李景泉—开题报告

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 基于有限元中型货车主减速器的设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程07-2班 学 生 姓 名: 李景泉 导 师 姓 名: 王永梅 开 题 时 间: 2011年3月11日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名李景泉系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2班指导教师姓名王永梅职称讲师从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称基于有限元中型货车主减速器的设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状改革开放以来，中国的汽车工业得到了长足发展，尤其是加入WTO以后，我国的汽车市场对外开发，汽车工业逐渐成为世界汽车整体市场的一个重要组成部分。同样，车用减速器也随着整车的发展不断成长和成熟起来。随着高速公路网状况的改善和国家环保法规的完善，环保、舒适、快捷成为客车和货车市场的主旋律。对整车主要总成之一的驱动桥而言，小速比、大扭矩、传动效率高、成本低逐渐成为客车和货车主减速器技术的发展趋势。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，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后(国外己实现计算机编程化、电算化)。目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。这需要我们加快技术创新、技术进步的步伐，提高管理水平，加快与国际先进水平接轨，开发设计适应中国国情的高档车用减速器总成，由仿制到创新，早日缩小并消除与世界先进水平的差距。近几年来，国内汽车生产厂家，如重汽集团、福田汽车、江淮汽车等通过与国外卡车巨头，如沃尔沃、通用、五十铃、现代、奔驰、雷诺等进行合资合作，在车桥减速器的开发上取得了显著的进步。目前，上汽集团、东风、一汽、北汽等各大汽车集团也正在开展合作项目，希望早日实与世界先进技术的接轨，争取设计开发的新突破。产品上，国内卡车市场用户主要以承载能力强、齿轮疲劳寿命高、结构先进、易维护等特点的产品为首选。目前己开发的产品，如陕西汉德引进德国撇N公司技术的485单级减速驱动桥，一汽集团和东风公司的13吨级系列车桥为代表的主减速器技术，都是在有效吸收国外同类产品新技术的基础上，针对国内市场需求开发出来的高性能、高可靠性、高品质的车桥产品。这些产品基本代表了国内车用减速器发展的方向。通过整合和平台化开发，目前国内市场形成了457、460、480、500等众多成型稳定产品，并被用户广泛认可和使用。设计开发上，CAD、CAE等计算机应用技术，以及AUTOCAD、UG、CATIA、PRO/E等设计软件先后应用于主减速器的结构设计和齿轮加工中，有限元分析、数模建立、虚拟试验分析等也被采用;齿轮设计也初步实现了计算机编程的电算化。新一代减速器设计开发的突出特点是:不仅在产品性能参数上进一步进设计上完全遵从模块化设计原则，产品配套实现车型的平台化，造型和结构更加合理，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展，更能应对频繁的车型换代和产品系列化的特点，这些都对基础件产品提出愈来愈高的配套要求，需要在产品设计上不断地进行二次开发和持续改进，以满足快速多变的市场需求。在国内中型货车行业，有限元工具的应用则很少有。一些院校偶尔为企业做过有限元计算。从七十年代开始，已经有人开始使用有限元计算车架的刚强度。但在九十年代前，由于软硬件的客观条件，中型货车的有限元分析基本上局限于使用梁单元进行模拟。从九十年代后半期开始，随着我国高性能微机的普及和国外商业软件的大量进入造车网版权所有，国内的中型货车研究和分析人员逐渐过渡到使用板壳单元和实体单元。进入二十一世纪，商业软件如ANSYS、MSC/NASTRAN、Algor等在国内院校和企业得到广泛应用，对中型货车的分析越来越精细。目前有限元分析覆盖了从静态到动态，并涉及结构疲劳分析，同时拥有对国际流行的复合材料厢式中型货车的分析能力。在现代国外设计中，主减速器采用的最广泛的是“格里森”(Gleason)制或“奥利康”（Oerlikon）制的螺旋锥齿轮和双面齿轮。在双级主减速器中，通常还要加一对圆柱齿轮或一组行星齿轮。在轮边减速器中则通常采用普通平行轴式分布的斜齿圆柱齿轮传动或行星齿轮传动。总体来说，车用减速器发展趋势和特点是向着六高、二低、二化方向发展，即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率，低噪声、低成本，标准化、多样化。2、选题目的和意义中型货车在汽车行业中占有较大的比重，而主减速器是中型货车的一个重要部件，其设计的成功与否决定着车辆的动力性、舒适性、经济性等多方面的设计要求。这就对主减速器设计人员提出较高的要求。在我国传统的设计方式中以手工绘图或采用AutoCAD 绘制二维平面图，做出成品进行试验为主，无法满足快速设计的需求，造成产品开发周期长、设计成本高。利用ANSYS软件对主减速器的主要零件进行分析校核，能够大大提高设计的效率和质量，为中型货车的研发缩短了宝贵的时间。同时，选择中型货车减速器设计作为毕业设计题目，可以对大学四年所学的基础课程和专业课程进行一次系统的复习，更最重要的是培养了我们综合分析问题、理论联系实际的能力，培养我们调查研究，正确熟练运用国家标准、手册、图册等资料、工具的能力, 锻炼自己的设计计算、数据处理、编写技术资料、绘图等独立工作能力,为以后的工作打下基础。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题（一）设计内容 依据主要技术指标确定货车类型江铃凯威中卡JX1090TPRB23，车身长度7.995，轴距4500mm，车身宽度2.27米，最大总质量9.3吨，发动机型号朝柴CY4D115D3，最大输出功率115KW，最高车速106KM/h，对其主减速器结构进行设计，并计算相应参数尺寸，有限元技术在ANSYS中对主减速器的轴及齿轮副进行强度校核，对其应力分布和变形分布状况进行了研究，验证设计的合理性。（二）研究方法1、 参考相关资料，对比各种主减速器优缺点，初步确定设计方案。2、 实地考察相关类型的车，为最终设计方案提供依据。3、ANSYS软件分析验证合理性。4、利用Autocad软件绘制主减速器图纸。三、技术路线（研究方法）调研并查阅相关资料轴设计和校核齿轮计算和校核确定主要参数差速器设计 在ANSYS软件中进行校核 不合格 合格 利用AUTOCAD绘图完成毕业设计和撰写设计说明书四、设计（论文）进度安排1、调研、查阅相关资料、完成开题报告 第12周（2月28日3月14日）2、确定总体方案 第34周（3月15日3月28日）3、对主减速器结构及尺寸参数进行设计 第56周（3月29日4月11日） 4、ANSYS软件验证轴及齿轮副设计合理性 第7周（4月12日4月18日）5、建立主减速器的零件图及装配模型 第811周（4月19日5月16日）6、书写设计说明书 第1213周（5月17日5月30日）7、设计审核、修改设计说明书 第1416周（6月1日6月20日）8、毕业设计答辩准备及答辩 第17周（6月21日6月24日）五、参考文献1 程乃士减速器和变速器设计与选用手册机械工程出版社，2007.2 工程中的有限元方法(第3版)机械工业出版社，20043 有限元方法在汽车设计中的应用-武警工程学院学报2001年04期4 濮良贵 纪名刚机械设计（第八版）高等教育出版社，2007.5 吴玉枝.主减速器齿轮类零件热处理变形分析J.机械工人.热加工 2006,12. 6 陈家瑞主编.汽车构造.人民交通出版社出版，2007.7 梁博. 减速器设计的传动比分配问题 科技信息J.2008,038 戴素江.汽车主减速器齿轮热处理致裂因素分析J.科技信息 2007,099 朱孝录齿轮传动设计手册化学工业出版社 ，2005.10 朱利安 哈皮安史密斯现代汽车设计概论 化学工业出版社，2007年.11 林慕义、张福生车辆底盘构造与设计冶金工业出版社，2003.7.12 汽车导报(2007年六月中旬刊) .13 刘惟信汽车设计清华大学出版社，2006.14 Samanta, B. , Al-Balushi, K. R. , Al-Araimi, S. A. Gear Fault Detection Using Wavelets and Artificial Neural Network J . International Journal of COMADEM, 2003,6 (1) :22 -30.15 张黎骅 郑严新编机械