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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
設(shè)計(論文)題目:貨車變速器設(shè)計與三維零件設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛07-3班
學(xué) 生 姓 名: 王文龍
導(dǎo) 師 姓 名: 楊兆
開 題 時 間: 2011年3月11日
指導(dǎo)委員會審查意見:
簽字: 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義;
2. 文獻綜述(課題研究現(xiàn)狀及分析);
3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題;
4. 技術(shù)路線或研究方法;
5. 進度安排;
6. 主要參考文獻。
二、“開題報告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應(yīng)在4000字以上,文字要精練通順,條理分明,文字圖表要工整清楚。
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué)生姓名
王文龍
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛B07-3班
指導(dǎo)教師姓名
楊兆
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
貨車變速器設(shè)計與三維零件設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
研究現(xiàn)狀:
汽車變速器,是一套用于協(xié)調(diào)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和車輪的實際行駛速度的變速裝置。變速器通過改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,使汽車在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下獲得不同的牽引力和速度,同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空擋,可在起動發(fā)動機、汽車滑行或停車時使發(fā)動機的動力停止向驅(qū)動輪傳輸。變速器設(shè)有倒擋,使汽車獲得倒退行駛能力。而在需要時,變速器還有動力輸出功能。
由于汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機,其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小,而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化,為此在傳動系中設(shè)置了變速器。1886年,世界上誕生的第一輛汽車并未安裝變速器,直到1894年才由法國人造出了第一部裝有變速器的汽車。至今,汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。使用最早的是手動變速器,國內(nèi)最早的東風(fēng)解放全是手動變速器。即使在目前,絕大多數(shù)汽車仍采用機械式變速器、分動器、主減速器,構(gòu)成整車的傳動系,其結(jié)構(gòu)簡單、操縱方便、造價低廉仍不失為汽車傳動系中常用的主要總成。
傳統(tǒng)的變速器利用不同的齒輪搭配實現(xiàn)了換擋的目的,而齒輪搭配的變換就只有靠腳踩離合手拉擋桿來實現(xiàn)。而為實現(xiàn)輕松換擋,取消離合腳踏和手動掛擋的AT(Automatic Transmission)變速器出現(xiàn)了,它主要利用液力變扭器配合傳統(tǒng)機械齒輪箱實現(xiàn)換擋功能。早在1904年,波士頓的斯圖凡德兄弟就發(fā)明了第一個自動變速器。而自20世紀40年代起,人們便不遣余力地發(fā)展自動變速器,直到1940年英國通用汽車公司在奧茲莫比爾汽車上裝上了第一臺現(xiàn)代意義上的自動變速器,由液力耦合器和行星齒輪機構(gòu)組成的全自動變速器,有四個檔位。近些年來,自動變速器得到了迅速的發(fā)展,其優(yōu)越的駕駛性能和方便的操作規(guī)程受到了人們的青睞,但其高昂的制造成本和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的高維修費用,也讓很多人望而卻步。所以,機械式手動汽車變速器因其結(jié)構(gòu)簡單,傳動效率高,制造成本低和工作可靠等優(yōu)點,在不同形式的汽車上仍得到廣泛的應(yīng)用。而且機械式手動變速器在今后相當(dāng)長的時間里,依然會在我國輕中型貨車傳動系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。
CAD/CAM/CAE技術(shù)的發(fā)展帶動了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,且對變速器的設(shè)計起著重要的作用。美國的CAD技術(shù)一直處于領(lǐng)先地位,其主要目標就是建立完善的CAD/CAM集成系統(tǒng)。美國汽車工業(yè)最早應(yīng)用了CAD系統(tǒng)。美國通用汽車公司、福特汽車公司等都已廣泛應(yīng)用CAD技術(shù)。他們將結(jié)構(gòu)、強度、剛度等計算、三維實體造型應(yīng)用于汽車的設(shè)計開發(fā)中,將CAD、CAPP、CAM、CAE集成,使生產(chǎn)效率提高,產(chǎn)品質(zhì)量得到保證,市場響應(yīng)速度提高,從而大大地提高了他們的競爭力,為他們帶來了巨大的經(jīng)濟效益。與國外相比,我國的汽車工業(yè)在CAD/CAM的應(yīng)用方面起步較晚,約在20世紀70年代中期,發(fā)展比較慢,最早用于航空工業(yè)。后來國家對其進行重點投資,加強了Pro/E等軟件的引進力度,使其在國內(nèi)迅速發(fā)展,如今已在機械、汽車等產(chǎn)業(yè)進入了實用階段。
Pro/E操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/E軟件以參數(shù)化著稱,是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者,在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位,Pro/E作為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一,特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。
Pro/E為汽車變速器的設(shè)計提供了一個全新的平臺。它的幾何建模功能可以為設(shè)計者在變速器設(shè)計時,描述出其基本幾何零件的虛擬實體及各零部件之間的關(guān)系,以便為用戶提供所設(shè)計的變速器的幾何形狀、大小、進行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及零部件的配備。除此之外,Pro/E不但大大的縮短了變速器的設(shè)計周期,還降低了其開發(fā)成本。
目的:
使學(xué)生學(xué)會如何查閱文獻資料和相關(guān)書籍,善于運用網(wǎng)絡(luò)資源,并通過所學(xué)的知識對汽車變速器進行設(shè)計。從而深度了解汽車變速器的功能、原理、結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法。通過Pro/E軟件平臺,對變速器進行輔助設(shè)計,并進行虛擬裝配,使學(xué)生能夠熟練的掌握Pro/E的使用。利用CAD繪制裝配圖,使學(xué)生掌握工程圖繪制的能力。對于車輛工程專業(yè)的本科學(xué)生,通過本次畢業(yè)設(shè)計可以充分復(fù)習(xí)所學(xué)知識,并能提高計算機及軟件使用水平,為以后的工作打下堅實基礎(chǔ)。
意義:
變速器是汽車的重要部件之一,主要實現(xiàn)汽車在行進過程中變速及倒車功能。它由幾十個零件組成,零件之間的裝配關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜。因此變速箱的設(shè)計需要較長的時間和反復(fù)的實驗。為了縮短設(shè)計周期和降低開發(fā)成本,基于虛擬樣機技術(shù),在Pro/E軟件平臺上實現(xiàn)變速器的輔助設(shè)計與虛擬裝配是現(xiàn)代制造技術(shù)的必要手段。使產(chǎn)品的設(shè)計階段以較少的時間和精力進行虛擬裝配,并以此得到了可靠的裝配檢驗結(jié)果,減少虛擬樣機的的建模時間,增加模型可信度,提高產(chǎn)品質(zhì)量,加快產(chǎn)品上市時間。
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)研究汽車機械變速器傳動機構(gòu)的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計,了解變速器的基本原理和功能作用,以及變速器設(shè)計的基本要求。根據(jù)所要設(shè)計的變速器,確定變速器傳動機構(gòu)的布置方案,對整體結(jié)構(gòu)方案要有清晰的認識,并完成開題報告。
(2)計算變速器傳動機構(gòu)部件的尺寸參數(shù),確定變速器的擋數(shù)、傳動比范圍、中心距、外形尺寸、齒輪參數(shù)以及各擋齒輪齒數(shù)的分配等主要參數(shù),并對其進行驗證。
(3)在Pro/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型,運用Pro/E的建模功能,將汽車變速器的各個零部件分別繪制出模型。
(4)進行三維零件的虛擬裝配,運用Pro/E的模擬裝配功能,利用汽車變速器部件的鏈接關(guān)系,將變速器的各零部件進行虛擬裝配。
(5)利用CAD軟件進行裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計。
出現(xiàn)問題:
(1)變速器傳動機構(gòu)布置方案的選擇,變速器有兩軸式變速器和中間軸式變速器,在設(shè)計時,需根據(jù)汽車的需要選擇適當(dāng)?shù)牟贾眯问健?
(2)變速器擋數(shù)的選擇,變速器的擋數(shù)可在3~20個擋位范圍內(nèi)變化,需根據(jù)汽車的需要來選擇適當(dāng)?shù)膿鯏?shù)。
解決問題:
(1)兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動汽車上,多為轎車使用。而中間軸式變速器多用于前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的客車上。我所設(shè)計的為貨車汽車變速器,所以我在變速器傳動機構(gòu)布置方案中,我選擇用中間軸式變速器。
(2)目前乘用車一般用4~5個擋位的變速器。發(fā)動機排量大的乘用車變速器多用5個擋。商用車變速器采用4~5個擋或多擋。載質(zhì)量在2.0~3.5T的貨車采用五擋變速器,載質(zhì)量在4.0~8.0T的貨車采用六擋變速器。由于所設(shè)計的汽車類型為貨車,所以在擋數(shù)選擇中,我選用五擋。
三、技術(shù)路線(研究方法)查閱相關(guān)文獻,完成開題報告
變速器傳動機構(gòu)方案的選擇
變速器參數(shù)的確定
校核計算
同步器的設(shè)計
采用中間軸式變速器
全同步器換擋
擋數(shù)和傳動比范圍
外形尺寸
齒輪參數(shù)
齒輪彎曲強度校核
齒輪接觸強度校核
軸的強度和剛度校核
采用鎖環(huán)式同步器
同步器參數(shù)的設(shè)計
Pro/E建模、裝配并繪制CAD裝配圖
四、進度安排
(1)調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第1、2周(2月28日~3月13日)
(2) 計算變速器傳動機構(gòu)部件的相關(guān)尺寸參數(shù)與選擇相關(guān)部件型號,并進行驗證 第3、4、5周(3月14日~ 4月3日)
(3) 在PRO/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型 第6、7、8周(4月4日~4月24日)
(4)利用部件的鏈接關(guān)系建立部件之間的裝配 第9、10、11周(4月25日~5月15日)
(5)裝配圖繪制 第12、13周(5月16日~ 5月30日)
(6)設(shè)計1.5萬字說明書一份,零件圖一套(包括PRO/E零件圖)第14周(5月31日~6月5日)
(7)畢業(yè)設(shè)計審核、修改 第15、16周(6月6日~6月19日)
(8)畢業(yè)設(shè)計答辯準備及答辯 第17周(6月20日~6月25日)
五、參考文獻
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[7] 林清安 主編. 《完全精通Pro/ENGINEER零件設(shè)計基礎(chǔ)熱門》. 電子工業(yè)出版社,2010.
[8] Chun Shuxun,Ye Shanghui A Guide-weight criterion method for the optimal design of antenna structures[J]Engineering Optimization.1986,10(3),199~216
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[11] 陳家瑞 主編. 《汽車構(gòu)造》. 機械工業(yè)出本社,2004.
[12] 羅錦陵、宋美娟、周宏湖 主編. 《汽車配件實用手冊》. 上海交通大學(xué)出版社,1997.
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[14] 吳文琳 主編. 《圖解汽車底盤構(gòu)造手冊》. 化學(xué)工業(yè)出版社,2007.
[15] 張洪欣 主編. 《汽車設(shè)計》. 機械工業(yè)出版社,1981.
六、備注
指導(dǎo)教師意見:
簽字: 年 月 日