定、机构的组合方式 4、机构运动循环图 5、机械运动简图1.3 方案车型及设计目标此方案车型选取的是大众宝来（发动机排量1.4T）。设计目标：针对宝来系列设计一款7速干式（DCT）自动变速器
5、，实现七档变速。图1：大众宝来第二章7档干式（DCT）自动变速器简述2.1 定义DCT是英文Dual Clutch Transmission的简写，中文直译为“直接换挡变速器”，因其是通过两套离合器工作，所以目前一般被称为双离合变速器。【1】离合器位于发动机与变速器之间，是发动机与变速器动力传递的“开关”，是一种既能传递动力，又能切断动力的传动机构。它的作用主要是保证汽车能平稳起步，变速换双离合变速箱(DCT)挡时减轻变速齿轮的冲击载荷并防止传动系过载。在一般汽车上，汽车换档时通过离合器分离与接合实现，在分离与接合之间就有动力传递暂时中断的现象。7速干式（DCT）双离合自动变速箱，分组控制档位
6、，可指挥换档齿轮在高一级档位随时待命，以实现无间断的快速换档，相当于两台手动变速箱功能合一。一套传递动力时，另一套已经啮合完毕并做好换档准备。图二：大众宝来7档干式DCT2.2 历史及现状双离合变速箱由法国人阿道夫凯格雷斯（Adolphe Kgresse）于第二次世界大战前发明，但他未能成功制造出顺利运行的型号。直到1980年，英国人哈里韦伯斯特（Harry Webster）才将它应用于福特Fiesta Mk1、福特Ranger和标致205的原型之上。41980年代，保时捷在Porsche 962C赛车上使用双离合变速器获得成功，使双离合变速器重新获得注意。但因为变速器的可靠性和控制系统缺陷，
7、直到2000年代才在民用市场得到推广。技术甚至被移植到摩托车之上。后来，DCT的技术基本被美国的borgerwarner公司给垄断了，各家汽车公司都是和它合作研发，像VW。还有一个德国的luk公司做的干式的双离合器。在中国，奇瑞汽车自2001年开始研发dct。2008年，国家863计划的部分dct成功得到展示，奇瑞第一款干式dct装车在A520上，通过了国家科技部的评审验收。经过十多年的探索，目前技术已经成熟，即将下线。目前，BYD G6搭配dct变速厢已经上市。DCT的控制执行机构目前有两种：一种是步进电机驱动换挡拨叉换挡，一种为液压系统和滑阀箱来控制离合器的操作臂和换挡拨叉，这两种技术路线
8、各有优劣。诟病较多的是后者常出现滑阀箱故障，进而导致换挡过程存在明显顿挫感，发动机转速自行升高或无法加速等产品故障，但根本原因不是液压系统和滑阀箱来控制离合器的问题，而是油液性能不过关，产生所谓结晶引起液压系统工作不正常所致。【2】2.3 技术特点及优缺点技术特点：双离合变速箱的结构非常类似手动变速箱。它也包括带有齿轮和惰轮的动力输入轴，和带有不同档位齿轮的中间轴，并通过换挡拨叉改变档位。所不同的是，双离合变速箱具有两组输入轴和中间轴。其中一组具有奇数档位，另一组具有偶数档位。两组输入轴通过两个不同的离合器将动力输出到与之匹配的中间轴上。因为具有两组离合器故此被称为双离合变速箱。变速箱工作时，
9、一组离合器结合，对应的输入轴带动中间轴工作。另一组离合器分离，同时换挡拨叉在计算机的控制下提前将挡位挂入下一档。当变速箱需要变档时，只需切断工作中的离合器并结合待命中另一组即可完成换挡工作。由于变速箱拨叉调整输出轴齿轮的工作不在换挡之时完成，因此可以获得相当快的换挡速度。双离合变速器分为干式与湿式两种。其区别在于，湿式变速器的离合器被安装于一个密封的油腔内，而干式变速器的离合器则被安放于开放的干燥环境中。相较之下，湿式变速器可以提供更大的扭矩支持和可靠性。但成本和体积相应也较高。【2】优点：双离合器自动变速技术使得手动变速器具备自动性能，同时大大改善了汽车的燃油经济性，应用该技术可以保证变速器
10、在换档时消除汽车动力中断现象。DCT工作时，车辆先以某个与一个离合器相连的档位运行，车辆自动变速器电控单元可以根据相关传感器的信号判断即将进入工作的与另一个离合器相连的下一档位，因该档位还未传递动力，故指令液压控制电磁阀十分方便的控制换档执行机构，预先啮合这一档位，在车辆运行达到换档点时，只需要将正在工作的离合器分离，同时将另一个离合器接合，则使汽车以下一个档位行驶。在换档过程中，发动机的动力始终不断的被传递到车轮，所以这样完成的换档过程为动力换档。车辆实现了动力换档过程，将大大提高换档舒适性，同时也保证车辆具有良好的燃油经济性，使车辆油耗和排放等方面得到改善。DCT也是基于传统的平行轴式手动
11、变速器发展而来的，从而以结构简单的平行轴式结构达到了结构复杂的旋转轴（行星齿轮）自动变速器的效果，它继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、重量轻、价格便宜等优点。由于它可以充分利用原有手动变速器的生产设备，只需增加少量的生产设备即可，生产继承性好，很适合现有的手动变速器生产厂家将产品升级到自动变速器。双离合器式自动变速器的应用范围很大，它既可以应用在大型车、中型车上，而且由于它换档时间很短，也可以应用在赛车上。并且，通常在较大扭矩的车辆中，它的应用更为有利。这是因为，它的两个传动轴一般情况下是同心的，由于轴的刚度、强度以及结构尺寸等方面的原因，较大的传动轴轴径有利于双离合器自动变速器的设计
12、，多适合发动机排量较大的车辆。缺点：因为必须使用两套输出轴，因此双离合变速箱的体积较自动变速箱大并且更重。由于没有液力变矩器，当车辆起步和低速运行时，离合器不得不长时间处于半联动状态。如果厂家在此时的调教倾向于反复换挡或长期处于半联动状态，变速箱的离合片很容易积累过多的热量。当车辆处于湿热或极度拥堵的环境中长时间运行，变速箱的离合器很容易因此损坏。尤其是干式双离合变速器，因为缺少散热装置，更可能导致离合器及驱动机构无预警的失效。2.3 分类自动挡从形式上分： AMT（Automatic Machincal Transmission机械式自动变速器） AT（Automatic Transmiss
13、ion 自动变速器）注：默认为液力变矩式 CVT（Continuously VariableTransmission 连续可变式变速器） DCT（Direct Clutch Transmission 双离合变速器）自动变速器从结构上分： 拉威挪式：一大一小两个太阳轮组成。 辛普森式：共用一个大太阳轮的两组行星齿轮、两个齿圈和两个行星架组成。双行星排式：两个行星齿轮支架，两个齿轮联动。【3】2.5 大众宝来车型的7档干式（DCT）自动变速器一汽-大众宝来是大众公司为了满足更多消费者的需求，在之前宝来经典的平台上重新打造的一款车型。之前宝来经典的后排空间一直是倍受对手攻击的软肋，这次在设计之初便对
14、轴距进行了加长。对于动力上宝来也进行了升级，使用了大众TSI+DSG的动力系统，升级之后的宝来不仅提升了车内乘客乘坐的舒适性也让它在动力性和经济性上具有更强的竞争力。在大众品牌旗下的车型中双离合器变速箱有DQ200和DQ250两款。其中，DQ200有7个档位，采用了干式双离合器，能够承受最大的扭矩为250Nm。这台变速箱主要与中低排量的发动机相配合，比如大众的1.6L、1.4T发动机。该变速箱是大众在2008年3月才推出的，它是由德国SChaeffler(舍弗勒集团)旗下的LuK(鲁克)公司提供的核心部件。在重量上DQ200也要比DQ250变速箱轻了23kg，它的重量仅为70kg。1.4TSI
15、车型的推出，替代了之前2.0L发动机的车型。虽然2.0L发动机具有皮实耐用，保养费用低等优点，但性能表现已经跟不上时代的发展了。1.4TSI发动机的最大功率为131马力（96kW），最大扭矩220Nm。同时干式7速双离合变速箱在加速性能、日常驾驶平顺性、燃油经济性方面也超越了之前的6速Tiptronic自动变速箱。宝来1.4TSI在百公里的加速中，以9.7秒完成了测试，这样的成绩在紧凑型车中已经属于优秀了。它在整个的加速过程中，动力输出均匀流畅，换挡动作迅速。这台变速箱除了在加速中有着优秀的表现，经济性上同样可圈可点。当车速在80km/h时，此刻的变速箱处于7档，发动机转速还不到2000转，有效地减少了发动机的燃油消耗。在宝来1.4TSI+DSG车型中，还配备了ESP电子稳定系统，该系统同时还集成了HHC坡路起步辅助和HBA液压制动辅助系统。前者可以防止DSG车型坡道起步时1档介入前的溜车现象，在大于5度的坡路上自动启动该装置；后
