汽车主减速器参数优化软件设计-开题报告

纸， 明书全套毕业设计均有 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 指导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 交通工程 是否 外聘 是 否 题目名称 汽车主减速器参数优化软件设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 1 课题背景 汽车问世百余年来，特别是从汽车产品的大批量生产及汽车工业的发展以来，汽车己为世界经济的发展、为人类进入现代生活，产生了无法估量的巨大影响，为人类社会的进步做出了不可磨灭的巨大贡献。近年来随着汽车技术的迅猛发展，对汽车传动系承载能力以及工作可靠性的要求越 来越高，汽车主减速器作为汽车传动系统的关键总成，其主要功能是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。主减速器的结构对汽车的动力性、经济性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接的影响。 汽车主减速器作为汽车驱动桥中重要的传力部件，是汽车最关键的部件之一。 与国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距。 主减速器设计的好坏关系到汽车的动力性、经济性以及噪声、寿命等诸多方面。如何协调好各方关系、合理匹配设计参数，以达到满足使用要 求的最优目标，是主减速器设计中最重要的问题。 许多乘用车和总质量较小的商用车采用了发动机横置的前置前驱布置，都是单级式主减速器，其具有结构 紧凑、质量小、制造成本低和传递效率高、高速性能好的优点，通过软件设计方法来设计汽车主减速器是非常重要的。软件 设计是以数学规划为理论基础，以计算机为工具，寻求机械 设计问题最佳方案的现代设计方法之一，现在已经有很多成熟的软件 程序可供选择，但传统的方法存在着 求解过程复杂和寻优过程容易陷入局部最优解的问题。通常主减速器 设计多是仅从某一角度考虑，单一的改善其某一方面参数，而没有将其 参数 优化有效结合起来。因此，本课题 力求改变以往的设计方式，提出针对汽车主减速器整体的最优化设计方法， 针对 汽车设计中的主减速器参数设计 开发 计算软件， 通过人机交互方式完成主减速器的参数设计，并考虑通过软件进行参数优化 （汽车主减速器传动比 , 主减速器双曲面齿轮结构参数） ， 实现解决复杂计算这一单一功能的目的， 实现汽车主减速器参数的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能、节约能耗、降低成本、提高设计质量和效率。 本课题在 言程序基础上采用参数优化设计方法对汽车主减速器的齿轮机构进行优化，使寻优过程得到简化，确保可靠地获 得全局最优解。能够缩短主减速器参数设计计算时间、减轻工程技术人员的劳动强度。 2 发展现状 主减速器的参数计算主要是传动齿轮的基本参数和尺寸参数计算。自从汽车零部件设计引入计算机辅助设计方法后，这一功能的实现已经变得比较容易。现今国外大型的汽车企业都有自己的减速器齿轮设计计算系统，比如瑞典的克林贝格齿轮设计系统、德国的 锥设计系统等等。 早在上世纪 60 年代国外的一些 司就已经开发出一些实用的三维绘图软件，三维绘图技术的进步为汽车零部件的设计引入了全新的概念 。伴随着三维绘图软件的日纸， 明书全套毕业设计均有 益成熟，国外大型的汽车生产厂家开始引入参数化设计方法来取代以前繁琐的手工设计，目前参数化设计手段已经相当完善。作为汽车的重要部件，主减速器的设计也引入了参数化设计方法。生产厂家利用所设计的主减速器开发平台根据新设计的主减速器尺寸在以前产品的基础上更改相关的尺寸参数建立三维模型图。 与国外相比，不论是在设计还是制造方面，与外国企业相比我国的汽车企业差距都非常明显。但是经过多年的努力，我国的主减速器设计系统软件方面已经取得了一定的成就。其中比较出名的有可以应用于主减速器齿轮设计的齿轮专家 系统，哈工大开发的主减速嚣齿轮设计平台等等。 其实软件不仅在汽车方面有广泛的应用，在其他的机械区域里同样有着比较广泛的应用 。 （ 1） 2009,06,01，厦门大学的沈一凛发表了硕士学位论文：数 控 弯丝机线材成形软件设计。 根据数控弯丝机的实际工作要求，完成其机械结构部分的设计，并且自行开发出界面友好的操作软件，能实现包括模型显示和仿真运动等在内的一系列功能。 （ 2） 2005,11，农业机械学报第 36 卷第 11 期发表了：农业机械动态仿真软件开发与模拟。 现有的一些计算机仿真平台如 G 等具有很大的通用性 ， 功 能齐全 ， 但价格昂贵 ， 专业性差 ， 且需要大量的计算机资源配合系统的运行 ， 在仿真速度 ， 系统的可扩展性方面难以满足农机设计人员的要求 。 各种农业机械有其自身的特殊性 ， 对不断更新的农业机械型号 ， 应用类型 ， 需要有相应的仿真功能 。 而现有软件的模式 ， 内容都比较固定 ， 不利于变动性大的研究 。 因此开发一种操作简单 ， 成本低的仿真系统 对农业机械具有一定的意义。 （ 3） 2004,11，农机化研究第 6 期，基于 机械软件设计思想研究。 主要 探讨了基于 用 立客户机 /服务器模式实现编程的方法 ， 解决了 C/S 模式中异种操作系统上的数据传输问题 。 利用这种方式可以方便地进行客户端和服务器端的程序编制 ， 定制所需的模块 ， 通过实例程序的运行 ， 达到了预期的要求 。 为开发一种网络功能强大 ， 可以实现异种机和异种操作系统互连的软件打下了基础 。 （ 4） 2008,12,16，东南大学硕士学位论文：光纤光栅传感系统研究及软件设计。 波长解调技术是 感器在工程技术领域应用的关键技术，也是 感技术实用化的重 点和难点之一。此 文提出了一种基于可调谐 波器的光纤布拉格光栅传感系统的波长解调方案，在此基础上 完成了主机应用软件的设计。 （ 5） 2007,08,01，西安理工大学硕士学位论文：基于 数控试验台机械系统设计及软件开发。 开放式 数控系统是现代数控系统发艘的方向，本文结合陕两省数控加 工技术重点实验室科研项 目，采用 “ 构的 开 放式数控结构，将 制卡及其扩展卡 装入电器 控制箱，通过标准串口 上位机实现通讯，这样构成主从式双微处理器 结构，由 动控制器对机械本 体的 X、 Y、 Z、 A 和 B 五 个轴进行实时控制，建立 了五 坐标数控技术试验台。 为程序语言在机械方面上的用途也是 比较广泛的。 （ 1） 2006,11，北京工业大学学报第 32 卷第 11 期，基于 点焊质量超声检测软件设计 。 在超声检测点焊连接质量的基本原理基础上，通过 0 调用 司提供的 件，利用网口通讯实现了数字示波器中超声信号数据的传输、存储和显示；通过分析找出了信号 的特征参量，并实现了对焊点连接质量的评价。该软件实现了对焊点检测质量的数量统计。 经实际检测验证，整个系统操作性好 。 （ 2） 2008,08，机械自动化第 4 期：基于 机械优化设计软件的研究。 针对各种优化 算法。 用 发了用于进行机械优化设计的软件，该软件基于 统。 以窗体界面为工作平台 并用其中 3 种具有代表性的优化设计方法进行了一顶计算分析。实例对比分析表明了该软件分析的可靠性和准确性。 纸， 明书全套毕业设计均有 （ 3） 2005,01，微计算机应用第 26 卷第 1 期：基于 汽车点火线圈测试台软件设计。 该文实现了点火线圈测试系统中对上位机系统软件的要求，包括串行通信，对硬件端口的读写以及对数据库的管理和维护。 3 选题目的与意义 由于消费者对汽车性能、外形、功能、载重等各方面的要求会不同，所以为了满足客户的需求，设计者必须迅速开发出不同的产品来满足客户的需求。因此，设计者必须建立一套能快速响应客户需求设计研发软件，以达到快速开发出新产品的目的。 在传统的主减速器设计中，设计者根据设计任务的要求，参考已有经验和资料，进行构思设计方案、建立设计模型、计算、分析、绘图、反复修改等过程，最后设计出满足要求的方案，并绘出图样和编制设计文件。在设计过程中，有创造性的思维劳动，有综合性的分析及判断作量大，而且要做很多重复性的烦琐劳动设计效率低。 也 有复杂的计算及精密的绘图等工要由设计者来完成所有环节的工作，设计效率低。鉴于以上传统设计方法的弊病，快速开发出新型主减速器并缩短开发周期，对于提高企业的竞争力具有重要意义，此时便需要建立一个能快速响应客户需求的设计软件。 面向对象编程的，能实现所见即所得，它的主要工作方式是采用事件驱动方式，当你不去驱动这些事件时，它所代表的过程将永远也不会触发，这就为设计良好的界面带来了莫大的便利。 件驱动应用程序中的典型事件顺序如下：运行应用程序、加载和显示窗体；窗 体及窗体上的控件接收事件，事件的产生可能是由用户操作、系统引发或代码间接引发；调用事件处理过程代码；等待下一次事件 由 立的最优化数值计算程序可生成可执行文件 ( 件 )，直接在 境中运行，界面友好。对于工程技术人员来说，可以使用此软件选择多种优化方法进行优化，最后择其最优解。即使用户不熟悉优化设计方法和 可使用此软件进行优化。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1 设计的主要内容： （ 1）研究汽车工程设计类计算软件国 内外技术现状、存在问题及发展趋势； （ 2）研究 汽车主减速器 设计步骤、方法、设计公式； （ 3）对 汽车主减速器参数设计 进行计算软件设计开发； （ 4）用调查得到的数据对所设计的计算软件进行测试。 2 拟解决的主要问题 ： （ 1） 人性化界面的建立； （ 2） 图形方法的应用； （ 3） 数据库知识点的应用； 纸， 明书全套毕业设计均有 双级 三、 技术路线（研究方法） 调研并查阅 汽车主减速器的 相关资料 调研并查阅 关资料 软件设计总方案 的确定 汽车主减速比的确定 锥齿轮的设计及校核 参数优化 单级主减速器 双级主减速器 材料及热处理 用数据对计算软件进行测试 斜齿圆柱齿轮的设计及校核 参数优化 材料及热处理 材料及热处理 单级 纸， 明书全套毕业设计均有 四、进度安排 （ 1）调研、资料收集，完成开题报告 第 1、 2 周 （ 2）研究 汽车主减速器 设计步骤、方法、设计公式 第 3 周 （ 3）学习一种编程语言 第 4、 5 周 （ 4）设计开发 汽车主减速器参数优化设计 计算软件 第 69 周 （ 5）用设计数据对计算软件进行测试 第 10、 11 周 （ 6）设计结果评价、分析与修正 第 12 周 （ 7）完成设计说明书的撰写，指导教师审核 第 13 周 （ 8）毕业设计（论文）修改、完善 第 14 周 （ 9）毕业设计（论文）审核、预审 第 15 周 （ 10）毕业设计（论文） 修改、完善 第 15、 16 周 （ 11）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第 17 周 五、 参考文献 1 吴志敏等 学报 12( 3) ： 101- 105 2 戴冠军 西安公路学院学报 1)： 163 唐大放，张永忠，阎海峰 工程机械 1） ： 314 遇立基磨齿工艺与磨齿机的技术发展概况 J现代制造工程。 2008(2)： 1 4 5 佟晓东，王立鼎渐开线实体基准的研制 J计量技术， 1998(05)： 33 36 6 张俊杰，马勇双盘式渐开线仪中的轮轨弹性蠕滑问题 J机械传动， 2007， 31(5)：6 8 7 孙靖民机械优化设计 M北京：机械工业出版社， 2005： 214 228 8 濮良贵机械设计 M北京：高等教育出版社， 2004： 195 200 9 席平原应用 件实现机械优化设 机械设计与研究， 2003(3)： 23 25 10林雪松 0 应用集锦 M北京：机械工业出版社 2006： 317 336 11