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畢業(yè)設計（論文）開題報告
設計（論文）題目:貨車變速器設計與三維零件設計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業(yè) 班 級:
學 生 姓 名:
導 師 姓 名:
開 題 時 間:
指導委員會審查意見：
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《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在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)設計（論文）開題報告
學生姓名
王文龍
系部
汽車與交通工程學院
專業(yè)、班級
車輛B07-3班
指導教師姓名
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
貨車變速器設計與三維零件設計
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，而復雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍內(nèi)變化，為此在傳動系中設置了變速器。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，構成整車的傳動系，其結構簡單、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雜的結構導致的高維修費用，也讓很多人望而卻步。所以，機械式手動汽車變速器因其結構簡單，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用。而且機械式手動變速器在今后相當長的時間里，依然會在我國輕中型貨車傳動系統(tǒng)中占據(jù)主導地位。
CAD/CAM/CAE技術的發(fā)展帶動了汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，且對變速器的設計起著重要的作用。美國的CAD技術一直處于領先地位，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用CAD技術。他們將結構、強度、剛度等計算、三維實體造型應用于汽車的設計開發(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)化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位，Pro/E作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領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)品設計領域占據(jù)重要位置。
Pro/E為汽車變速器的設計提供了一個全新的平臺。它的幾何建模功能可以為設計者在變速器設計時，描述出其基本幾何零件的虛擬實體及各零部件之間的關系，以便為用戶提供所設計的變速器的幾何形狀、大小、進行零件的結構設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計周期，還降低了其開發(fā)成本。
目的：
使學生學會如何查閱文獻資料和相關書籍，善于運用網(wǎng)絡資源，并通過所學的知識對汽車變速器進行設計。從而深度了解汽車變速器的功能、原理、結構及其設計方法。通過Pro/E軟件平臺，對變速器進行輔助設計，并進行虛擬裝配，使學生能夠熟練的掌握Pro/E的使用。利用CAD繪制裝配圖，使學生掌握工程圖繪制的能力。對于車輛工程專業(yè)的本科學生，通過本次畢業(yè)設計可以充分復習所學知識，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。
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，零件之間的裝配關系相當復雜。因此變速箱的設計需要較長的時間和反復的實驗。為了縮短設計周期和降低開發(fā)成本，基于虛擬樣機技術，在Pro/E軟件平臺上實現(xiàn)變速器的輔助設計與虛擬裝配是現(xiàn)代制造技術的必要手段。使產(chǎn)品的設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的組成、結構與設計，了解變速器的基本原理和功能作用，以及變速器設計的基本要求。根據(jù)所要設計的變速器，確定變速器傳動機構的布置方案，對整體結構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軟件進行裝配結構設計。
出現(xiàn)問題：
（1）變速器傳動機構布置方案的選擇，變速器有兩軸式變速器和中間軸式變速器，在設計時，需根據(jù)汽車的需要選擇適當?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?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。我所設計的為貨車汽車變速器，所以我在變速器傳動機構布置方案中，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、技術路線（研究方法）查閱相關文獻，完成開題報告
變速器傳動機構方案的選擇
變速器參數(shù)的確定
校核計算
同步器的設計
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部件的相關尺寸參數(shù)與選擇相關部件型號，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)設計審核、修改 第15、16周（6月6日～6月19日）
（8）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月20日～6月25日）
五、參考文獻
[1] 王望予 主編. 《汽車設計》. 機械工業(yè)出版社，2000.
[2] 徐安、陳德陽 主編.《汽車底盤》. 機械工業(yè)出版社，2005.
[3] 臧杰、閻巖 主編. 《汽車構造》. 機械工業(yè)出版社，2005.
[4] 伊萬建 主編. 《汽車機械基礎》. 中央廣播電視大學出版社，2005.
[5] 張金柱、韓玉敏、石美玉 主編. 《汽車工程專業(yè)英語》. 化學工業(yè)出版社，2005.
[6] 劉極風 主編. 《計算機輔助設計與制造》. 高等教育出版社，2004.
[7] 林清安 主編. 《完全精通Pro/ENGINEER零件設計基礎熱門》. 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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[10] 吳宗澤、羅圣國 主編. 《機械設計課程設計手冊》. 高等教育出版社，2006.
[11] 陳家瑞 主編. 《汽車構造》. 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》. 上海交通大學出版社，1997.
[13] 劉惟信 主編. 《汽車設計》. 清華大學出版社，2001.
[14] 吳文琳 主編. 《圖解汽車底盤構造手冊》. 化學工業(yè)出版社，2007.
[15] 張洪欣 主編. 《汽車設計》. 機械工業(yè)出版社，1981.
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日