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SY-025-BY-3
畢業(yè)設計（論文）開題報告
學生姓名
孫 純
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級
車輛工程B05-17
指導教師姓名
臧 杰
職稱
教授
從事
專業(yè)
汽車運用
是否外聘
□是■否
題目名稱
四輪驅動汽車變速器設計
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)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，目的是在原地起步、爬坡、轉彎、加速等各種行使工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作。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動輪傳輸。變速器設有倒擋，使汽車獲得倒退行使能力。
汽車變速器技術的發(fā)展歷史：
手動變速器（MT：Manual Transmisson）主要采用了齒輪傳動的降速原理。變速器內有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換擋工作，也就是通過操縱機構使變速器內不同的齒輪副工作。
自動變速器（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到變速變矩。
AMT是在傳統(tǒng)干式離合器和手動齒輪變速器的基礎上改造而成，主要改變了手動換擋操縱部分。即在MT總體結構不變的情況下改用電子控制來實現(xiàn)自動換擋。
無級變速器（CVT：Continuously Variable Transmission）,又稱為連續(xù)變速式機械變速器。金屬帶式無級變速器主要包括主動輪組，從動輪組，金屬帶和液壓泵等基本部件。主要靠主動輪，從動輪和傳動帶來實現(xiàn)速比的無級變化，傳動帶一般用橡膠帶，金屬帶和金屬鏈等。
無限變速式機械無級變速器（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盤，輸出傳動盤和Variator傳動盤組成。它們之間的接觸點以潤滑油作介質，金屬之間不接觸，通過改變Variator裝置的角度變化而實現(xiàn)傳動比的連續(xù)而無限的變化。
汽車的發(fā)展經(jīng)歷了三大革命，動力革命（內燃機的使用），傳動革命（機械傳動的完善和液體傳動的使用）和控制革命（用傳感器、微機和電液閥進行信息處理）。
從先進國家來看，動力革命和傳動革命已經(jīng)完成，目前正處于控制革命階段，要解決的主要是機械太“機械”，沒有靈性的問題，過去機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，操縱汽車這樣復雜的機械對于人來說體力和腦力負擔是很重要的，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。因此必須對汽車各部分（發(fā)動機、變速器、懸架、制動和轉向機構等）進行自動控制，并從各部分的單獨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。要解決機械信息處理能力問題，機械本身是無能為力的，液壓控制在性能上也達不到要求，必須引入具有良好控制性能和信息處理能力的電子技術。但是僅僅采用機電液技術還不夠，還需要應用聲學、光學、和化學等多學科技術才能使機械具有良好的信息處理能力，實現(xiàn)高度自動化。
從技術發(fā)展角度來看，汽車傳動技術中的關鍵是電子技術、電液控制技術和傳感器技術。目前，世界主要的變速器制造生產(chǎn)廠家都致力于這些關鍵技術的研究與應用，極大地促進了自動變速器的發(fā)展。
計算機輔助設計（computer aided design,簡稱CAD），泛指設計者以計算機為主要工具，對產(chǎn)品進行設計、繪圖、工程分析與編撰技術文檔等設計工作的總稱，是一項綜合性的技術。其中工程分析泛指包括有限元分析、可靠性分析、動態(tài)分析、優(yōu)化設計及產(chǎn)品的常規(guī)分析等內容，亦稱計算機輔助工程分析（computer aided engineering,簡稱CAE）。
Pro/ENGINEER (簡稱Pro/E)是美國Paramatric Technology Corporation公司開發(fā)的機械設計自動化軟件。也是最早實現(xiàn)參數(shù)化技術商業(yè)化的軟件。其功能是非常強大的，利用它可以進行零件設計、產(chǎn)品裝配、數(shù)控加工、鈑金件設計、鑄造件設計，機構分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理、應力分析、逆向造型和優(yōu)化設計等。
Pro/ENGINEER全球擁有廣泛的影響。在我國也是應用最為廣泛的CAD/CAM軟件之一。最近幾年，CAD/CAM技術在我國發(fā)展很快，廣泛應用于汽車制造業(yè)、工程機械、航天航空業(yè)、鐵道車輛及設備、國防工業(yè)、通用機械制造業(yè)、造船業(yè)、機械電子工業(yè)、人機工程學、工程咨詢業(yè)、運動器械及娛樂設備等各領域。一些制造生產(chǎn)商將CAD/CAM技術引入各自的產(chǎn)品開發(fā)中，大大簡化機械產(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)濟效益。
1.2 目的：為了縮短設計周期和降低開發(fā)成本，通過CAD軟件平臺實現(xiàn)汽車變速器的輔助設計。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對裝配結果進行驗證，得到了可靠的裝配檢驗結果。減少建模時間，增加模型可信度，提高產(chǎn)品質量，加快產(chǎn)品上市的時間。
1.3 意義：變速器是汽車的重要部件之一，主要是在汽車行進過程中改變傳動比，從而改變汽車的行駛速度和驅動輪上的轉矩，以適應變化的行駛條件；或利用倒檔實現(xiàn)汽車的倒向行駛；在發(fā)動機不熄火的情況下利用空擋中斷動力傳遞，便于汽車起動、怠速、換擋、和動力輸出。它由幾十個零件組成，零件之間的裝配關系復雜。因此變速器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成本，基于CAD軟件平臺實現(xiàn)變速器的輔助設計是現(xiàn)代制造技術的必要手段。對于車輛工程專業(yè)的本科學生，通過本畢業(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。
二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題
基本內容：
1、掌握汽車變速器結構及工作原理，繪出結構原理簡圖。
2、確定主要零部件（齒輪、軸等）主要設計參數(shù)，并對關鍵部位進行校核。
3、確定零部件結構尺寸。
4、使用AutoCAD完成工程圖紙；利用Pro-E建立體圖。
5、編寫設計說明書。
解決問題：
1、掌握汽車變速器各零部件的設計方法；
2、掌握設計汽車變速器具體的技術路線；
3、練習Pro/E，熟練掌握其基本操作和基本知識；
4、掌握運用Pro/E繪制變速器零件圖；
5、掌握運用Pro/E進行變速器的裝配。
三、技術路線（研究方法）
1、研究汽車變速器原理、結構以及設計等基本理論，并將其與機械制圖、機械設計、計算機軟件等相關知識有機結合、熟練運用；
2、運用CAD軟件Pro/E進行零件建模與零件裝配及工程圖的繪制。
傳動機構及各零部件的結構分析與形式選擇
變速器的結構分析與形式選擇
基本參數(shù)的確定與計算
齒輪的設計計算及校核
軸的設計計算及校核
同步器的設計計算
操縱機構的設計
利用pro/e繪制零件圖
裝配
完成設計
四、進度安排
（1）調研、資料收集，完成開題報告 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)選擇與設計計算 第5-6周（3月30日~4月10日）
（4）完成設計說明書，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）設計審核、修改 第15、16周（6月8日~6月19日）
（7）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月22日~6月26日）
五、參考文獻
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六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日