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超輕車輛設(shè)計(jì)：
采用先進(jìn)的汽車合成技術(shù)克服設(shè)計(jì)阻礙
1. 介紹
先進(jìn)高分子復(fù)合技術(shù)有幾個(gè)好處，包括部分合并和高能量吸收、造型靈活、良好的噪音/震動(dòng)/生硬(NVH)特性、優(yōu)良抵抗腐蝕，適合眾多的汽車，此外，由于加工材料技術(shù)的進(jìn)步，又由于樹脂及纖維成本低、性能高，需要非常低投資成本，使先進(jìn)復(fù)合技術(shù)大量應(yīng)用于如樹脂轉(zhuǎn)移成型(TV)一樣的低壓制造過(guò)程。
此外，汽車設(shè)計(jì)的最近發(fā)展所需要的先進(jìn)復(fù)合技術(shù)在潛在動(dòng)力上有最大的好處：能夠大規(guī)模減少。超輕雜交車的設(shè)計(jì)，如落基山研究所的“超輕車輛”的概念，必須有嚴(yán)格的質(zhì)量?jī)?yōu)化，尤其是汽車任期未完機(jī)構(gòu)及其底盤。不過(guò)，使用先進(jìn)的合成汽車帶來(lái)了明顯的問(wèn)題：如果是這樣美妙的先進(jìn)復(fù)合材料，為何不使用呢？除少數(shù)特殊組件產(chǎn)品車等，全系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的1991超輕概念車、汽車工業(yè)已避開使用先進(jìn)的合成技術(shù)。作為回應(yīng)，組織針對(duì)汽車工業(yè)等合成汽車集團(tuán)(ACC)和制造合成，包括一些NIST在先進(jìn)技術(shù)計(jì)劃(ATP)，核心是執(zhí)行戰(zhàn)略，加快一體化、結(jié)構(gòu)先進(jìn)復(fù)合汽車。但行政協(xié)調(diào)會(huì)的重點(diǎn)是綜合應(yīng)用像專欄貨車一樣自動(dòng)保障的資金，同時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)制造過(guò)程的變化，說(shuō)明了一體化發(fā)展戰(zhàn)略。同時(shí)采取循序漸進(jìn)的辦法，在短期內(nèi)可能減少，但未必是最佳的長(zhǎng)期戰(zhàn)略來(lái)克服障礙。正如結(jié)合超輕機(jī)構(gòu)混合提供“跨越式”的辦法，提高燃料效率和減少排放，所以整個(gè)系統(tǒng)采用復(fù)合的超輕技術(shù)是最好的實(shí)施。對(duì)汽車、跨越式混合方式可提供整合的利益，減少風(fēng)險(xiǎn)和不確定性既陌生的材料和技術(shù)。以先進(jìn)的材料、跨越式的做法，可以防止“不成立”的局面，另外，有可能跨越式發(fā)展的方針會(huì)使市場(chǎng)數(shù)倍上升，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)模降低成本。于是在一部分材料被代替的時(shí)候一種先進(jìn)的材料將進(jìn)入BIW：需要采用全平臺(tái)設(shè)計(jì)來(lái)替代材料，提高使用材料的好處，同時(shí)盡量減少和消除潛在的許多成本。
2. 量產(chǎn)技術(shù)
BIM是如何取得競(jìng)爭(zhēng)力量。沒(méi)有答案，很深的潛力，先進(jìn)的裝配制造技術(shù)，技術(shù)選擇的多樣性和不確定性增加了活力。同時(shí)，需要精密設(shè)計(jì)先進(jìn)高分子復(fù)合技術(shù)利用獨(dú)特的特性，如輻射、大量制造和組裝技術(shù)。
2.1 原料
高分子復(fù)合纖維以矩陣形式加固的樹脂。重要的是包括原料成本選擇，符合加工技術(shù)、機(jī)械性能、環(huán)境、回收。
2.2 塑造
在塑造各種業(yè)務(wù)，并形成中間纖維樹脂、合并，并形成了豐富的形式塑造成洞。 一個(gè)全復(fù)合BIW打造復(fù)合液體(LCM)，樹脂轉(zhuǎn)移成型(TV)，結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型(SRIM)，通常被認(rèn)為是最有希望的過(guò)程。樹脂因其粘度低，雙方可以輪流使用，但可周期性調(diào)整。不再需要LCM，這可以包括各種形式的中間纖維。如上所述，先進(jìn)的復(fù)合BIW可能不再使用較復(fù)雜，高纖維的性能。壓縮成型，通常用單塑造復(fù)合(SMC)，是一種高壓過(guò)程，降低循環(huán)時(shí)間，更好地完成，在目前鋼材的基礎(chǔ)設(shè)施中它遵循BIW應(yīng)用。 但是全面壓縮-BIW塑造，因?yàn)樗闹亓浚赡軣o(wú)法獲得足夠的配合混合動(dòng)力。有些企業(yè)，例如樞紐工程的伯班克、加利福尼亞、發(fā)展壓縮,塑造復(fù)合BIW設(shè)計(jì)，有較成熟的制造技術(shù)，如性能似乎更適用于全合成BIW。
2.3 技術(shù)壁壘
總體戰(zhàn)略設(shè)計(jì)與綜合BIW，但綜合上述規(guī)定的基本技術(shù)進(jìn)步使生產(chǎn)量BIW。每個(gè)需要不同程度的改進(jìn)，但似乎沒(méi)有遇到棘手的技術(shù)壁壘：要求實(shí)施優(yōu)化整合，而不是技術(shù)發(fā)明。
2.3.1 碳纖維成本
在商業(yè)應(yīng)用碳纖維復(fù)合中碳纖維成本通常稱為最難對(duì)付的障礙。為碳纖維昂貴的前身低量，使專用設(shè)備的成本高昂。不過(guò)，國(guó)內(nèi)廠商企業(yè)，諾貝爾公司提供低成本。目前纖維價(jià)格持續(xù)低至$17.60/kg。此外，產(chǎn)量較高，需要資金和勞動(dòng)力成本較低的單位。高生產(chǎn)量很快就可以實(shí)現(xiàn)了。其策略可以克服障礙的成本，提供先進(jìn)的合成推動(dòng)低成本纖維市場(chǎng)。
2.3.2 預(yù)制
纖維制造復(fù)雜困難，在大量先進(jìn)復(fù)合制造中碳纖維成本為主要技術(shù)壁壘。普林斯頓的未來(lái)汽車優(yōu)先技術(shù)研究最近作了必要的研究和創(chuàng)新。目前，汽車工業(yè)青睞用玻璃纖維或連續(xù)纖維物質(zhì)，如上所述，大量的大規(guī)模優(yōu)化BIW。是共同的航天戰(zhàn)略應(yīng)用，奠定了太過(guò)緩慢而昂貴的轎車。雖然這個(gè)過(guò)程中，不能用碳密集欄。凈創(chuàng)造型纖維、快超音波切割、繁殖方式以減少?gòu)U物利用，可補(bǔ)充縫隙。顯然，有大量復(fù)雜的纖維前端設(shè)計(jì)等問(wèn)題，然而，這些過(guò)程都具有有效性：既減少紫外線燈和超聲不再是用來(lái)制造復(fù)雜的光束施海濱緩沖器。
2.3.3 表面質(zhì)量
由于復(fù)合技術(shù)需要一個(gè)階級(jí)結(jié)構(gòu)與表面復(fù)合,產(chǎn)生了很大的阻礙與高纖維成分。如果是用來(lái)捕捉軟件工具或戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，以確保符合電子束治療的周期時(shí)間減少，獲得高級(jí)的表面變得更加復(fù)雜和重要。
而階級(jí)的結(jié)構(gòu)面難以復(fù)合，但絕非不可能。在縫隙結(jié)構(gòu)上復(fù)雜纖維弄濕有出乎意料的平面，因?yàn)樗怯蓡蜗驅(qū)咏M成，因此。樹脂的一致性和切削表面質(zhì)量，可以簡(jiǎn)單地節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用。更簡(jiǎn)單的方法也可以避免采用一種專利塑造一個(gè)階級(jí)聚合物產(chǎn)品，或者注入熱塑。
3 克服障礙
這些調(diào)查結(jié)果導(dǎo)致有些障礙，因?yàn)椤安捎脧?fù)合結(jié)構(gòu)面臨多重障礙，沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)急措施迅速加緊部署”但盡管復(fù)雜，實(shí)施細(xì)節(jié)比較簡(jiǎn)單，如果聯(lián)合國(guó)預(yù)計(jì)，將先進(jìn)的理論框架復(fù)合。最有效的方法來(lái)克服障礙似乎是取代現(xiàn)今的增量。“蛙跳”方式設(shè)計(jì)，高性能原料，現(xiàn)有生產(chǎn)方式，從簡(jiǎn)單的組裝和進(jìn)程。它擁有許多方法繞過(guò)障礙，改變汽車工業(yè)先進(jìn)復(fù)合態(tài)度，立即變成有利可圖的機(jī)會(huì)。如何克服是調(diào)查的主要障礙。
3.1 成本
部分鋼鐵替代合成復(fù)合不可能在市場(chǎng)上決定價(jià)格，通過(guò)便宜的制造或通過(guò)節(jié)省汽油，即使節(jié)省鋼材本身幾乎沒(méi)有作用。繼續(xù)取代昂貴的材料，因此，在內(nèi)容方面，卻難以或無(wú)法量化組裝節(jié)省成本。最后，將綜合部門在整個(gè)鋼鐵組裝成本可以提高，特別是混合更長(zhǎng)的時(shí)間周期。因此，在經(jīng)濟(jì)一體化的要求下，往往壓縮塑造，導(dǎo)致部分需要的結(jié)構(gòu)與性能得到最佳的應(yīng)用。相反，凈化全平臺(tái)設(shè)計(jì)能夠大幅度削減產(chǎn)量計(jì)算部分，規(guī)模和復(fù)雜性： BIW只有少數(shù)地區(qū)將努力降低問(wèn)題的嚴(yán)重性.物資采購(gòu)應(yīng)特別折扣，并通過(guò)提高產(chǎn)量、降低市場(chǎng)價(jià)格?？蓛?yōu)化生產(chǎn)量和市場(chǎng)需求，為了方便，而不是人為地抬高鋼鐵的價(jià)格，以滿足需求?？梢员Ａ魪椥陨a(chǎn)不僅在數(shù)量上而且在造型上。最后，BIW通過(guò)制造更小、更簡(jiǎn)單的生產(chǎn)線和其他部件，縮短生產(chǎn)周期時(shí)間，提高生產(chǎn)靈活性。
3.2 安全
他們極易成為適合傳統(tǒng)安全設(shè)計(jì)模式，尤其是采用鋼材為主的設(shè)計(jì)師，他們把其合成“黑鋼”。綜合設(shè)計(jì)不產(chǎn)生模糊部分，創(chuàng)造了優(yōu)良印象。然而，清潔設(shè)計(jì)全方位BIW復(fù)合材料可以利用這些'特殊財(cái)產(chǎn)。相當(dāng)于一個(gè)超輕混合車輛安全使用的材料和設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，以彌補(bǔ)輕質(zhì)量，新的設(shè)計(jì)方法只有在執(zhí)行制度的水平，而不是僅在個(gè)別部件。
3.3 風(fēng)險(xiǎn)
比較常見的危險(xiǎn)是全方位的綜合BIW固有的風(fēng)險(xiǎn)，而且往往招致本BIW產(chǎn)業(yè)布局限制。它具有高固定成本和低可變成本銷售額利潤(rùn)，只有需求收入上不去。此外，大型生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)推向高固定成本，并減少各種模式使其更加成功，每個(gè)市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)模式。 生產(chǎn)周期長(zhǎng)也使新模式落后，所以要進(jìn)一步提高對(duì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)投資。部分常規(guī)型采用合成,被迫用同一個(gè)模式，可以進(jìn)行類似的風(fēng)險(xiǎn)投資。此相反，先進(jìn)復(fù)合的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)，正好可以提供風(fēng)險(xiǎn)狀況。廉價(jià)制造的工具可以少部分材料價(jià)格，每部分只有一個(gè)定價(jià)。 生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的固定費(fèi)用低，具有較高的可變成本。固定成本低很多可以允許和鼓勵(lì)不同經(jīng)營(yíng)高產(chǎn)品多樣化的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)組合。周期極短，切削工具，經(jīng)常更換或翻新很快，不斷改進(jìn)和加強(qiáng)市場(chǎng)配套發(fā)展?？梢匝杆俨槊鞑⒊晒Φ乩谩?
4 結(jié)論
科技競(jìng)爭(zhēng)需要的大量生產(chǎn)汽車技術(shù)已經(jīng)被BIW基本上到手。要進(jìn)一步優(yōu)化科技發(fā)展，但是，作為工業(yè)發(fā)展的正常趨勢(shì)：從技術(shù)進(jìn)步需要有足夠的優(yōu)化生產(chǎn)需要，而不是一個(gè)重大障礙。汽車工業(yè)的真正障礙是理解不熟悉的原因，例如先進(jìn)合成、越級(jí)設(shè)計(jì)采用的方法，大量運(yùn)用于合成出的先進(jìn)技術(shù)。漸進(jìn)策略可降低短期風(fēng)險(xiǎn)，而且可能導(dǎo)致失敗。
同時(shí)了解商品整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，復(fù)合簡(jiǎn)單，逐漸克服文化慣性將涉及復(fù)雜的、詳細(xì)的多層次戰(zhàn)略。主要措施包括不限于對(duì)汽車工業(yè)的先進(jìn)材料戰(zhàn)略利益設(shè)計(jì)；建立共同的材料、工藝、測(cè)試技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便規(guī)范和統(tǒng)一市場(chǎng)；合作企業(yè)的先進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展、優(yōu)化設(shè)計(jì)等BIW領(lǐng)頭的ULSAB；協(xié)調(diào)長(zhǎng)期合作的汽車產(chǎn)業(yè)的思路和先進(jìn)的合成平等伙伴關(guān)系；重點(diǎn)項(xiàng)目戰(zhàn)略和行政協(xié)調(diào)會(huì)組織，如自動(dòng)保障部門從具體到全BIW設(shè)計(jì)；期貨市場(chǎng)的建立，為穩(wěn)定物價(jià)的物質(zhì)。總體而言，市場(chǎng)潛力迅速形成， 超輕混合的車輛提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，發(fā)展大規(guī)模優(yōu)化，所有要先進(jìn)BIW復(fù)合。此外，潛在競(jìng)爭(zhēng)力的決定性生產(chǎn)、銷售的優(yōu)勢(shì)，全系統(tǒng)設(shè)計(jì)和網(wǎng)型、靈活、快速生產(chǎn)周期使生產(chǎn)超輕混合的車輛吸引外來(lái)司機(jī)，甚至讓他們?nèi)コ浞盅h(huán)，促使超輕混合的車輛生產(chǎn)。雖然采用清潔方式設(shè)計(jì)和材料選擇是一個(gè)公認(rèn)的高度不確定性，短期內(nèi)，隨著時(shí)間的推移這些采用漸進(jìn)策略可能會(huì)付出更大的危險(xiǎn)：未能帶領(lǐng),更不用說(shuō)迅速效仿競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。汽車工業(yè)尤其危險(xiǎn)，因?yàn)樵谶@種情況下，多潛在的對(duì)手可能尚未出現(xiàn)。但過(guò)去的創(chuàng)新，例如，基因影響，福特汽車綜合密集、克萊斯勒和愛(ài)國(guó)者，證實(shí)了遠(yuǎn)見和意愿， 正確的越級(jí)設(shè)計(jì)策略加上技術(shù)可以迅速轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)和成功的產(chǎn)品。有遠(yuǎn)見的領(lǐng)導(dǎo)人在美國(guó)先進(jìn)材料和汽車工業(yè)已開始認(rèn)識(shí)并迅速采取行動(dòng)，堅(jiān)決奪取新的制高點(diǎn)第一。 這很可能成為1990年及以后的全國(guó)最佳工程材料及過(guò)程。
參考資料
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
題目名稱
CA1050主減速器設(shè)計(jì)
學(xué)
生
填
寫
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
存在問(wèn)題及努力方向
學(xué)生簽字：
指導(dǎo)教師
意 見
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室
意 見
教研室主任簽字： 年 月 日
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
劉成茂
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程 B04-17
指導(dǎo)教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
CA1050主減速器設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個(gè)性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。而主減速器設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。主減速器的功用是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，學(xué)生可綜合運(yùn)用《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗贰ⅰ镀囋O(shè)計(jì)》、《專用車輛設(shè)計(jì)》、《液壓傳動(dòng)》等課程的知識(shí)，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。由于本題目模擬工程一線實(shí)際情況，學(xué)生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可與工程實(shí)踐直接接觸，可達(dá)到面向工程一線的應(yīng)用型本科要求，并可為學(xué)生就業(yè)提供幫助。
當(dāng)今世界各國(guó)齒輪和齒輪減速器向著六高、二低、二化方向發(fā)展的總趨勢(shì)，即：高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高傳動(dòng)效率；低噪聲、低成本；標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，齒輪減速器的發(fā)展將躍上新的臺(tái)階。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
本題是依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車型的主減速器作為設(shè)計(jì)原型，在給定變速器輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)出符合要求的主減速器，著重設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)及對(duì)其校核計(jì)算。在對(duì)各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析計(jì)算后，繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。
（一）主減速器的結(jié)構(gòu)形式
（1）主減速器的齒輪類型的選擇；
（2）主減速器的減速形式的選擇；
（3）主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案。
（二）主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定
（1）主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定；
（2）錐齒輪主要參數(shù)的確定。
（三）主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算
（四）主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算
（五）錐齒輪材料的選擇
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
（一）計(jì)算說(shuō)明部分
（1）主減速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；
（2）差速器設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；
（3）驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；
（4）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。
（二）圖紙部分
（1）整體裝配圖 A0一張
（2）主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪零件圖 A1各一張
（3）其他重要零件圖 A2三張
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
1、第4周（2008年3月24日~2008年3月30日） 調(diào)研、開題報(bào)告
2、第5周（2008年3月31日~2008年4月6日） 主減速器傳動(dòng)比計(jì)算及主、從動(dòng)錐齒輪
齒數(shù)分配
3、第6~第7周（2008年4月7日~2008年4月20日） 主、從動(dòng)錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4、第8周（2008年4月21日~2008年4月27日） 差速器的設(shè)計(jì)及校核
5、第9~第10周（2008年4月28日~2008年5月11日） 軸承的選擇與設(shè)計(jì)及完成裝配圖
6、第11~第12周（2008年5月12日~2008年5月25日） 完成零件圖
7、第13~第14周（2008年5月26日~2008年6月8日） 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書
8、第15周~第16周（2008年6月9日～2008年6月22日） 設(shè)計(jì)審核、修改
9、第17周（2008年6月23日～2008年6月29日） 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯
五、主要參考資料
[1]梁博. 減速器設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比分配問(wèn)題 科技信息[J].2008,03．
[2]曾韜．螺旋錐齒輪設(shè)計(jì)與加工[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989．
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[6]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．
[7]劉品，李哲．機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ)[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004．
[8]高杰.驅(qū)動(dòng)橋單級(jí)主減速器總成[J].現(xiàn)代零部件 2004,09．
[9]陳黎卿.汽車主減速器軸承受力分析及選型系統(tǒng)開發(fā)[J].軸承 2007,11.
[10]吳訓(xùn)成，毛世民．點(diǎn)接觸齒面嚙合分析的基本公式及其應(yīng)用研究[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)，2000，17(2)．
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[12]濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，1996．
[13]劉惟信．圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)[M]．北京：人民交通出版社，1980．
[14]曾韜．螺旋錐齒輪設(shè)計(jì)與加工[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989．
[15]陳家瑞．汽車構(gòu)造[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．
[16]胡麗華，朗全．汽車齒輪與花鍵測(cè)繪. 北京：人民交通出版社，1987．
[17]汽車專業(yè)相關(guān)網(wǎng)站
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
劉成茂
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程B04-17
指導(dǎo)教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
CA1050主減速器設(shè)計(jì)
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
在現(xiàn)代汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器的功用是將輸入的轉(zhuǎn)距增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。單級(jí)主減速器通常由主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪組成。在雙級(jí)主減速器中，通常還要加一對(duì)圓柱齒輪或一組行星齒輪。在輪邊減速器中則常采用普通平行軸式布置的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)或行星齒輪傳動(dòng)。主減速器采用的最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。在某些公共汽車和重型汽車上有時(shí)也選用蝸輪傳動(dòng)。通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，本人可綜合運(yùn)用《機(jī)械原理》、《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗贰ⅰ镀囋O(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》等課程的知識(shí)，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。由于本題目模擬工程一線實(shí)際情況，本人可通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可與工程實(shí)踐直接接觸，從而提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
目前,國(guó)內(nèi)減速器行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家同類產(chǎn)品水平，完全可承擔(dān)起為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)。?當(dāng)今世界各汽車生產(chǎn)國(guó)所生產(chǎn)的齒輪和齒輪減速器向著高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高傳動(dòng)效率；低噪聲、低成本；標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化發(fā)展。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，齒輪減速器將有更進(jìn)一步的發(fā)展。??
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題
本設(shè)計(jì)是依據(jù)中國(guó)第一汽車制造廠生產(chǎn)的CA1050輕型車的主減速器作為設(shè)計(jì)原型，在給定變速器輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，獨(dú)立設(shè)計(jì)出符合要求的主減速器和差速器，著重設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)及對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算。在對(duì)各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析計(jì)算后，繪制出主減速器裝配圖及主要零件的零件圖。
（一） 主減速器的結(jié)構(gòu)形式
（1）主減速器的齒輪類型的選擇
（2）主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安置方法
（3）主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承形式及安置方法
（4）主減速器的減速形式
（二） 主減速器基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）主減速比的確定
（2）主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定
（3）主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇
（4）主減速器齒輪的計(jì)算
（5）錐齒輪材料的選擇
（6）主減速器軸承的計(jì)算
（7）主減速器的潤(rùn)滑
三、技術(shù)路線（研究方法）
本次設(shè)計(jì)主要是查閱近幾年來(lái)有關(guān)國(guó)內(nèi)外主減速器設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料，結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，通過(guò)比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行減速器的設(shè)計(jì)，主要對(duì)主減速器的齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行校核計(jì)算；同時(shí)對(duì)差速器、軸承等結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析計(jì)算；另外，對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)主減速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)、完善。然后利用CAD畫出裝配圖和零件圖，并編寫說(shuō)明書。
四、進(jìn)度安排
1、第4周（2008年3月24日~2008年3月30日） 調(diào)研、開題報(bào)告
2、第5周（2008年3月31日~2008年4月6日） 主減速器傳動(dòng)比計(jì)算及主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)分配
3、第6~第7周（2008年4月7日~2008年4月20日） 主、從動(dòng)錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4、第8周（2008年4月21日~2008年4月27日） 差速器的設(shè)計(jì)及校核
5、第9~第10周（2008年4月28日~2008年5月11日）軸承的選擇與設(shè)計(jì)及完成裝配圖
6、第11~第12周（2008年5月12日~2008年5月25日）完成零件圖
7、第13~第14周（2008年5月26日~2008年6月8日） 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書
8、第15周~第16周（2008年6月9日～2008年6月22日） 設(shè)計(jì)審核、修改
9、第17周（2008年6月23日～2008年6月29日） 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯
五、參考文獻(xiàn)
[1]余志生．汽車?yán)碚揫M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．
[2]曾韜．螺旋錐齒輪設(shè)計(jì)與加工[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989．
[3]美 H. A. Rothbart. Cans. John Wiley and Sons,2004
[4]美 F. Y. Chen. Mechanism and Design of Cam Mechanisms,2006
[5]劉惟信．驅(qū)動(dòng)橋[M]．北京：人民交通出版社，1987．
[6]成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．
[7]劉品，李哲．機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ)[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004．
[8]劉惟信．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2001．
[9]劉惟信．汽車車橋設(shè)計(jì)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004.
[10]吳訓(xùn)成，毛世民．點(diǎn)接觸齒面嚙合分析的基本公式及其應(yīng)用研究[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)，2000，17(2)．
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[12]濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，1996．
[13]劉惟信．圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)[M]．北京：人民交通出版社，1980．
[14]曾韜．螺旋錐齒輪設(shè)計(jì)與加工[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989．
[15]陳家瑞．汽車構(gòu)造[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005．
[16]胡麗華，朗全．汽車齒輪與花鍵測(cè)繪. 北京：人民交通出版社，1987．
[17]汽車專業(yè)相關(guān)網(wǎng)站
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日
SY-025-BY-9
畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表
學(xué)生姓名
劉成茂
性別
男
系部
汽車工程
專業(yè)
車輛工程
班級(jí)
B04-17
設(shè)計(jì)（論文）題目
CA1050主減速器設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
指導(dǎo)教師
評(píng)分（X）
評(píng)閱教師姓名
職稱
評(píng)閱教師
評(píng)分（Y）
答辯組組長(zhǎng)
職稱
答辯組
評(píng)分（Z）
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)
百分制
五級(jí)分制
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
答辯委員會(huì)主任簽字（蓋章）： 系部公章： 年 月 日
注：1、指導(dǎo)教師、評(píng)閱教師、答辯組評(píng)分按百分制填寫，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)百分制=0.3X+0.2Y+0.5Z
2、評(píng)語(yǔ)中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計(jì)（論文）水平、設(shè)計(jì)（論文）撰寫質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施或?qū)懽鬟^(guò)程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評(píng)價(jià)。
SY-025-BY-8
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)分表
學(xué)生
姓名
劉成茂
專業(yè)
班級(jí)
車輛工程B04-17
指導(dǎo)
教師
蘇清源
職 稱
副教授
題目
CA1050主減速器設(shè)計(jì)
答辯
時(shí)間
月 日 時(shí)
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號(hào)
評(píng) 審 指 標(biāo)
滿
分
得
分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況，題目難易度、工作量、與實(shí)際的結(jié)合程度
10
2
設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力、計(jì)算能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力
10
3
應(yīng)用文獻(xiàn)資料、計(jì)算機(jī)、外文的能力
10
4
設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量，設(shè)計(jì)的規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）、實(shí)用性、科學(xué)性和創(chuàng)新性
15
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備情況
5
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)自述情況
20
7
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯回答問(wèn)題情況
30
總 分
Z=
答辯過(guò)程記錄、評(píng)語(yǔ)：
答辯組長(zhǎng)簽字： 年 月 日
SY-025-BY-7
畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱人評(píng)分表
學(xué)生
姓名
劉成茂
專業(yè)
班級(jí)
車輛工程B04-17
指導(dǎo)教
師姓名
蘇清源
職稱
副教授
題目
CA1050主減速器設(shè)計(jì)
序號(hào)
評(píng) 價(jià) 項(xiàng) 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；題目與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度
10
3
綜合運(yùn)用知識(shí)能力（設(shè)計(jì)涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問(wèn)題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力
15
4
設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）能力；計(jì)算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力
25
5
計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）
15
6
插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫水平；設(shè)計(jì)的實(shí)用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計(jì)規(guī)范化程度（設(shè)計(jì)欄目齊全合理、SI制的使用等）
5
得 分
Y=
評(píng) 語(yǔ)：（參照上述評(píng)價(jià)項(xiàng)目給出評(píng)語(yǔ)，注意反映該論文的特點(diǎn)）
評(píng)閱人簽字 ： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程管理材料
題 目
CA1050主減速器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
劉成茂
系部名稱
汽車工程系
專業(yè)班級(jí)
車輛工程B04-17班
指導(dǎo)教師
蘇清源
職 稱
副教授
教研室
車輛工程
起止時(shí)間
教 務(wù) 處 制
SY-025-BY-1
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目審定表
課題簡(jiǎn)介：（主要內(nèi)容、意義、現(xiàn)有條件、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式。）
一、選題意義 ：隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個(gè)性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。而主減速器設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，學(xué)生可綜合運(yùn)用《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗?、《汽車設(shè)計(jì)》、《專用車輛設(shè)計(jì)》、《液壓傳動(dòng)》等課程的知識(shí)，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。由于本題目模擬工程一線實(shí)際情況，學(xué)生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可與工程實(shí)踐直接接觸，可達(dá)到面向工程一線的應(yīng)用型本科要求，并可為學(xué)生就業(yè)提供幫助。
本題目繪圖量、計(jì)算量均較大，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有一定困難，需要有責(zé)任心、專業(yè)知識(shí)水平較高的同學(xué)完成。
二、主要內(nèi)容：本題是依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車型的主減速器作為設(shè)計(jì)原型，在給定變速器輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)出符合要求的主減速器，著重設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)及對(duì)其校核計(jì)算。在對(duì)各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析計(jì)算后，繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。
三、預(yù)期成果及表現(xiàn)形式：設(shè)計(jì)計(jì)算主減速器的齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)及對(duì)其校核計(jì)算，差速器齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算。對(duì)各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析計(jì)算。另外，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)、完善。
設(shè)計(jì)說(shuō)明書（2萬(wàn)），A0（折合三張）
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教
研
室
意
見
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合度
□好
□較好
□一般
□較差
2
對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)及全面訓(xùn)練的程度
□好
□較好
□一般
□較差
3
選題與生產(chǎn)、科研、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度
□好
□較好
□一般
□較差
4
論文選題的理論意義或?qū)嶋H價(jià)值
□好
□較好
□一般
□較差
5
課題預(yù)計(jì)工作量
□較大
□適中
□較小
6
課題預(yù)計(jì)難易程度
□較難
□一般
□較易
教研室主任簽字： 年 月 日
系（部）教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見：
負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日
注：課題類型填寫 W.科研項(xiàng)目；X.生產(chǎn)（社會(huì)）實(shí)際；Y.實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；Z.其它。
SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
劉成茂
系部
汽車工程系
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程 B04-17
指導(dǎo)教師姓名
蘇清源
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
CA1050主減速器設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個(gè)性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。而主減速器設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。主減速器的功用是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。通過(guò)本題目的設(shè)計(jì)，學(xué)生可綜合運(yùn)用《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《汽車構(gòu)造》、《汽車?yán)碚摗贰ⅰ镀囋O(shè)計(jì)》、《專用車輛設(shè)計(jì)》、《液壓傳動(dòng)》等課程的知識(shí)，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。由于本題目模擬工程一線實(shí)際情況，學(xué)生通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可與工程實(shí)踐直接接觸，可達(dá)到面向工程一線的應(yīng)用型本科要求，并可為學(xué)生就業(yè)提供幫助。
當(dāng)今世界各國(guó)齒輪和齒輪減速器向著六高、二低、二化方向發(fā)展的總趨勢(shì)，即：高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高傳動(dòng)效率；低噪聲、低成本；標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，齒輪減速器的發(fā)展將躍上新的臺(tái)階。
二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
本題是依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車型的主減速器作為設(shè)計(jì)原型，在給定變速器輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)出符合要求的主減速器，著重設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)及對(duì)其校核計(jì)算。在對(duì)各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析計(jì)算后，繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。
（一）主減速器的結(jié)構(gòu)形式
（1）主減速器的齒輪類型的選擇；
（2）主減速器的減速形式的選擇；
（3）主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案。
（二）主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定
（1）主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定；
（2）錐齒輪主要參數(shù)的確定。
（三）主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算
（四）主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算
（五）錐齒輪材料的選擇
三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果
（一）計(jì)算說(shuō)明部分
（1）主減速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；
（2）差速器設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；
（3）驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；
（4）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。
（二）圖紙部分
（1）整體裝配圖 A0一張
（2）主動(dòng)錐齒輪、從動(dòng)錐齒輪零件圖 A1各一張
（3）其他重要零件圖 A2三張
四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排
1、第4周（2008年3月24日~2008年3月30日） 調(diào)研、開題報(bào)告
2、第5周（2008年3月31日~2008年4月6日） 主減速器傳動(dòng)比計(jì)算及主、從動(dòng)錐齒輪
齒數(shù)分配
3、第6~第7周（2008年4月7日~2008年4月20日） 主、從動(dòng)錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4、第8周（2008年4月21日~2008年4月27日） 差速器的設(shè)計(jì)及校核
5、第9~第10周（2008年4月28日~2008年5月11日） 軸承的選擇與設(shè)計(jì)及完成裝配圖
6、第11~第12周（2008年5月12日~2008年5月25日） 完成零件圖
7、第13~第14周（2008年5月26日~2008年6月8日） 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書
8、第15周~第16周（2008年6月9日～2008年6月22日） 設(shè)計(jì)審核、修改
9、第17周（2008年6月23日～2008年6月29日） 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯
五、主要參考資料
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[17]汽車專業(yè)相關(guān)網(wǎng)站
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日