畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告__某五檔手動(dòng)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)逆向測(cè)繪與優(yōu)化分析

1、福建工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 學(xué)院 車輛工程 專業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 ： 某五檔手動(dòng)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)逆向測(cè)繪與優(yōu)化分析 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 起迄日期 2015年3月6月 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 福建工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 洪 亮 2015年 3月 05日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1. 結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫文獻(xiàn)綜述。1.1課題研究背景 隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)汽車綜合性能的要求也日益提高，對(duì)汽車的舒適性能和動(dòng)力性能等要求更加高?，F(xiàn)代汽車廣泛使用活塞式內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的驅(qū)動(dòng)力和車速能在相當(dāng)

2、大的范圍內(nèi)變化，為解決這個(gè)矛盾在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了變速器。汽車變速器作為影響汽車性能的關(guān)鍵部件，其齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)性能的好壞直接影響到汽車各項(xiàng)性能指標(biāo)。而作為安裝變速器各個(gè)部件的基礎(chǔ)件，變速器內(nèi)各齒輪副的強(qiáng)度和剛度對(duì)于保證傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作也起著十分重要的作用3。本課題以某車五檔手動(dòng)變速器為研究背景，考察對(duì)變速器的建模以及分析，一則考察了對(duì)三維建模軟件的運(yùn)用情況；二則在性能與噪聲方面做出了研究。 變速器是車輛的核心部件、是重要的組成部件，它能實(shí)現(xiàn)增扭減速，降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，增大扭矩；變扭變速，適應(yīng)汽車在不同的工況下行駛1；畢業(yè)設(shè)計(jì)考察對(duì)變速器內(nèi)部齒輪副的建模，要求設(shè)計(jì)者掌握變速器內(nèi)部零部件的結(jié)構(gòu)，并且

3、對(duì)零部件的細(xì)節(jié)部位要了解其結(jié)構(gòu)特征，建模時(shí)要體現(xiàn)該部位的特征結(jié)構(gòu)。并且要了解各個(gè)零部件的主要工作面，熟悉對(duì)主要工作面的技術(shù)要求，熟悉主要工作面在變速器工作時(shí)的工作狀態(tài)。同時(shí)，完成變速器內(nèi)部的三維建模，符合我們的設(shè)計(jì)思維習(xí)慣，整個(gè)設(shè)計(jì)過程可以完成在三維模型上討論，直觀并且形象2。因?yàn)槲覀冊(cè)谶M(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，總是希望零部件能夠讓我們隨心所欲地構(gòu)建，能夠隨意拆卸，能夠讓我們?cè)谄矫骘@示器上構(gòu)造出三維立體的設(shè)計(jì)模型，而且希望保留每個(gè)中間結(jié)果，以備反復(fù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。1.2變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 汽車變速器的主要功用有改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的

4、工況下工作；二是在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車實(shí)現(xiàn)倒退行駛；三是利用空擋中斷動(dòng)力的傳遞，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠更好的啟動(dòng)、怠速，同時(shí)方便變速器進(jìn)行換擋1。 隨著國內(nèi)汽車技術(shù)和制造工藝的不斷進(jìn)步，我國在手動(dòng)變速器方面已取得了較大進(jìn)步，但在自動(dòng)變速器的技術(shù)和發(fā)展路線上卻相對(duì)發(fā)展緩慢。對(duì)于今后變速器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，新能源汽車傳動(dòng)技術(shù)以及變速器對(duì)于節(jié)能減排的作用等，都是國內(nèi)汽車行業(yè)當(dāng)前熱議的話題6。 變速器行業(yè)在歷史浪潮的推動(dòng)下不斷向前。可以說，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展成就了當(dāng)今的中國變速器行業(yè)，反過來，變速器行業(yè)也折射出新中國成立以來我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展歷程和輝煌成就。在手動(dòng)變速器領(lǐng)域，國產(chǎn)品牌已占主導(dǎo)地位，為適應(yīng)

5、當(dāng)前汽車節(jié)能、環(huán)保、舒適、廉價(jià)要求這一新趨勢(shì)，更高的傳動(dòng)效率，更舒適的駕乘感覺，更小的體積和更加簡易可靠的控制模式應(yīng)該成為當(dāng)今新型變速器技術(shù)的追求目標(biāo)6。因?yàn)槭謩?dòng)變速器技術(shù)成熟而且傳動(dòng)效率高，維修保養(yǎng)成本低。同時(shí)，它可以帶給駕駛者充分的駕駛樂趣。另外，手動(dòng)變速器它的燃油經(jīng)濟(jì)性決定了在未來發(fā)展中的重要地位9。 在手動(dòng)變速器方面，由于經(jīng)過長時(shí)間的發(fā)展，其設(shè)計(jì)原理和生產(chǎn)工藝、技術(shù)等較為成熟和穩(wěn)定，技術(shù)難度相對(duì)于自動(dòng)變速器較低，而中國國內(nèi)廠家本身就有手動(dòng)變速器的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，因此在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)后，消化吸收相對(duì)容易，在此基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新，做到立足于本土生產(chǎn)，基本滿足了整車廠商的配套需要，并已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品出口；

6、技術(shù)方面，近幾年來，國內(nèi)部分廠家已能夠根據(jù)中國國情實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新；市場(chǎng)方面，國內(nèi)部分廠家已經(jīng)占領(lǐng)了大部分國內(nèi)市場(chǎng)份額。綜上所述，手動(dòng)變速器在我國還是有一個(gè)相對(duì)可觀的市場(chǎng)，故選擇研究某五檔手動(dòng)變速器的逆向測(cè)繪和優(yōu)化，來充分的學(xué)習(xí)和研究變速器在生產(chǎn)和制造的知識(shí)。1.3研究的目的和意義手動(dòng)變速器，也稱手動(dòng)擋，即用手撥動(dòng)變速桿才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位 置，改變傳動(dòng)比，從而達(dá)到變速的目的。踩下離合時(shí)，方可撥得動(dòng)變速桿。轎車手動(dòng)變速器大多為四擋或五擋有級(jí)式齒輪傳動(dòng)變速器，并且通 常帶同步器，換擋方便，噪音小。手動(dòng)變速在操縱時(shí)必須踩下離合，方可撥得動(dòng)變速桿9。手動(dòng)變速器是與自動(dòng)變速器相對(duì)而言的，其實(shí)在自動(dòng)

7、變速器出現(xiàn)之前所有的汽車都是采 用手動(dòng)變速器。手動(dòng)變速器是利用大小不同的齒輪配合而達(dá)到變速的。 最常見的手動(dòng)變速器多為5擋位（4個(gè)前進(jìn)擋 、1個(gè)倒擋），也有的汽車 采用6擋位變速器。一般來說，手動(dòng)變速器的傳動(dòng)效率要比自動(dòng)變速器的高，因此駕駛者技術(shù)好，手動(dòng)變速的汽車在加速、超車時(shí)比自動(dòng)變速車快，也省油1。手動(dòng)變速箱是有不同齒比的齒輪組構(gòu)成的，它工作的基本原理就是通過切換不同的齒輪組，來實(shí)現(xiàn)齒比的變換。作為分配動(dòng)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，變速箱必須有動(dòng)力輸入軸和輸出軸 這兩大件，再加上構(gòu)成變速箱的齒輪，就是一個(gè)手動(dòng)變速箱最基本的組件。動(dòng)力輸入軸與離合器相連，從離合器傳遞來的動(dòng)力直接通過輸入軸傳遞給齒輪組，齒輪

8、組是由直徑不同的齒輪組成的，不同的齒輪比例所達(dá)到的動(dòng)力傳輸效果是完全不同的，平常駕駛中的換擋也就是指換齒輪比。因此手動(dòng)變速器主要的不足有如下幾點(diǎn)：第一是相對(duì)于自動(dòng)變速器來說多了換擋的步驟，使得駕駛的操作變得復(fù)雜化；第二顯而易見就是噪音，噪音的來源有兩個(gè)方面，首先是在正常行駛當(dāng)中由于齒輪副之間的摩擦，以及間隙等等產(chǎn)生的噪音，這部分噪音是可以通過提高生產(chǎn)的剛度和精度來改善的；還有就是駕駛員在更換檔位的過程中產(chǎn)生的噪音，這部分噪音由于同步器的存在降低了很多，但是還是要在駕駛員熟練、正確駕駛的情況下方能得到更好的改善。1.4參考文獻(xiàn)1 陳家瑞.汽車構(gòu)造M.機(jī)械工程出版社.2009.2 2 齊從謙.CA

9、TIA V5R21產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真M.中國電力出版社.2014 3 高娟.汽車變速箱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)D.吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文.2011 4 北京兆迪科技有限公司.ANSYS Workbench 14.0結(jié)構(gòu)分析快速入門、進(jìn)階與精通M.電子工業(yè)出版社.2014.4 5 陳秀寧.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M浙江大學(xué)出版社.2012.7 6 吳修義.汽車機(jī)械變速器結(jié)構(gòu)的裝配工藝性J.通用機(jī)械.2007 7 劉光浩.基于ANSYS的汽車變速器結(jié)構(gòu)靜力分析J.機(jī)電工程技術(shù).2011 8 Topological Modeling of a One Stage Spur Gear Transmiss

10、ion J.Chinese Journal Of Mechanical Engineering.2014 9AnalysesandEvaluationonSynchronizerofManualTransmission J.Wanjun Wang School of Instrument Science and Engineerin 2.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)要研究或解決的問題和擬采用的方法：2.1本課題的研究內(nèi)容以某車5手動(dòng)變速器為研究對(duì)象，利用三維設(shè)計(jì)軟件CATIA對(duì)變速器內(nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行逆向測(cè)繪，并利用DMU模塊對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，采用部件的拓?fù)鋬?yōu)化理論，利用大型有限元分析軟件ANSYS

11、，對(duì)各零部件進(jìn)行受力分析，最終提出可行的優(yōu)化建議。主要研究內(nèi)容如下：（1）學(xué)習(xí)汽車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理,主要是對(duì)變速器不同檔位的轉(zhuǎn)換以及傳動(dòng)路線的學(xué)習(xí)，以及齒輪間的嚙合傳動(dòng)原理的學(xué)習(xí)；（2）用三維建模軟件CATIA對(duì)變速器軸系、齒輪、箱體等建立了三維實(shí)體模型、裝配；同時(shí)模擬不同工況下變速器的齒輪運(yùn)動(dòng)仿真；（3）將變速箱內(nèi)相互作用的部件導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行有限元分析，并記錄分析結(jié)果；（4）結(jié)合變速器箱體受力分析結(jié)果找出變速器零部件最薄弱的部位，提出優(yōu)化方案，對(duì)原有模型進(jìn)行優(yōu)化。2.2 擬采用的方法 2.2.1技術(shù)路線與方法（1）查閱文獻(xiàn)并收集材料對(duì)本課題相關(guān)論文、期刊和教材的閱讀理解，吸收相關(guān)

12、的理論知識(shí)和方法，確定論文大綱內(nèi)容。（2）齒輪副參數(shù)的獲取利用精度較高的測(cè)量工具，獲得齒輪的部分參數(shù)再根據(jù)所學(xué)的公式計(jì)算出其他的參數(shù)；（3）齒輪參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)輔助完成齒輪參數(shù)的確定；（4）齒輪副的建模通過CATIA軟件學(xué)習(xí)指導(dǎo)書學(xué)習(xí)零件設(shè)計(jì)模塊以及DMU運(yùn)動(dòng)仿真模塊，并掌握基本命令的使用；（5）ANSYS有限元分析通過ANSYS軟件學(xué)習(xí)指導(dǎo)書和網(wǎng)絡(luò)上的視頻學(xué)習(xí)資源學(xué)習(xí)機(jī)械產(chǎn)品的有限元分析模塊，并掌握其基本操作； 2.2.2難點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)（1）實(shí)體測(cè)繪能力。對(duì)5擋手動(dòng)變速器內(nèi)部零件的建模，實(shí)體測(cè)繪，變速器部件零件并非簡單的拉伸體，故使得建模的難度增加；（2）齒輪副受力計(jì)算，影響齒輪副的受力情況與很多因素有關(guān)，計(jì)算過程中要將各種因素的影響都考慮在內(nèi)，增加計(jì)算難度；（3）CATIA三維建模軟件的使用。本課題運(yùn)用的主要軟件之一，主要學(xué)習(xí)的模塊有零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)以及DMU模塊；（4）ANSYS有限元分析軟件的使用。主要運(yùn)用應(yīng)力分析模塊，對(duì)部件應(yīng)力分析所得結(jié)果符合應(yīng)力要求的安全范圍；指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)）： 該課題從某五檔手動(dòng)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)著手，學(xué)習(xí)并掌握三維建模軟件CATIA和分析軟件ANSYS的使用，對(duì)變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了逆向測(cè)繪、改進(jìn)設(shè)計(jì)與分析，獲得齒輪副的運(yùn)動(dòng)