amt自动变速器离合器执行机构设计毕业设计.docx
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amt自动变速器离合器执行机构设计毕业设计AMT自动变速器离合器执行机构设计摘要机械自动变速器（AMT）与液力自动变速器（AT）相比，具有结构简单、体积小、成本低等优点；与传统的机械变速器（MT）相比有能耗低、反应快等优点；是一种具有广阔前景的产品。
本文主要是AMT离合器执行机构的机械结构设计。
首先介绍了AMT的原理和发展情况。
接着，根据原有离合器的结构和要求，提出了三种可行的设计方案：
齿轮—螺旋传动、蜗杆传动和谐波减速传动。
通过比较，选择较有优势的蜗杆传动方案作为设计的总体方案。
然后计算相关参数，选取直流电机、传感器等。
最后对总体结构和零部件进行详细设计，完成总体装配。
此自动离合器执行机构设计具有结构简单，紧凑，加工方便，价格低廉等特点。
关键词：
执行机构，AMT，离合器DESIGNOFAMTCLUTCHACTUATINGMECHANISMABSTRACTIncomparisonwithhydraulicAutomaticTransmission（AT）,AutomaticMechanicalTransmission（AMT）hasadvantagesofsimplestructure,muchlowercostandsmallersize.Meanwhileitpossessescharacteristicsofloweroilconsumptionandrapidresponse,superiorthanthetraditionalmanualtransmission（MT）.Andsoitisakindofpromisingproduct.Inthedissertation,muchefforthasbeenmadeonthemechanicalstructuredesignofclutchactuatingmechanism.First,introducetheprincipleanddevelopmentofAMT.Andnext,threefeasibledesignsareproposedaccordingtothestructureandrequirementoftheclutch.Thosearegear-screw-driven,worm-driven,andHarmonic-driven.Bycomparison,themorecompetitivedesignwastheworm-driven,whichwasdeterminedasthelastdesignoftheclutch.Following,calculatingandselectingDC-motor,sensoretc.Thelast,todesigntheoverallstructureandpartsindetail.,tocompletethefinalassembly.Thedesignoftheclutchactuatingmechanismhasthecharactersofsimple-structure,compaction,simple-machining,low-price,andsoonKEYWORDS：
actuatingmechanismAMTclutch目录第1章绪论11.1AMT自动变速技术的发展与趋势11.1.1AMT的控制原理11.1.2AMT自动变速系统发展21.2自动离合器的研究与开发现状31.2.1自动离合器的构成和基本原理31.2.2自动离合器研究的重点问题41.3本文研究的主要内容5第2章总体方案确定72.1离合器执行机构设计要求72.1.1离合器执行机构设计参数要求72.1.2离合器终端传动要求82.2离合器执行机构传动方案及其初步计算92.2.1方案一：
齿轮—螺旋传动92.2.2方案二：
蜗杆传动122.2.2方案三：
谐波减速器传动142.3方案的确定16第3章计算及设计183.1前离合器执行机构设计计算183.1.1总体计算183.1.2电机的选择193.1.3蜗杆涡轮设计213.1.4涡轮轴的设计273.1.5曲柄273.1.6执行杆283.1.7轴承的选择293.1.8传感器选择303.2后离合器执行机构设计计算313.2.1总体计算313.2.2电机的选择333.2.3蜗杆涡轮设计343.2.4其他37第4章结构设计384.1电机—蜗杆结构384.2涡轮及涡轮轴394.3箱体及箱盖394.4曲柄—执行杆40第5章全文结论425.1总结425.2展望42参考文献43致谢452008届机械设计制造及自动化专业毕业设计（论文）第1章绪论自从德国工程师卡尔·奔驰（KralBenz）发明汽车开始，在人类的不断追求汽车先进性能和功能下，汽车技术不断向前发展着。
进入80年代以后，随着电子技术和计算机技术的使用和普及，先进电子技术在汽车上的使用极大地提高了汽车的动力性、经济性、舒适性和方便性，因而在汽车上得到了日益广泛的应用。
现在的汽车正在逐步电子化、自动化。
汽车变速器的作用是传递动力，并在动力的传递过程中改变传动比，以调节或变换发动机的特性，同时通过变速来适应不同的驾驶要求。
汽车变速系统整体上是由手动换档向自动换档变速发展，尤其是高速发展的计算机技术应用于换档变速系统，使汽车自动变速技术得到了充分的发展，其理论与设计水平也达到了相对的完善。
采用自动变速器，实现自动换挡，不但可以使汽车的驾驶变得更简单、省力，而且可以有效的提高汽车的舒适性、安全性并降低排放，因而长期以来，这一直是人们努力的目标。
随着电子控制技术的发展，电控自动变速器的性能不断完善，价格不断降低，在汽车上的应用日益广泛。
现在，城市客车和公共汽车上自动变速器的装车率，美国是100%，欧洲发达国家也在90%以上；在轿车上，日本中高级轿车上装用自动变速器的车辆比例超过了80%，美国则一直在90%以上【1】。
就我国汽车行业现状而言，汽车厂家生产的轿车和客车大多数是手动操纵，与当今汽车发展潮流极不相称。
随着人民生活水平的提高，轿车的需求量将会大幅度增加，为了满足家庭非职业驾驶者的需求，对自动化变速车辆的需求也会有很大的提高。
由于电子、计算机技术的发展，高档轿车生产成本降低，轿车正以加速的步伐进入我国普通家庭。
在此情况下，立足国内自主开发自动或半自动变速车辆都具有重大社会意义和经济效益。
1.1AMT自动变速技术的发展与趋势1.1.1AMT的控制原理AMT保持原有的机械变速器结构不变，通过加装微机控制的自动操纵机构，取代原来由驾驶员人工完成的离合器分离、接合、换档以及发动机相应同步调节等操作，最终实现换档全过程序列操纵的自动化。
最为典型的AMT是1984年五十铃公司生产的NAVI-5【1】。
其基本工作原理如图1-1所示。
由图可见，AMT由电子控制单元（ECU）通过执行机构分别控制发动机、离合器和变速器。
自动离合器执行机构、自动换档执行机构和自动油门调节机构相互独立。
图1-1NAVI-5的整体控制策略【2】驾驶员通过加速踏板和操纵杆向电子控制单元（ECU）传递控制信号；电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态；电子控制单元（ECU）根据这些信号按存储于其中的最佳程序（最佳换档规律、离合器最佳接合规律、发动机油门自适应调节规律等），对发动机供油、离合器的分离与接合、变速器换档三者的动作与时序实现最佳匹配，从而获得优良的燃油经济性与动力性能以及平稳起步与迅速换档的能力，以达到驾驶员所期望的结果。
1.1.2AMT自动变速系统发展AMT的发展大致可分为以下三个阶段【3】。
（1）.半自动AMT阶段，即SAMT阶段（1975—1984）Fichtel&Sachs公司的Saxomat便是基于这一思想的较为成熟的AMT产品。
该装置利用电子技术控制干摩擦离合器，当发动机转速低于一个确定值时控制离合器分离；当驾驶员踩下油门时重新接合离合器。
同时在换档手柄上安装开关传感器，确保驾驶员换档时分离和接合离合器。
瑞典Scania的CAG系统，德国Daimler-Benz公司的EPS系统，美国的SMAT系统等均为这种形式【4】。
但由于受当时电子技术水平的限制其效果并不理想。
车辆起步时易使发动机熄火和失速，仍然存在接合冲击，分离滞后等缺陷。
（2）.全自动AMT阶段（1984—1990）。
从80年代中期开始，人们从技术角度上考虑如何实现对离合器的自动控制。
其标志是1984年ISUZU投放于市场的NAVAI-5电控机械式自动变速器。
它采用了计算机控制系统微机，主要完成起步与换档时离合器及档位的控制。
它弥补了AT价格高、结构复杂的缺陷，提供廉价的全自动变速器产品。
随后日本的Nissan、美国的FordEaton等公司均开展此方面的研究，其整体结构都与NAVAI-5相似【5】【6】。
但是该时期的产品本身仍存在着明显的缺点：
如换档规律仍不完善，在坡道弯道等特殊道路条件下出现频繁和意外的换档现象；离合器的控制也不完美，造成车辆起步与换档时的冲击现象，舒适性很差。
（3）.智能化IAMT阶段（1990—至今）换档规律和车辆起步时离合器的控制问题都受外界环境、驾驶员的主观愿望和车辆客观运行状态的影响。
国内外都采用智能方法进行此方面的研究，智能化IAMT在复杂多变的外界条件下使车辆的换档和起步性能有进一步的提高。
设计重量轻、体积小、成本低、结构简单、便于维修和拆装的执行机构，实施精度高、响应快、鲁棒形强的控制策略是今后离合器自动操纵的发展方向。
1.2自动离合器的研究与开发现状1.2.1自动离合器的构成和基本原理离合器作为传动系中的一个重要环节，它起着传递或者中断动力的作用。
对于装有传统的机械式变速箱（MT）的汽车，驾驶员在汽车起步或者换档时需踩下离合器踏板，然后再慢慢松开踏板，完成离合器的接合过程。
为了减轻驾驶员的劳动强度，自动离合器应运而生。
传统意义上的自动离合器只对离合器的分离与接合过程进行控制，如果同时对油门开度以及换档操纵进行控制，就构成一个完整的AMT了。
图1-2离合器控制组成原理【7】自动离合器工作原理如图1-2所示。
离合器控制器ECU实时监控各传感器的状态，当换档手柄开关按下时，ECU立刻发出信号驱动电机执行机构，实现离合器快速分离，并根据离合器位移传感器的信号确定离合器的位置；松开换档手柄，ECU根据发动机转速、车速以及油门开度等信号进行判断，按照一定的控制策略实现离合器的快速而平稳的接合。
自动离合器主要由传感器信号采集、ECU逻辑判断及执行机构动作三个部分组成。
根据执行机构的不同主要分为气动、液压和电机三种。
1.2.2自动离合器研究的重点问题起步控制一直是困扰自动离合器的难题，也是AMT自动变速的性能比AT差的主要原因。
首先，控制系统的可靠性要求离合器与发动机相互协调和配合，以避免因发动机异常熄火导致起步失败，否则将成为交通事故的重大隐患；其次，控制系统对环境要有自适应性，
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