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课程名称: 现代设计方法 姓 名: 班 级: 10机自本2

2013年10月22日 铜陵学院机械工程学院 现代设计方法在汽车变速器上的应用 学 号: 1006131006

摘要：随着人们生活条件的不断提高，汽车在人们的日常生活中已经被普遍使用，同时对于汽车各个部件的性能要求越来越高。我们就汽车变速器的设计方法作了简要分析，应用现代设计方法缩短了开发周期，减少了设计成本。

关键词：汽车机械式变速器；齿轮计算；轴计算；传动轴尺寸

引言：现在汽车变速器除了有良好的动力性能外,在一定的工作状况下质量要轻、材料要省、体积要小和成本要低,所以轻量化成为评价变速器设计水平的重要指标之一。对于变速器设计的优化,是在保证部件的刚度和强度合适的条件下,来追求变速器齿轮和轴系质量的最小。为了减轻产品自重和提高产品性能，我们利用机械加工的参数化对汽车进行变速器设计。

正文：

一、现代设计方法的概念

现代设计方法是以设计产品为目标的一个知识群体的总称，所涉及的具体方法和具体内容十分广泛。包括优化设计、可靠性设计、价值工程、反求工程和绿色设计。

二、传统设计与现代设计方法的区别与联系

传统设计是以经验总结为基础，运用长期设计实践和理论计算而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断完善和提高，是符合当代技术水平的有效设计方法。分析传统的设计过程，可以看出传统设计的每一个环节都是依靠设计者用手工方式来完成的。首先凭借设计者直接的或间接的经验，通过类比分析或经验公式来确定方案，由于方案的拟定很大程度上取决于设计人员的个人经验，即使同时拟定几个方案，也难于获得最优方案。

现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是传统设计的深入、丰富和完善。随着设计实践经验的积累，设计理论的发展以及科学技术的进步，特别是计算机技术的高速发展，设计工作包括机械产品的设计过程产生了质的飞跃。

现代设计不仅指设计方法的更新，也包含了新技术的引入和产品的创新。目前现代设计方法所指的新兴理论与方法主要包括优化设计、可靠性设计、设计方法学、计算机辅助设计、动态设计、有限元法、工业艺术造型设计、人机工程、并行工程、价值工程、反求工程设计、模块化设计、相似性设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、摩擦学设计、绿色设计等。 现代设计与传统设计的关系如下：

①继承关系。现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，它继承了传统设计的精华，克服了传统设计的一些不足。

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②共存于突破的关系。设计方法的发展，都有着时序性、继承性，两种方法在一定时间内还会共存。当前的现代设计方法正处在发展之中，可以预见，随着科学技术的进步必将有新的突破。

三、现代设计方法在汽车设计中的应用

现代设计方法以形态学为分类手段，以方法学为思想指导，其具体内容有很多。现在就其中的系统工程设计法、模糊设计法、计算机辅助设计法加以简单阐述。 系统工程分析法

（1）系统工程分析法系统工程

以大系统为研究对象的一门跨学科的边缘科学，它以应用数学和电子计算机等为工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务。通过各种组织管理技术，使局部与整体之间关系协调配合，以实现系统的最优化。

应用系统工程的观点完成汽车设计，一般可分为3个阶段：1、信息获取（或称系统分析）；2、信息处理（或称系统选择）；3、信息整理（或称系统实施计划）。 （2）模糊设计法

模糊设计法所谓模糊是指边界不清楚，是事物的差异之间存在着中间过渡过程的结果。如许用应力、频率禁区等。模糊设计不是建立在对系统的数学分析基础上，而是根据实际经验确定参数、控制、算法与过程信号。目前，在汽车离合器、汽车变速箱及齿轮、发动机支承参数等的模糊优化方面，已做了不少研究。 （3)计算机辅助设计（CAD）

CAD是应用计算机进行设计信息处理的总称。优点在于：1、能减少设计计算、制图的时间，缩短新产品的设计和研制周期，适应产品更新换代的需要，提高市场竞争能力；2、采用CAD系统可以分析多种方案，实现多方案择优；3、能使设计人员从事务性和重复性劳动中解脱出来，有更多的时间进行创造性的劳动。 突破。

四、现代设计中关于变速器的设计方法

①变速器的分类

一、手动变速器(MT)

手动变速器，也称手动档，即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。踩下离合时，方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好，装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。 二、自动变速器(AT) 二、自动变速器

利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。 一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型：液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中，最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换档。 三、无级变速器(CVT)

无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。 因此，要比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。无级变速器属于自动变速器的一种，但它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。

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