汽車主減速器參數(shù)優(yōu)化軟件設(shè)計

汽車主減速器參數(shù)優(yōu)化軟件設(shè)計,汽車,減速器,參數(shù),優(yōu)化,軟件設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: 汽車主減速器參數(shù)優(yōu)化軟件設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛07-2班 學(xué) 生 姓 名: 孫楠 導(dǎo) 師 姓 名: 趙雨旸 開 題 時 間: 2011-02- 28 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?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 孫 楠 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級 車輛工程07-2班 指導(dǎo)教師姓名 趙雨旸 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 交通工程 是否外聘 □是√否 題目名稱 汽車主減速器參數(shù)優(yōu)化軟件設(shè)計 一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1 課題背景 汽車問世百余年來，特別是從汽車產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)及汽車工業(yè)的發(fā)展以來，汽車己為世界經(jīng)濟的發(fā)展、為人類進入現(xiàn)代生活，產(chǎn)生了無法估量的巨大影響，為人類社會的進步做出了不可磨滅的巨大貢獻。近年來隨著汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展，對汽車傳動系承載能力以及工作可靠性的要求越來越高，汽車主減速器作為汽車傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵總成，其主要功能是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動機縱置時還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。主減速器的結(jié)構(gòu)對汽車的動力性、經(jīng)濟性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。 汽車主減速器作為汽車驅(qū)動橋中重要的傳力部件，是汽車最關(guān)鍵的部件之一。與國外相比，我國的車用減速器開發(fā)設(shè)計不論在技術(shù)上、制造工藝上，還是在成本控制上都存在不小的差距。主減速器設(shè)計的好壞關(guān)系到汽車的動力性、經(jīng)濟性以及噪聲、壽命等諸多方面。如何協(xié)調(diào)好各方關(guān)系、合理匹配設(shè)計參數(shù)，以達到滿足使用要求的最優(yōu)目標(biāo)，是主減速器設(shè)計中最重要的問題。 許多乘用車和總質(zhì)量較小的商用車采用了發(fā)動機橫置的前置前驅(qū)布置，都是單級式主減速器，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、制造成本低和傳遞效率高、高速性能好的優(yōu)點，通過軟件設(shè)計方法來設(shè)計汽車主減速器是非常重要的。軟件設(shè)計是以數(shù)學(xué)規(guī)劃為理論基礎(chǔ)，以計算機為工具，尋求機械設(shè)計問題最佳方案的現(xiàn)代設(shè)計方法之一，現(xiàn)在已經(jīng)有很多成熟的軟件程序可供選擇，但傳統(tǒng)的方法存在著求解過程復(fù)雜和尋優(yōu)過程容易陷入局部最優(yōu)解的問題。通常主減速器設(shè)計多是僅從某一角度考慮，單一的改善其某一方面參數(shù)，而沒有將其參數(shù)優(yōu)化有效結(jié)合起來。因此，本課題力求改變以往的設(shè)計方式，提出針對汽車主減速器整體的最優(yōu)化設(shè)計方法，針對汽車設(shè)計中的主減速器參數(shù)設(shè)計開發(fā)計算軟件，通過人機交互方式完成主減速器的參數(shù)設(shè)計，并考慮通過軟件進行參數(shù)優(yōu)化（汽車主減速器傳動比, 主減速器雙曲面齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)），實現(xiàn)解決復(fù)雜計算這一單一功能的目的，實現(xiàn)汽車主減速器參數(shù)的最佳匹配，達到充分發(fā)揮汽車整體性能、節(jié)約能耗、降低成本、提高設(shè)計質(zhì)量和效率。本課題在vb語言程序基礎(chǔ)上采用參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法對汽車主減速器的齒輪機構(gòu)進行優(yōu)化，使尋優(yōu)過程得到簡化，確?？煽康孬@得全局最優(yōu)解。能夠縮短主減速器參數(shù)設(shè)計計算時間、減輕工程技術(shù)人員的勞動強度。 2 發(fā)展現(xiàn)狀 主減速器的參數(shù)計算主要是傳動齒輪的基本參數(shù)和尺寸參數(shù)計算。自從汽車零部件設(shè)計引入計算機輔助設(shè)計方法后，這一功能的實現(xiàn)已經(jīng)變得比較容易?，F(xiàn)今國外大型的汽車企業(yè)都有自己的減速器齒輪設(shè)計計算系統(tǒng)，比如瑞典的克林貝格齒輪設(shè)計系統(tǒng)、德國的Calculation Base主錐設(shè)計系統(tǒng)等等。 早在上世紀(jì)60年代．國外的一些CAD公司就已經(jīng)開發(fā)出一些實用的三維繪圖軟件，三維繪圖技術(shù)的進步為汽車零部件的設(shè)計引入了全新的概念。伴隨著三維繪圖軟件的日益成熟，國外大型的汽車生產(chǎn)廠家開始引入?yún)?shù)化設(shè)計方法來取代以前繁瑣的手工設(shè)計，目前參數(shù)化設(shè)計手段已經(jīng)相當(dāng)完善。作為汽車的重要部件，主減速器的設(shè)計也引入了參數(shù)化設(shè)計方法。生產(chǎn)廠家利用所設(shè)計的主減速器開發(fā)平臺根據(jù)新設(shè)計的主減速器尺寸在以前產(chǎn)品的基礎(chǔ)上更改相關(guān)的尺寸參數(shù)建立三維模型圖。 與國外相比，不論是在設(shè)計還是制造方面，與外國企業(yè)相比我國的汽車企業(yè)差距都非常明顯。但是經(jīng)過多年的努力，我國的主減速器設(shè)計系統(tǒng)軟件方面已經(jīng)取得了一定的成就。其中比較出名的有可以應(yīng)用于主減速器齒輪設(shè)計的齒輪專家系統(tǒng)，哈工大開發(fā)的主減速囂齒輪設(shè)計平臺等等。 其實軟件不僅在汽車方面有廣泛的應(yīng)用，在其他的機械區(qū)域里同樣有著比較廣泛的應(yīng)用。 （1）2009,06,01，廈門大學(xué)的沈一凜發(fā)表了碩士學(xué)位論文：數(shù)控彎絲機線材成形軟件設(shè)計。根據(jù)數(shù)控彎絲機的實際工作要求，完成其機械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計，并且自行開發(fā)出界面友好的操作軟件，能實現(xiàn)包括模型顯示和仿真運動等在內(nèi)的一系列功能。 （2）2005,11，農(nóng)業(yè)機械學(xué)報第36卷第11期發(fā)表了：農(nóng)業(yè)機械動態(tài)仿真軟件開發(fā)與模擬。現(xiàn)有的一些計算機仿真平臺如ADAMS,UG等具有很大的通用性，功能齊全， 但價格昂貴，專業(yè)性差， 且需要大量的計算機資源配合系統(tǒng)的運行， 在仿真速度，系統(tǒng)的可擴展性方面難以滿足農(nóng)機設(shè)計人員的要求。各種農(nóng)業(yè)機械有其自身的特殊性，對不斷更新的農(nóng)業(yè)機械型號，應(yīng)用類型，需要有相應(yīng)的仿真功能。而現(xiàn)有軟件的模式，內(nèi)容都比較固定，不利于變動性大的研究。因此開發(fā)一種操作簡單，成本低的仿真系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)機械具有一定的意義。 （3）2004,11，農(nóng)機化研究第6期，基于 UNIX 的機械軟件設(shè)計思想研究。主要探討了基于 UNIX 利用 socket 建立客戶機/服務(wù)器模式實現(xiàn)編程的方法，解決了 C/S 模式中異種操作系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)傳輸問題。利用這種方式可以方便地進行客戶端和服務(wù)器端的程序編制，定制所需的模塊，通過實例程序的運行，達到了預(yù)期的要求。為開發(fā)一種網(wǎng)絡(luò)功能強大，可以實現(xiàn)異種機和異種操作系統(tǒng)互連的軟件打下了基礎(chǔ)。 （4）2008,12,16，東南大學(xué)碩士學(xué)位論文：光纖光柵傳感系統(tǒng)研究及軟件設(shè)計。波長解調(diào)技術(shù)是FBG傳感器在工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，也是FBG傳感技術(shù)實用化的重點和難點之一。此文提出了一種基于可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器的光纖布拉格光柵傳感系統(tǒng)的波長解調(diào)方案，在此基礎(chǔ)上完成了主機應(yīng)用軟件的設(shè)計。 （5）2007,08,01，西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文：基于PMAC的數(shù)控試驗臺機械系統(tǒng)設(shè)計及軟件開發(fā)。開放式數(shù)控系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)艘的方向，本文結(jié)合陜兩省數(shù)控加工技術(shù)重點實驗室科研項目，采用“IPC+PMAC”結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控結(jié)構(gòu)，將PMAC控制卡及其擴展卡裝入電器控制箱，通過標(biāo)準(zhǔn)串口RS232與上位機實現(xiàn)通訊，這樣構(gòu)成主從式雙微處理器結(jié)構(gòu)，由PMAC運動控制器對機械本體的X、Y、Z、A和B五個軸進行實時控制，建立了五坐標(biāo)數(shù)控技術(shù)試驗臺。 Vb作為程序語言在機械方面上的用途也是比較廣泛的。 （1）2006,11，北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報第32卷第11期，基于VB的點焊質(zhì)量超聲檢測軟件設(shè)計。在超聲檢測點焊連接質(zhì)量的基本原理基礎(chǔ)上，通過VB 6．0調(diào)用Tektronix公司提供的TekVISA Activex控件，利用網(wǎng)口通訊實現(xiàn)了數(shù)字示波器中超聲信號數(shù)據(jù)的傳輸、存儲和顯示；通過分析找出了信號的特征參量，并實現(xiàn)了對焊點連接質(zhì)量的評價。該軟件實現(xiàn)了對焊點檢測質(zhì)量的數(shù)量統(tǒng)計。經(jīng)實際檢測驗證，整個系統(tǒng)操作性好。 （2）2008,08，機械自動化第4期：基于VB的機械優(yōu)化設(shè)計軟件的研究。針對各種優(yōu)化算法。用VB開發(fā)了用于進行機械優(yōu)化設(shè)計的軟件，該軟件基于Windows系統(tǒng)。以Visual Basic的窗體界面為工作平臺}并用其中3種具有代表性的優(yōu)化設(shè)計方法進行了一頂計算分析。實例對比分析表明了該軟件分析的可靠性和準(zhǔn)確性。 （3）2005,01，微計算機應(yīng)用第26卷第1期：基于VB的汽車點火線圈測試臺軟件設(shè)計。該文實現(xiàn)了點火線圈測試系統(tǒng)中對上位機系統(tǒng)軟件的要求，包括串行通信，對硬件端口的讀寫以及對數(shù)據(jù)庫的管理和維護。 3 選題目的與意義 由于消費者對汽車性能、外形、功能、載重等各方面的要求會不同，所以為了滿足客戶的需求，設(shè)計者必須迅速開發(fā)出不同的產(chǎn)品來滿足客戶的需求。因此，設(shè)計者必須建立一套能快速響應(yīng)客戶需求設(shè)計研發(fā)軟件，以達到快速開發(fā)出新產(chǎn)品的目的。 在傳統(tǒng)的主減速器設(shè)計中，設(shè)計者根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，參考已有經(jīng)驗和資料，進行構(gòu)思設(shè)計方案、建立設(shè)計模型、計算、分析、繪圖、反復(fù)修改等過程，最后設(shè)計出滿足要求的方案，并繪出圖樣和編制設(shè)計文件。在設(shè)計過程中，有創(chuàng)造性的思維勞動，有綜合性的分析及判斷作量大，而且要做很多重復(fù)性的煩瑣勞動設(shè)計效率低。也有復(fù)雜的計算及精密的繪圖等．工要由設(shè)計者來完成所有環(huán)節(jié)的工作，設(shè)計效率低。鑒于以上傳統(tǒng)設(shè)計方法的弊病，快速開發(fā)出新型主減速器并縮短開發(fā)周期，對于提高企業(yè)的競爭力具有重要意義，此時便需要建立一個能快速響應(yīng)客戶需求的設(shè)計軟件。 Visual Basic是面向?qū)ο缶幊痰?，能實現(xiàn)所見即所得，它的主要工作方式是采用事件驅(qū)動方式，當(dāng)你不去驅(qū)動這些事件時，它所代表的過程將永遠(yuǎn)也不會觸發(fā)，這就為設(shè)計良好的界面帶來了莫大的便利。Visual Basic事件驅(qū)動應(yīng)用程序中的典型事件順序如下：①運行應(yīng)用程序、加載和顯示窗體；②窗體及窗體上的控件接收事件，事件的產(chǎn)生可能是由用戶操作、系統(tǒng)引發(fā)或代碼間接引發(fā)；⑨調(diào)用事件處理過程代碼；④等待下一次事件 由Visual Basic建立的最優(yōu)化數(shù)值計算程序可生成可執(zhí)行文件(．exe文件)，直接在Windows環(huán)境中運行，界面友好。對于工程技術(shù)人員來說，可以使用此軟件選擇多種優(yōu)化方法進行優(yōu)化，最后擇其最優(yōu)解。即使用戶不熟悉優(yōu)化設(shè)計方法和Visual Basic語言，也可使用此軟件進行優(yōu)化。 二、 設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1設(shè)計的主要內(nèi)容： （1）研究汽車工程設(shè)計類計算軟件國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢； （2）研究汽車主減速器設(shè)計步驟、方法、設(shè)計公式； （3）對汽車主減速器參數(shù)設(shè)計進行計算軟件設(shè)計開發(fā)； （4）用調(diào)查得到的數(shù)據(jù)對所設(shè)計的計算軟件進行測試。 2擬解決的主要問題： （1）人性化界面的建立； （2）圖形方法的應(yīng)用； （3）數(shù)據(jù)庫知識點的應(yīng)用； 三、 技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)研并查閱汽車主減速器的相關(guān)資料 調(diào)研并查閱Visual Basic的相關(guān)資料 軟件設(shè)計總方案的確定 汽車主減速比的確定 雙級主減速器 單級主減速器 錐齒輪的設(shè)計及校核 參數(shù)優(yōu)化 材料及熱處理 雙級 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計及校核 單級 參數(shù)優(yōu)化 材料及熱處理 用數(shù)據(jù)對計算軟件進行測試 材料及熱處理 四、進度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開題報告 第1、2周 （2）研究汽車主減速器設(shè)計步驟、方法、設(shè)計公式 第3周 （3）學(xué)習(xí)一種編程語言 第4、5周 （4）設(shè)計開發(fā)汽車主減速器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計計算軟件 第6~9周 （5）用設(shè)計數(shù)據(jù)對計算軟件進行測試 第10、11周 （6）設(shè)計結(jié)果評價、分析與修正 第12周 （7）完成設(shè)計說明書的撰寫，指導(dǎo)教師審核 第13周 （8）畢業(yè)設(shè)計（論文）修改、完善 第14周 （9）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、預(yù)審 第15周 （10）畢業(yè)設(shè)計（論文）修改、完善 第15、16周 （11）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 五、參考文獻 [1] 吳志敏等.農(nóng)用動力車動力的優(yōu)選方案.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報.1996, 12( 3) ：101- 105 [2] 戴冠軍.城市載貨汽車和公共汽車運行工況模式的探討.西安公路學(xué)院學(xué)報.1985,(1)：16-20 [3] 唐大放，張永忠，閻海峰.工程機械驅(qū)動橋準(zhǔn)雙曲面齒輪的優(yōu)化選型設(shè)計.工程機械.2004（1） ：31-33 [4] 遇立基．磨齒工藝與磨齒機的技術(shù)發(fā)展概況[J]．現(xiàn)代制造工程。2008(2)：1—4． [5] 佟曉東，王立鼎．漸開線實體基準(zhǔn)的研制[J]．計量技術(shù)，1998(05)：33—36． [6] 張俊杰，馬勇．雙盤式漸開線儀中的輪軌彈性蠕滑問題[J]．機械傳動，2007，31(5)：6—8． [7] 孫靖民．機械優(yōu)化設(shè)計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005：214—228． [8] 濮良貴．機械設(shè)計[M]．北京：高等教育出版社，2004：195—200． [9] 席平原．應(yīng)用matlab軟件實現(xiàn)機械優(yōu)化設(shè)it-[J]．機械設(shè)計與研究，2003(3)：23—25． [10]林雪松．Matlab7．0應(yīng)用集錦[M]．北京：機械工業(yè)出版社2006：317—336． [11]Enayet B．Halim，Skish L．Shah，Ming J．Zuo，et a1．Fault Detection of Gearbox from Vibration Signal using Time—Frequency Domain Averaging．Proceedings of the 2006 American Control Coference，2006，4430-4435 [12]Abhinav 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