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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(xiàn)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(jìn)度安排；
6. 主要參考文獻(xiàn)。
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?jǐn)?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(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度的變速裝置。變速器通過改變發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)、汽車滑行或停車時使發(fā)動機(jī)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(jī)，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(jī)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(shí)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(shí)現(xiàn)。而為實(shí)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(jī)械齒輪箱實(shí)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(jì)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(jī)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(fèi)用，也讓很多人望而卻步。所以，機(jī)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(diǎn)，在不同形式的汽車上仍得到廣泛的應(yīng)用。而且機(jī)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(biāo)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(qiáng)度、剛度等計算、三維實(shí)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(jì)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(jì)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(jìn)行重點(diǎn)投資，加強(qiáng)了Pro/E等軟件的引進(jìn)力度，使其在國內(nèi)迅速發(fā)展，如今已在機(jī)械、汽車等產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了實(shí)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(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)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(shí)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(jìn)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(xiàn)資料和相關(guān)書籍，善于運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源，并通過所學(xué)的知識對汽車變速器進(jìn)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(jìn)行輔助設(shè)計，并進(jìn)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(jī)及軟件使用水平，為以后的工作打下堅實(shí)基礎(chǔ)。
意義：
變速器是汽車的重要部件之一，主要實(shí)現(xiàn)汽車在行進(jìn)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(shí)驗(yàn)。為了縮短設(shè)計周期和降低開發(fā)成本，基于虛擬樣機(jī)技術(shù)，在Pro/E軟件平臺上實(shí)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(jìn)行虛擬裝配，并以此得到了可靠的裝配檢驗(yàn)結(jié)果，減少虛擬樣機(jī)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(jī)械變速器傳動機(jī)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(jī)構(gòu)的布置方案，對整體結(jié)構(gòu)方案要有清晰的認(rèn)識，并完成開題報告。
（2）計算變速器傳動機(jī)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(jìn)行驗(yàn)證。
（3）在Pro/E軟件平臺上建立零件的等比例物理模型，運(yùn)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(jìn)行三維零件的虛擬裝配，運(yùn)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(jìn)行虛擬裝配。
（5）利用CAD軟件進(jìn)行裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計。
出現(xiàn)問題：
（1）變速器傳動機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(xiàn)，完成開題報告
變速器傳動機(jī)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(qiáng)度校核
齒輪接觸強(qiáng)度校核
軸的強(qiáng)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(jìn)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(jī)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(jìn)行驗(yàn)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(zhǔn)備及答辯 第17周（6月20日～6月25日）
五、參考文獻(xiàn)
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[2] 徐安、陳德陽 主編.《汽車底盤》. 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.
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[5] 張金柱、韓玉敏、石美玉 主編. 《汽車工程專業(yè)英語》. 化學(xué)工業(yè)出版社，2005.
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[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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[15] 張洪欣 主編. 《汽車設(shè)計》. 機(jī)械工業(yè)出版社，1981.
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日