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SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
孫 純
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程B05-17
指導(dǎo)教師姓名
臧 杰
職稱
教授
從事
專業(yè)
汽車運(yùn)用
是否外聘
□是■否
題目名稱
四輪驅(qū)動(dòng)汽車變速器設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1.1 現(xiàn)狀：汽車變速器是汽車的重要部件之一，用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行使工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車滑行或停車時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力停止向驅(qū)動(dòng)輪傳輸。變速器設(shè)有倒擋，使汽車獲得倒退行使能力。
汽車變速器技術(shù)的發(fā)展歷史：
手動(dòng)變速器（MT：Manual Transmisson）主要采用了齒輪傳動(dòng)的降速原理。變速器內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副，而汽車行駛時(shí)的換擋工作，也就是通過操縱機(jī)構(gòu)使變速器內(nèi)不同的齒輪副工作。
自動(dòng)變速器（AT：Automatic Transmisson）是由液力變矩器，行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力變矩器和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。
AMT是在傳統(tǒng)干式離合器和手動(dòng)齒輪變速器的基礎(chǔ)上改造而成，主要改變了手動(dòng)換擋操縱部分。即在MT總體結(jié)構(gòu)不變的情況下改用電子控制來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。
無級(jí)變速器（CVT：Continuously Variable Transmission）,又稱為連續(xù)變速式機(jī)械變速器。金屬帶式無級(jí)變速器主要包括主動(dòng)輪組，從動(dòng)輪組，金屬帶和液壓泵等基本部件。主要靠主動(dòng)輪，從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶來實(shí)現(xiàn)速比的無級(jí)變化，傳動(dòng)帶一般用橡膠帶，金屬帶和金屬鏈等。
無限變速式機(jī)械無級(jí)變速器（IVT：Infinitely Variable Transmisson）采用的是一種摩擦板式變速原理。IVT的核心部分由輸入傳動(dòng)盤，輸出傳動(dòng)盤和Variator傳動(dòng)盤組成。它們之間的接觸點(diǎn)以潤滑油作介質(zhì)，金屬之間不接觸，通過改變Variator裝置的角度變化而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)而無限的變化。
汽車的發(fā)展經(jīng)歷了三大革命，動(dòng)力革命（內(nèi)燃機(jī)的使用），傳動(dòng)革命（機(jī)械傳動(dòng)的完善和液體傳動(dòng)的使用）和控制革命（用傳感器、微機(jī)和電液閥進(jìn)行信息處理）。
從先進(jìn)國家來看，動(dòng)力革命和傳動(dòng)革命已經(jīng)完成，目前正處于控制革命階段，要解決的主要是機(jī)械太“機(jī)械”，沒有靈性的問題，過去機(jī)械全靠人來操縱控制，然而人的生理和心理能力（感覺器官的功能、頭腦分析的能力和體能）是有限的，操縱汽車這樣復(fù)雜的機(jī)械對(duì)于人來說體力和腦力負(fù)擔(dān)是很重要的，更主要的是單靠人力操縱將阻礙汽車的發(fā)展和其性能的提高。因此必須對(duì)汽車各部分（發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、懸架、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行自動(dòng)控制，并從各部分的單獨(dú)控制向整車一體化控制發(fā)展，從一般控制向智能控制發(fā)展。要解決機(jī)械信息處理能力問題，機(jī)械本身是無能為力的，液壓控制在性能上也達(dá)不到要求，必須引入具有良好控制性能和信息處理能力的電子技術(shù)。但是僅僅采用機(jī)電液技術(shù)還不夠，還需要應(yīng)用聲學(xué)、光學(xué)、和化學(xué)等多學(xué)科技術(shù)才能使機(jī)械具有良好的信息處理能力，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。
從技術(shù)發(fā)展角度來看，汽車傳動(dòng)技術(shù)中的關(guān)鍵是電子技術(shù)、電液控制技術(shù)和傳感器技術(shù)。目前，世界主要的變速器制造生產(chǎn)廠家都致力于這些關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用，極大地促進(jìn)了自動(dòng)變速器的發(fā)展。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（computer aided design,簡稱CAD），泛指設(shè)計(jì)者以計(jì)算機(jī)為主要工具，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖、工程分析與編撰技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)工作的總稱，是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)。其中工程分析泛指包括有限元分析、可靠性分析、動(dòng)態(tài)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)及產(chǎn)品的常規(guī)分析等內(nèi)容，亦稱計(jì)算機(jī)輔助工程分析（computer aided engineering,簡稱CAE）。
Pro/ENGINEER (簡稱Pro/E)是美國Paramatric Technology Corporation公司開發(fā)的機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。也是最早實(shí)現(xiàn)參數(shù)化技術(shù)商業(yè)化的軟件。其功能是非常強(qiáng)大的，利用它可以進(jìn)行零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、數(shù)控加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理、應(yīng)力分析、逆向造型和優(yōu)化設(shè)計(jì)等。
Pro/ENGINEER全球擁有廣泛的影響。在我國也是應(yīng)用最為廣泛的CAD/CAM軟件之一。最近幾年，CAD/CAM技術(shù)在我國發(fā)展很快，廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、工程機(jī)械、航天航空業(yè)、鐵道車輛及設(shè)備、國防工業(yè)、通用機(jī)械制造業(yè)、造船業(yè)、機(jī)械電子工業(yè)、人機(jī)工程學(xué)、工程咨詢業(yè)、運(yùn)動(dòng)器械及娛樂設(shè)備等各領(lǐng)域。一些制造生產(chǎn)商將CAD/CAM技術(shù)引入各自的產(chǎn)品開發(fā)中，大大簡化機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)過程，大幅縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品的系統(tǒng)及性能，獲得最優(yōu)化和創(chuàng)新的產(chǎn)品，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
1.2 目的：為了縮短設(shè)計(jì)周期和降低開發(fā)成本，通過CAD軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)汽車變速器的輔助設(shè)計(jì)。使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段以較少的時(shí)間和精力進(jìn)行虛擬裝配并對(duì)裝配結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，得到了可靠的裝配檢驗(yàn)結(jié)果。減少建模時(shí)間，增加模型可信度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，加快產(chǎn)品上市的時(shí)間。
1.3 意義：變速器是汽車的重要部件之一，主要是在汽車行進(jìn)過程中改變傳動(dòng)比，從而改變汽車的行駛速度和驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)變化的行駛條件；或利用倒檔實(shí)現(xiàn)汽車的倒向行駛；在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火的情況下利用空擋中斷動(dòng)力傳遞，便于汽車起動(dòng)、怠速、換擋、和動(dòng)力輸出。它由幾十個(gè)零件組成，零件之間的裝配關(guān)系復(fù)雜。因此變速器的設(shè)計(jì)需要較長的時(shí)間和反復(fù)的實(shí)驗(yàn)。為了縮短設(shè)計(jì)周期和降低成本，基于CAD軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)變速器的輔助設(shè)計(jì)是現(xiàn)代制造技術(shù)的必要手段。對(duì)于車輛工程專業(yè)的本科學(xué)生，通過本畢業(yè)設(shè)計(jì)可以充分復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，并能提高計(jì)算機(jī)及軟件使用水平，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
基本內(nèi)容：
1、掌握汽車變速器結(jié)構(gòu)及工作原理，繪出結(jié)構(gòu)原理簡圖。
2、確定主要零部件（齒輪、軸等）主要設(shè)計(jì)參數(shù)，并對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行校核。
3、確定零部件結(jié)構(gòu)尺寸。
4、使用AutoCAD完成工程圖紙；利用Pro-E建立體圖。
5、編寫設(shè)計(jì)說明書。
解決問題：
1、掌握汽車變速器各零部件的設(shè)計(jì)方法；
2、掌握設(shè)計(jì)汽車變速器具體的技術(shù)路線；
3、練習(xí)Pro/E，熟練掌握其基本操作和基本知識(shí)；
4、掌握運(yùn)用Pro/E繪制變速器零件圖；
5、掌握運(yùn)用Pro/E進(jìn)行變速器的裝配。
三、技術(shù)路線（研究方法）
1、研究汽車變速器原理、結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)等基本理論，并將其與機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)軟件等相關(guān)知識(shí)有機(jī)結(jié)合、熟練運(yùn)用；
2、運(yùn)用CAD軟件Pro/E進(jìn)行零件建模與零件裝配及工程圖的繪制。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及各零部件的結(jié)構(gòu)分析與形式選擇
變速器的結(jié)構(gòu)分析與形式選擇
基本參數(shù)的確定與計(jì)算
齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核
軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核
同步器的設(shè)計(jì)計(jì)算
操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
利用pro/e繪制零件圖
裝配
完成設(shè)計(jì)
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告 第1-2周（3月2日~3月13日）
（2）變速器方案確定 第3-4周（3月16日~3月27日）
（3）參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 第5-6周（3月30日~4月10日）
（4）完成設(shè)計(jì)說明書，完成圖紙繪制 第7~13周（4月13日~5月29日）
（5）交稿 第14周（6月1日~6月5日）
（6）設(shè)計(jì)審核、修改 第15、16周（6月8日~6月19日）
（7）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月22日~6月26日）
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日