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SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 胡冰 院系 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程07—10班 指導(dǎo)教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 重型貨車萬向傳動裝置設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 研究現(xiàn)狀： 當(dāng)今，汽車萬向傳動裝置一般由萬向節(jié)和傳動軸組成，有時還需加裝中間支承。主要是實現(xiàn)汽車上任何一對軸線相交且相對位置經(jīng)常變化的轉(zhuǎn)軸之間的動力傳遞。萬向傳動裝置除用于汽車的傳動系統(tǒng)外，還可用于動力輸出裝置和轉(zhuǎn)向操縱裝置。萬向傳動裝置設(shè)計的合理與否直接影響傳動系的傳動性能。選用與布置的不當(dāng)會給傳動系增添不必要的和設(shè)計未能估算在內(nèi)的附加動負(fù)荷，可能導(dǎo)致傳動系不能正常運轉(zhuǎn)和早期損壞，只有合理的設(shè)計，才能保證汽車在各種工況和路面條件情況下可靠的傳遞動力。并且汽車萬向傳動裝置是汽車底盤傳動系的主要總成之一，在工作中承受著巨大的轉(zhuǎn)矩和動負(fù)荷。經(jīng)長期使用后，技術(shù)狀況會發(fā)生變化，從而將直接影響發(fā)動機動力的傳遞，降低傳動效率，加劇燃料消耗，加速輪胎磨損，同時還會影響變速器和驅(qū)動橋的正常工作。萬向傳動裝置的類型可分為閉式和開式兩種。閉式萬向傳動裝置采用單萬向節(jié),傳動軸被封閉在套管中,套管與車架做球鉸連接,而與驅(qū)動橋固定連接。其最大特點是傳動著外殼作為推力管來傳遞汽車的縱向力,從而使傳動軸外殼起到了懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機構(gòu)中縱向擺臂的作用,這對于其后懸架拆用螺旋彈簧作為彈性元件是十分必要的。而開式萬向傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,現(xiàn)代汽車廣泛應(yīng)用開式萬向傳動裝置。根據(jù)在扭轉(zhuǎn)方向是否有明顯的彈性，萬向節(jié)分為剛性萬向節(jié)和撓性萬向節(jié)。剛性萬向節(jié)是靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞動力，又分成不等速萬向節(jié)，準(zhǔn)等速萬向節(jié)和等速萬向節(jié)；撓性萬向節(jié)是靠彈性零件傳遞動力的，具有緩沖減振作用。而萬向傳動裝置則是重型貨車的關(guān)鍵部件之一，也是汽車國產(chǎn)化技術(shù)難度較大的部件之一，沒有高技術(shù)的設(shè)備是很難達到要求的。它是汽車前后動力的傳動裝置，是汽車正常行駛不可或缺的一部分。隨著汽車工業(yè)100多年的發(fā)展歷史，萬向傳動軸的設(shè)計形式也得到了很快的發(fā)展。 目前，國內(nèi)只有少數(shù)合資企業(yè)能夠具備這樣的生產(chǎn)能力，多數(shù)國內(nèi)企業(yè)是在根據(jù)國外的樣件進行開發(fā)生產(chǎn)，基本上沒有自主的設(shè)計開發(fā)能力。主要問題是制造門檻低，技術(shù)含量要求不高，制造水平參差不齊。重型貨車的配置幾乎都沒達到皮卡的水平，絕大多數(shù)功率還不到350馬力，排放高，燃油經(jīng)濟性差。而國外重型卡車不僅技術(shù)含量很高，甚至有的還高于乘用車水平，同時具備大功率，低排放和比較出色的燃油經(jīng)濟性。展望未來5年，我國經(jīng)濟將繼續(xù)保持高增長速度，我國的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型也將繼續(xù)向前推動，國家對基本建設(shè)投資的力度加大，尤其是重型汽車生產(chǎn)企業(yè)。近幾年，隨著國內(nèi)重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)與國外重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)交流、合資合作的加強及發(fā)展，以及國內(nèi)重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)為適應(yīng)市場競爭的需要，研發(fā)工作受到廣泛重視，在汽車舒適性、安全性、動力性、經(jīng)濟性、可靠性和環(huán)保性等方面取得了一定進步。據(jù)統(tǒng)計，全國主要25家重卡車企的產(chǎn)能已經(jīng)達到100萬輛以上,在3-5年之后,預(yù)計國產(chǎn)重卡的產(chǎn)銷量將膨脹達到150—200萬輛,市場將飽和過剩，鋪張浪費，競爭將變得更加慘烈，屆時將會有一半的重卡車企遭到淘汰。隨著公路和鐵路建設(shè)，現(xiàn)代物流業(yè)和節(jié)能減排工程以及民生工程的實施到位，必將為緊系國民經(jīng)濟建設(shè)的重卡產(chǎn)業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。無數(shù)的事實證明，如果我們沒有自主創(chuàng)新的最終結(jié)果就是企業(yè)的發(fā)展強烈的依賴別人，落得極為被動的局面，因此我們應(yīng)該清楚地認(rèn)識到：在經(jīng)濟全球化的今天，技術(shù)并不能全球化，核心技術(shù)是買不來的，尤其像萬向傳動裝置等技術(shù)，我們基本處于引進來照著搬的套路來的，在大量引進的同時，也失去了很多自主發(fā)展的機會,我國應(yīng)掌握萬向傳動裝置的核心技術(shù)，提高制造核心部件的能力，降低損耗，成本和投資風(fēng)險。所以，必須把提高自主創(chuàng)新能力放在首位，加強我們的自己技術(shù)水平，努力做到最好。 選題目的： 在重型貨車萬向傳動裝置的設(shè)計工作中，應(yīng)充分克服傳動效率低、傳動部件壽命過短等方面的缺點，吸取在以往設(shè)計工作中的教訓(xùn)，大膽開闊視野，充分發(fā)揮我們的設(shè)計創(chuàng)新能力，利用現(xiàn)有的先進設(shè)備，并爭取引進更先進的硬件與軟件技術(shù)，努力與國際接軌，爭取開發(fā)一條能耗低、低成本、高效率、可靠性高的研究路線。 同時在降低成本與售價的同時，必須以保證整車性能質(zhì)量水平為前提，只能提高，不能降低。降低成本與售價， 一方面通過改進設(shè)計，簡化結(jié)構(gòu)，減少零件，降好自重與材料消耗，另一方面尊通過改善經(jīng)營管理模式，提高效率，把人員減至最少，讓資金周轉(zhuǎn)最快。在設(shè)計過程中保證所連接的兩軸相對位置在預(yù)計范圍內(nèi)變動時，能可靠傳動扭矩。保證所連接的兩軸能均勻旋轉(zhuǎn)，使夾角變化引起的動載荷在允許范圍內(nèi)。傳動效率高、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便。變速器或分動器輸出軸與驅(qū)動橋輸入軸之間普遍采用十字軸萬向傳動軸。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，多采用等速萬向傳動軸。當(dāng)后驅(qū)動橋為獨立的彈性元件，采用萬向傳動裝置。同時也為了綜合運用“汽車構(gòu)造”，“汽車?yán)碚摗?，“汽車設(shè)計”等設(shè)計專用知識，學(xué)習(xí)查閱和應(yīng)用國家標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)的習(xí)慣，熟練掌握汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法和特點，尤其是萬向傳動裝置設(shè)計的方法和特點，進一步掌握萬向傳動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般步驟打下堅實基礎(chǔ)。 選題意義： 如何最優(yōu)最好的把萬向傳動裝置設(shè)計好是我們汽車人需要面對的問題，而其中的基礎(chǔ)技術(shù)，專利水平則是更需要大力提高的，如果解決重型貨車萬向傳動裝置的技術(shù)瓶頸，將會大大提高我國的汽車技術(shù)水平，不在受制于外國，走自主發(fā)展的道路。在當(dāng)前我國汽車工業(yè)還處于以技術(shù)引進，加工制造為主的階段，這要求我們在設(shè)計時既要具有前瞻性，又要與實際情況相結(jié)合。要有自主開發(fā)的能力與信心，以更扎實的理論基礎(chǔ)，更專業(yè)的基礎(chǔ)知識，更強的動手實踐能力，更高的綜合素質(zhì)來完實現(xiàn)設(shè)計的最終完成。 通過畢業(yè)設(shè)計來強化我們對基本知識和基本技能的理解和掌握,培養(yǎng)學(xué)生收集資料和調(diào)查研究的能力,一定的方案比較、論證的能力,一定的理論分析與設(shè)計運算能力,進一步提高應(yīng)用計算機繪圖的能力以及設(shè)計計算能力。同時通過重型貨車萬向傳動裝置的設(shè)計,培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識設(shè)計汽車整車及零部件的能力,使我們能熟練掌握重型貨車萬向傳動裝置的設(shè)計過程；掌握資料的收集和分析、相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇和運用；掌握參數(shù)的確定、萬向傳動裝置的布置和計算、設(shè)計方案的選擇、裝配圖，零件圖的繪制以及設(shè)計答辯的全過程。另外對培養(yǎng)我們獨立思考問題和解決問題的能力有著極大的幫助,為今后工作做好技術(shù)儲備,都具有十分重要意義。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 基本內(nèi)容： （1）重型貨車萬向傳動裝置的原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 （2）重型貨車萬向節(jié)，萬向傳動軸的結(jié)構(gòu)形式選擇 （3）重型貨車萬向節(jié)，萬向傳動軸的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 （4）校核萬向傳動軸的臨界轉(zhuǎn)速，扭矩強度等 （5）對中間支承結(jié)構(gòu)進行分析與設(shè)計計算分析 （6）萬向傳動裝置的總成尺寸的確定與強度校核 （7） 用CAD畫裝配圖和零件圖,合計CAD圖紙三張零號圖 解決問題： （1） 解決萬向傳動裝置所連接的兩軸的夾角及相對位置在一定范圍內(nèi)變化時，不能可靠穩(wěn)定的傳遞動力的問題。 （2） 保證所連接的兩軸盡可能等速運轉(zhuǎn)，解決由于萬向節(jié)夾角而產(chǎn)生的載荷振動和噪聲，使其應(yīng)在允許的范圍之內(nèi)，并在使用車速內(nèi)不產(chǎn)生共振現(xiàn)象。 （3） 應(yīng)保證傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，制造方便，維修容易等。 應(yīng)解決萬向傳動裝置的質(zhì)量及制造成本等實際問題。 （4）應(yīng)對萬向傳動裝置在工作中的各種情況有所了解，掌握一定的維護技能。 三、技術(shù)路線（研究方法） （1） 充分利用圖書館及現(xiàn)有的資源收集資料，調(diào)研了解萬向傳動裝置的組成、功用，掌握CAD制圖的規(guī)范及要求，了解國內(nèi)外萬向傳動裝置的發(fā)展?fàn)顩r。 （2） 到生產(chǎn)車間及實驗室了解萬向傳動裝置的構(gòu)造，各零部件的裝配位置，進一步確定萬向傳動裝置的基本尺寸的選取、材料選擇、加工精度、熱處理方法和傳動過程中的接觸應(yīng)力等工作。 （3） 編寫課題研究大綱和開題報告，確定設(shè)計方向、方案。 （4） 選擇基本參數(shù)并對各參數(shù)進行設(shè)計與計算，并進行受力分析與校核。 （5） 遵守設(shè)計進度的安排，設(shè)計結(jié)構(gòu)要合理、CAD制圖要規(guī)范、說明書按畢業(yè)設(shè)計的要求編寫，書寫規(guī)范，保質(zhì)保量的完成畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。 調(diào)研 了解萬向傳動基本狀況 編寫開題報告 收集資料 萬向傳動設(shè)計 萬向節(jié)計算 校核與選擇 完成總裝配圖 掌握基本信息 確定方向 傳動性能分析 傳動裝置總體布置 修改完善全部圖紙 完成設(shè)計說明書 四、進度安排 （1）收集資料，調(diào)研，撰寫開題報告 第一周 （2）周四交開題報告，實習(xí)了解萬向傳動裝置的構(gòu)造 第二周 （3）完成各參數(shù)的設(shè)計、計算和校核工作，至少應(yīng)有裝配圖的草圖 第三周-第七周 （4）中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周 （5）畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周-第十一周 （6）交畢業(yè)設(shè)計說明書和裝配圖、零件圖，修改 第十二周 （7）畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師審核 第十三周 （8）畢業(yè)設(shè)計修改 第十四周 (9)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱或預(yù)審 第十五周 (10) 畢業(yè)設(shè)計修改 第十六周 (11)畢業(yè)設(shè)計答辯 第十七周 五、參考文獻 [1]陳家瑞.汽車構(gòu)造.北京:人民交通出版社，2006. 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