基于逆向工程的C51變速器設(shè)計(jì)-開題報(bào)告

紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計(jì)均有 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 系部 汽車工程學(xué)院 專業(yè)、班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 是 否 題目名稱 基于逆向工程的 速器設(shè)計(jì) 一、 課題研究 現(xiàn)狀、 選題 目的 和意義 1 課題的研究現(xiàn)狀 速器是豐田的一種典型變速器，針對(duì)其進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)，可到一種實(shí)用化的設(shè)計(jì)成果，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 為了縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期、提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量、增強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場的快速響應(yīng)能力，一系列新的產(chǎn)品快速開發(fā)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，如 術(shù)、反求工程技術(shù)、快速成型技術(shù)、快速模具技術(shù)、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)以及并行工程等。其中，反求工程術(shù)歷經(jīng)幾十年的研究與發(fā)展，已經(jīng)成為新產(chǎn)品快速開發(fā)過程中的核心技術(shù)，它與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、設(shè)計(jì)方法學(xué)等有機(jī)組合構(gòu)成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的整體。 世界各國在機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用反求工程消化吸收先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，給了人們很多有益的啟示。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各國 70以上的技術(shù)源于國外。反求工程作為掌握新技術(shù)的一種手段，可使產(chǎn)品研制周期縮短 40以上。隨著計(jì)算機(jī) 、數(shù)控和激光測量技術(shù)的飛速發(fā)展，反求工程技術(shù)在新產(chǎn)品快速開發(fā)中已得到廣泛應(yīng)用。在這一方面日本是一個(gè)成功的范例。戰(zhàn)后日本制訂了“吸收性戰(zhàn)略”的基本國策，應(yīng)用反求工程對(duì)其引進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行消化 吸收和創(chuàng)新，給第二次世界大戰(zhàn)后的日本國民經(jīng)濟(jì)注入了新的活力，推動(dòng)了日本經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使日本國民經(jīng)濟(jì)從 20世紀(jì) 50年代落后先進(jìn)國家 20 20世紀(jì) 70 80年代成為世界第二經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國。 隨著計(jì)算機(jī)、數(shù)控和激光測量技術(shù)的飛速發(fā)展，反求工程不再是對(duì)已有產(chǎn)品簡單的復(fù)制的過程，其內(nèi)涵與外延都發(fā)生了深刻變化，成為航空、航天 、汽車、船舶和模具等工業(yè)領(lǐng)域最重要的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，是工程技術(shù)人員通過實(shí)物樣件、圖紙等快速獲取工程設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)模型的具體技術(shù)手段?，F(xiàn)代反求工程指的是針對(duì)已有產(chǎn)品原型，消化吸收和挖掘蘊(yùn)含其中的涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和管理等各個(gè)方面的一系列分析方法、手段和技術(shù)的綜合。它以產(chǎn)品原型、實(shí)物、軟件 (圖紙、程序、技術(shù)文件等 )或影像 (圖片、照片等 )等作為研究對(duì)象，應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的理論和方法，探索并掌握傳統(tǒng)的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)方法不同，它是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品或零件原型來構(gòu)造產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)模型或概念 模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造，是對(duì)已有設(shè)計(jì)的再設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過程遵從正向工程 (或正向設(shè)計(jì) )的思維進(jìn)行，是從收集市場需求信息著手，按照“產(chǎn)品功能描述 (產(chǎn)品規(guī)格及預(yù)期目標(biāo) )_產(chǎn)品概念設(shè)計(jì) _產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)及詳細(xì)的零部件設(shè)計(jì) _制定生產(chǎn)工藝流程 _設(shè)計(jì)、制造工夾具、模具等工裝一零部件加工及裝配一產(chǎn)品檢驗(yàn)及性能測試”這樣的步驟開展工作，是從未知到已知、從抽象到具體的過程。而反求工程則紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計(jì)均有 是按照產(chǎn)品引進(jìn)、消化、吸收與創(chuàng)新的思路，以”實(shí)物一原理一功能一三維重構(gòu)一再設(shè)計(jì)”框架模型為工作過程，其中，最主要的任 務(wù)是將原始物理模型轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計(jì)概念或 方面為提高工程設(shè)計(jì)、加工、分析的質(zhì)量和效率提供充足的信息，另一方面為充分利用先進(jìn)的 1是正向工程與反求工程過程的對(duì)比框圖。兩者比較，區(qū)別在于：正向工程是由抽象的較高層次概念或獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)過渡到設(shè)計(jì)的物理實(shí)現(xiàn)，從設(shè)計(jì)概念至 反求工程是基于一個(gè)實(shí)物原型來構(gòu)造它的設(shè)計(jì)概念，并且通過對(duì)重構(gòu)模型特征參數(shù)的調(diào)整和修改來達(dá)到對(duì)實(shí)物原型的產(chǎn)品復(fù)制和創(chuàng)新，以滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的 要求。在反求工程中，由離散的數(shù)字化點(diǎn)到 對(duì)產(chǎn)品的實(shí)物模型進(jìn)行表面測量，按照反求工程的過程由測量數(shù)據(jù)點(diǎn)云完成產(chǎn)品模型的三維工程實(shí)踐中具有廣泛的應(yīng)用。反求工程 (產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) (包括設(shè)計(jì)圖紙或數(shù)學(xué)模型 )的過程。具體來講，反求工程的主要工作，就是針對(duì)已有的零件，利用三維數(shù)字化測量系統(tǒng)準(zhǔn)確快速地獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過曲面重構(gòu)、編輯、修改后，得到可以用于后續(xù) 設(shè)計(jì)制造的 用反求獲得的曲面和一些其它可用常規(guī)方法測量的尺寸，可以得到變速器的部分設(shè)計(jì)尺寸，這樣就可以通過終的沒計(jì)模型，通過再設(shè)計(jì)的三維模型，可以分析零件的性能及動(dòng)畫演示，直接轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)應(yīng)用于制造生產(chǎn)。經(jīng)過試驗(yàn)，零件的性能符合要求。由于再設(shè)計(jì)零件滿足了預(yù)期要求，所以可以利用其 實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。 12成果屬汽車用機(jī)械式傳動(dòng)裝置。它是一種全新結(jié)構(gòu)的 12檔變速器，由一個(gè) 6檔主 變速器和一個(gè) 2檔副變速器組成。主、副均采用雙中間軸結(jié)構(gòu)，不但繼承了原雙中間軸的全部優(yōu)點(diǎn)，還改善了齒輪的嚙合狀態(tài)，降低了噪音，提高了承載能力；縮小了零件的外形尺寸，減輕了重量；簡化了二軸結(jié)構(gòu)，取消了滾針軸承，減小了故障源。該成果已被國內(nèi) 8家汽車廠家選用，并出口到東歐、北歐，填補(bǔ)了國內(nèi)同類型變速器自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)的空白，與國外同類產(chǎn)品相比較，有極大的優(yōu)越性。 速器 , 它結(jié)合中國商用汽車大功率、低轉(zhuǎn)速的使用特點(diǎn)開發(fā)的具有國內(nèi)領(lǐng)先水平的新型變速器，其換檔機(jī)構(gòu)采用“ 錐面、短行 程新型鎖環(huán)式同步器?？膳c符合歐、歐排放標(biāo)準(zhǔn)的功率為 20080扭矩 (1300油發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，為總質(zhì)量 16型載貨車等配套。隨著國內(nèi)大型客車高檔化、發(fā)動(dòng)機(jī)大扭矩化的發(fā)展趨勢，大扭矩的變速器必將有著更加廣闊的市場前景 礎(chǔ)上增加自動(dòng)變速操縱系統(tǒng)組成的，由電子控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)車輛機(jī)械式變速器的自動(dòng)換檔。該項(xiàng)目的紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計(jì)均有 整個(gè)研制工作經(jīng)歷了樣機(jī)操縱特性 的測試與分析、樣機(jī)研制及臺(tái)架試驗(yàn)、北京地區(qū)道路調(diào)試、北京地區(qū)性能功能試驗(yàn)考核及可靠性試驗(yàn)等 5個(gè)階段。經(jīng)過該一年多的樣機(jī)研制過程，已經(jīng)取得了預(yù)期的結(jié)果，裝有 ( 動(dòng)力性和可駕駛性均優(yōu)于原車。同時(shí)在北京城區(qū)進(jìn)行了實(shí)際道路行駛，在擁擠路段、立交橋等各種特殊路況下都可滿足實(shí)際需要 液力自動(dòng)變速器 (它是將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能平穩(wěn)地傳給車輪的一種液力機(jī)械裝置，以其良好的乘坐舒適性、方便的操縱性、優(yōu)越的動(dòng)力性、良好的安全性奠定了在汽車工業(yè)的主導(dǎo)地位 我國最早是在一汽生產(chǎn)的 旗轎車上裝備了自動(dòng)變速器，但累計(jì)只生產(chǎn)了 1283 臺(tái)，尚不具有工業(yè)化生產(chǎn)的意義。 電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 (保留了原手動(dòng)變速器齒輪傳動(dòng)的效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、易制造的長處。它揉合了二者優(yōu)點(diǎn)，是非常適合我國國情的機(jī)電一體化高新技術(shù)產(chǎn)品。它是在現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械變速器上進(jìn)行改造的，保留了絕大部分原總成部件，只改變其中手動(dòng)操作系統(tǒng)的換擋桿部分，生產(chǎn)繼承性好，改造的投入費(fèi)用少，非常容易被生產(chǎn)廠家接受。它的缺點(diǎn)是非動(dòng)力換擋，這可以通 過電控軟件方面來得到一定彌補(bǔ) . 無級(jí)自動(dòng)變速器 (世界最早的無級(jí)自動(dòng)變速器，因?yàn)槭軅鲃?dòng)橡膠帶強(qiáng)度所限制，難于推廣實(shí)用，直到 1984 年因 明了金屬 V 型帶才獲新生。 級(jí)傳遞扭矩，乘坐舒適，加速性好，燃料經(jīng)濟(jì)性高。但它的起動(dòng)性能差，故需另加起動(dòng)裝置，現(xiàn)在較多的 稱雙無級(jí)自動(dòng)變速器。目前它在自動(dòng)變速器中僅占 1%，其中 90% 在日本，10% 在歐洲。日本 在車上部分選用。 2 選題的目的與意義 反求工程 (術(shù)歷經(jīng)幾十年的研究與發(fā)展，已經(jīng)成為新產(chǎn)品快速開發(fā)過程中的核心技術(shù)，它與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、設(shè)計(jì)方法學(xué)等有機(jī)組合構(gòu)成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的整體。目前，反求工程技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用于摩托車、汽車、飛機(jī)、家用電器、模具等產(chǎn)品的改型與創(chuàng)新設(shè)計(jì)，成為消化、吸收先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品快速開發(fā)的重要手段。 反求工程技術(shù)在正向設(shè)計(jì)中的應(yīng)用廣泛，反求工程并不局限于簡單的復(fù)制抄襲已有的零件，而且通過反求功能重構(gòu)出已丟失的 3 以作為后續(xù)再設(shè)計(jì)的參照，以提高產(chǎn)的精度，使零件間滿足嚴(yán)格的裝配要求，通過反求工程與有限元 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)合，可以提早發(fā)現(xiàn)問題，縮短研發(fā)的時(shí)間和成本。反求設(shè)計(jì)作為一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)輔助手段，通過與正向設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，必將帶動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā) 進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。 紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計(jì)均有 二、設(shè)計(jì)（論文） 的基本內(nèi)容 、 擬解決的主要問題 1. 速器測繪 速器使用與維修手冊(cè)，確定檔位數(shù)及各檔齒數(shù) 用專用工具分解變速器，測得輸入輸出軸長度及軸上齒肩位置尺寸，各個(gè)齒 輪的系數(shù)，變速器箱體的外廓尺寸及拐點(diǎn)位置尺寸，測各個(gè)軸承的尺寸，同步器的所有尺寸，撥叉所有尺寸，各油道的位置尺寸，變速器上的各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件的型號(hào)（如螺栓 滾針軸承等） 2. 分析測繪數(shù)據(jù)及主要參數(shù)的選擇 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（ Nm/ 152/4 400； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（ kw/ 88/6 000； 整車整備質(zhì)量： 1 145 輪胎類型與規(guī)格 ： 195/65汽車最高車速： 195km/h 測繪所得結(jié)果進(jìn)行零部件結(jié)構(gòu)分析并確定方案 繪得到的傳動(dòng)比 及中心距的驗(yàn)證 檔齒輪參數(shù)的確定 步器主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 3. 齒輪校核 輪材料的選擇 算各軸的轉(zhuǎn)矩 及軸上支撐校核 的工藝要求 的強(qiáng)度計(jì)算 的強(qiáng)度驗(yàn)算 承及軸承校核 核軸承的壽命 4. 草圖繪制 入輸出軸的繪制 輪的繪制 步器的繪制 體 撥叉及軸承的繪制 道及細(xì)節(jié)的繪制 視圖 側(cè)視 圖及單獨(dú)剖視圖的繪制 注 題欄的繪制與填寫 紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計(jì)均有 5. 維建模及動(dòng)畫演示 輪及兩軸的實(shí)體繪制 承的實(shí)體繪制 步器的實(shí)體繪制 所有零件按順序裝配到一起 行碰撞 干涉分析及調(diào)整 用 動(dòng)仿真 進(jìn)行動(dòng)畫演示 6. 繪制零件圖 尺寸繪制零件 注尺寸公差 制標(biāo)題欄 術(shù)要求 7. 審核 8. 擬解決的主要問題 量到欲知數(shù)據(jù)的方法 算大量數(shù)據(jù)時(shí)編 程問題 維建模及動(dòng)畫演示方法 速器殼體的繪制 三、技術(shù)路線（研究方法） 紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計(jì)均有 四、進(jìn)度安排 1. 調(diào)研、資料收集，完成開題報(bào)告 第 1、 2 周 2. 速器測繪 第 3、 4 周 3. 變速器 主要參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 第 5、 6 周 4. 變速器實(shí)體建模與仿真分析 第 7、 8 周 5. 完成所設(shè)計(jì)裝配圖與零件圖圖紙 第 9、 10 周 6. 完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫 第 11、 12 周 7. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師審核 設(shè)計(jì)修正 第 13、 14 周 8. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）修改、完善 第 15、 16 周 9. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯準(zhǔn)備及答辯 第 17 周 五、 參考文獻(xiàn) 1許文全，何文學(xué)，陳國立 J 05) 2先進(jìn)制造技術(shù)講座（第一講） - 走向 21 世紀(jì)的制造工業(yè)（上） . 機(jī)電一體化 03） 3先進(jìn)制造技術(shù)講座（第一講） - 走向 21 世紀(jì)的制造工業(yè)（下） . 機(jī)電一體化 . 1996 （ 04） 4王隆太 M機(jī)械工業(yè)出版社 ,2008 5孫大涌 ,屈賢明 ,張松濱 M械工業(yè)出版社 ,2000 650 005 7張偉 馬亞良 ,張毅 J. 機(jī)電工程 , 2001 （ 01） 8單東日 ,柯映林 ,劉云峰 . 反求工程工程復(fù)雜曲面測量規(guī)劃研究 J. 中國機(jī)械工程 , 2002 （ 14） 9 C D 997(02) 10賈全慶 ,王宏 ,張英杰 ,趙汝嘉 J. 機(jī)械設(shè)計(jì) ,1999 （ 01） 紙， 明書全套畢業(yè)設(shè)計(jì)均有 11黃小平 ,杜曉明 ,熊有倫 J. 中國機(jī)械工程 ,2001 （ 12） 12金濤 ,童水光等 M 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2003 13997 14黃霄等 向工程使用教程 M. 北京 : 化學(xué)工業(yè)