文档介绍：大学生方程式赛车变速箱及传动系统设计
大学生方程式赛车变速箱及传动系统设计
摘 要
变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。其设计任务是设计一台用于FSAE赛车上的手动变速器。
设计中选用本轻了驾驶员的劳动强度,提高了行车安全,符合人们日益增长的舒适性要求。
(4) 可靠性。据1993 年的统计，在装车的60万套金属带式CVT 中，由于金属带传动系统出现故障返还的只有120 套， % ,而在这120 套中因为金属带本身有问题的只有40例,可见其故障率极低。实践表明金属带CVT 能达到与汽车相同的寿命。
金属带式无级变速器本身就是一种自动变速器,而且它比目前在汽车上占主导地位的液力机械式自动变速器结构更加简单紧凑,更加节能,动力性能更加优良。它与目前流行的4 档自动变速器(AT) 相比,燃油消耗节约12 %～17 % ， %～ % ，发动机排放减少10 % ，价格不比AT 贵[19]。
大众公司最近推出DSG(直接换挡变速器），是该集团将手动变速器和自动变速器的优点结合在一起所研发出来的新一代六速变速器。由于此变速器的最大特点在于采用了双离合器，能够提供无间断的动力输出，所以也称为“双离合变速器”。DSG采用手/自一体控制模式（Tiptronic）在行驶中，手/自动两种控制模式之间可以随时切换。因此，在结构上，DSG除了具有自动变速器的挡位外，车辆转向盘上还配有手动控制的换挡拨片。选用手动模式时，只要把变速杆推往右边，既可以上下拨动完成升、降挡，此时，如果不做升挡操作，即使将加速踏板踩到底，DSG也不会自动升挡。并且在手动控制模式下，也可以实现跳跃降挡。为避免错误换挡所造成的发动机损伤，Tiptronic系统即使在手动模式下操作，若发动机转速过高而驾驶人仍未换挡，电控单元将适时介入执行换挡；相反，驾驶人在不适当的发动机转速下换挡，电控单元也会立刻作出判断，避免对车辆造成损伤[18]。
除此以外，人们还对变速器的控制进行了分析，还利用软件对传动系及变速箱进行模态分析。比如应用于手自一体变速器换挡的非线性控制。它包括许多不同的控制任务，并且它允许发动机作为部分动力传动系统的执行机构。现如今一种基本换挡控制规律已经产生。利用后推方法设计控制器。该控制器含有转矩传递控制及发动机转速控制规律。仿真结果表明了换挡控制器良好性能[21]。为了得到一台性能优秀的FSAE赛车,依据计算机数据分析、模型的三维扫描和计算机虚拟装配，可以将无级变速器改为4挡手动变速器。该设计的原则和基础建立在FSAE赛车的制造和试验上[22]。传动系统（发动机，离合器，变速箱，等等。)所有主要部分都可借助POG图形处理技术建立了模型。通过仿真可以显示模型在设计过程中的实用性[23]。
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总之, 变速器是汽车除发动机外的主要装置之一, 伴随着汽车技术更新换代和市场需求，在向实现理想变速器发展过程中将会取得更加巨大的成就。变速器会应对市场要求朝操纵舒适、轻柔、传动效率高、低油耗、环保与低噪声方向发展, 汽车变速器市场的需求量将继续持续增长[17]。
本章小结
本章分析了课题的研究背景及其意义，对先进变速器进行了简单的介绍。
第二章 变速器传动机构布置方案
变速器概述
变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同牵引力和速度，同时使发动机在最有利工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。
变速器的结构对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性，传动的稳定性和效率都有着直接的关系，变速器与主减速器以及发动机的参数做优化的匹配，可得到良好的动力性、经济性，采用自锁及互锁装置，倒挡安全装置，可使操作可靠，不跳挡，不乱挡，自动换挡和误挂挡，采用同步器可使换挡轻便，无冲击以及噪声。变速器采用飞溅润滑第一和第二轴承为了保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应具有如下的设计要求：
⑴ 保证汽车有必要的动力性和经济性。
⑵ 设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。
⑶ 设置倒挡，使汽车能倒退行驶。
⑷ 设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。
⑸ 换挡迅速，省力，方便。
⑹ 工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。
⑺ 变速器应当有高的工作效率。
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⑻ 变速器的工作噪声低。
除此以外，变速器应当满足轮廓尺寸和质量小，制造成本低，维修方便等要求。满足汽车有必要的动