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变速箱设计与优化 开题报告

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一、课题来源
本课题来源于武汉重型机床集团有限公司委托项目：立式车床主变速箱的设计与
优化，要求针对数控单柱立式车床的主变速箱予以优化设计。

二、课题的目的、意义
主变速箱的主要传动结构是H型的行星轮结构，2档变速，靠液压油缸变档，液
压油缸向上运动是Ⅰ档，此时传动比为1比4；液压油缸向下运动是Ⅱ档此时传动比为
1:1。
行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动
比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点；这些已被我国越来越多
的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的
利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具
有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于
低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合
成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。
因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、
轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均
获得了广泛的应用。
齿轮传动的优化设计可概括为：当传动载荷一定时追求齿轮的体积最小，或在齿
轮体积一定时追求传递的载荷最大。有时也追求齿轮传动的某项或某几项性能为最
佳。齿轮传动的优化设计既可以成为但目标函数的问题，也肯已成为多目标函数问题。
为使齿轮工作可靠，显然齿面的接触应力、齿轮的疲劳弯曲应力应分别小于或等于许
用值或保证一定得的安全裕度。为使齿轮的啮合处于较好的工作条件下，有时还把吃
面同油膜厚度以及润滑油的温升也作为约束条件。另外，诸如为了避免产生根切、并
保持连续啮合、避免齿轮齿顶过分变尖、均须对设计变量提出某些限制，这些限制也
应最为约束条件。
在机械设计中人们希望获得全部最优设计点，但实际的工程问题，很少能保证满
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足凸性的要求，即所追求的目标函数往往具有很多个相对的极小点，因而优化的结果
一般为局部最优设计点，或后退一步讲，如果这些都做不到，那么优化设计最起码也
能将设计方案作出重大改进。这就是我们以前提到过的“最优化”应被理解为一个相
对的概念，而不要把它决对化。实际上，如上所述，设计人员如能正确地运用最优化
方法进行设计，其设计方案与传统方法比较，一定会有所改善并能避免许多盲目性，
显然这刚好是工程设计人员最感兴趣的。
车床主变速箱在运动的时候噪音很大或者有异响，影响了机床的使用性能。产生
的原因可能是内齿圈或者行星架（带齿轴）加工精度超差，或者是行星轮系之间侧隙
设计的不合理。本次设计在解决变速箱的设计后有望优化分析计算行星轮系侧隙设计
并加以改进。

三、国内外基本研究情况
世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星
齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能、传递功率、
转矩和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的行星传动技术，如封闭
行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代机械传动设
备中获得了成功的应用。
行星齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自二
十世纪 60 年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试
制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的
成就，并获得了许多的研究成果。
近 20 年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术的进步和发展，我
国已从世界上许多工业发达的国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国
机械科技人员不断积极地吸收和消化，与时俱进、开拓创新地努力奋进，使得我
国的行星传动技术有了迅速发展。目前，我国已有许多的机械设计人员开始研究
分析和应用上述的新型行星齿轮传动技术，并期待着能有更大的突破。
据有关资料介绍，人们认为目前行星齿轮传动技术的发展方向如下：
（1） 标准化、多品种
3

目前世界上已有50多个渐开线行星齿轮传动系列设计，而且还演化出多种形式的行
星减速器、差速器和行星变速器等多种产品。
（2）硬齿面、高精度
行星传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和淡化化学热处理。齿轮制造精度一般均在6
级以上。
（3）高转速、大功率
行星齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮传动中已获得广泛的应用，其传动功
率也越来越大。
（4）大规格、大转矩，在中低速、重载传动中，传动大转矩的大规格的行星齿轮传
动已有了较大的发展 。
减速器的代号包括：型号、级别、联接型式、规格代号、规格、传动比、装
配型式、标准号。

四、课题研究内容

1.课题内容
1)车床主变速箱的设计与优化
2)车床主变速箱的结构设计与关键零件的设计与优化
3)车床部件工程图纸的设计
2.课题内容分析
武重CK5116B数控单柱立式车床部分实物图如下：


图1 H行星轮示意图
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图2 带齿轴实物图
（1）行星轮变速机构传动主体设计

图3 部分二维工程图
在得到设计参数后，根据主要参数初步完成行星齿轮结构设计，并设计安装方案，
最后得到三维实物图及二维工程图。

（2）行星轮齿轮侧隙优化设计
在机床出厂前，公司已仔细地测量了传动齿轮副的间隙值，并进行了补偿，但是，
出厂后的机床在经长期使用后，由于磨损等原因，反向间隙进一步变大，数控系统设
定的补偿量就不适当了。
由于电气自动补偿测量操作困难繁琐，不便于定期操作，需为用户设计其他手段
来实现消隙目标。

五 实现方案
1 车床主变速箱传动设计
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行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为：2K—H、3K、及K—H—V三种。
若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：NGW型、NN型、WW型、WGW型、NGWN型和N
型等。我所设计的行星齿轮是2K—H行星传动NGW型
合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，还要满足工作可靠、传动精度
高、体积小、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低、工艺性好、使用和维护方便等
要求。
任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要统筹兼顾，满足最主要的
和最基本的要求。例如图4所示为初步拟定的传动方案，适于在恶劣环境下长期连续
工作。


图4 周转轮系
a-中心轮，b-内齿圈，g-行星轮，H-行星架

2 主变速箱优化分析
（1）分析齿轮侧隙变化对传动的影响。
（2）计算调整行星轮设计方案，减少齿轮侧隙对传动影响，最终提高变速箱的工作
性能，达到提高车床性能，减少误差的目的。
以上结构优化分析主要利用UG进行建模及高级仿真。UG 的 eM-TolMate 是 UG
里附加的公差分析模块，能够预测和研究公差、装配顺序、装配关系等对结构功能的
影响。它是 3西格玛正态分布条件下的蒙特卡洛模拟法。首先需要建立基于特征的
公差模型，即在 UG 三维模型的基础上，定义特征、公差以及装配关系。并将尺寸链
中的关注环节定义成测量。然后运行蒙特卡洛仿真，并生成仿真结果报告。从报告中
可以看出装配合格率以及各个特征公差（尺寸公差和形位公差）对装配结果的贡献百
6

分比。根据仿真结果可以优化特征公差，即对特征公差进行修正，并重新运行仿真程
序，直到得到满意的结果。

六、计划进度一览表
序
号
毕业设计

（论文）
工作任务

工 作 进 度 日 程 安 排
周
次
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

上
学
期

1
下达毕业
设计任务
书设计

2
毕业任务
详细介绍

3
文献综述
及外文翻
译

4
初步拟定
设计方案

下
学
期

5
确定设计
方案，拟
定开题报
告初稿

6
完成开题
报告并开
题

7
详细设
计，三维
建模，分
析及优化

8
毕业设计
论文撰写
及修改
7

9
毕业论文
撰写及答
辩

七、参考文献
[1] CK5116B数控单柱立式车床使用说明书
[2] 相关图纸
[3] 相关文献、专利
[4] 相关设计手册
[5] 伍利群.齿轮传动间隙的消除方法.湖南工商学院.2005
[6] 常远，甄万才.齿轮传动与蜗轮蜗杆传动性能比较与消隙机构.中国电子科技集团
第四十五所.2007
[7] 马久河，胡仁喜，路纯红.UG NX8.0中文标准版实例教程.科学出版社.2013
[8] 周宁，冼进.ANSYS机械工程应用实例.中国水利水电出版社.2006

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自动变速器开题报告

自动变速器开题报告

自动变速器开题报告自动变速器开题报告一、引言自动变速器是现代汽车中的重要部件之一，它的作用是根据车速和发动机转速的变化，自动调整车辆的档位，以提供最佳的动力输出和燃油经济性。

随着科技的不断进步和人们对驾驶体验的要求不断提高，自动变速器在汽车行业中的地位愈发重要。

二、背景传统的手动变速器需要驾驶员手动操作离合器和换挡杆，这对于一些驾驶技术不熟练或者交通繁忙的司机来说是一项挑战。

而自动变速器的出现，解决了这个问题，使得驾驶更加轻松和便利。

三、自动变速器的原理自动变速器通过一系列的传感器和液压控制单元，实现了对车速和发动机转速的监测和调整。

当车速增加或发动机转速过高时，自动变速器会自动将档位提升，以提供更高的速度。

相反，当车速降低或发动机转速过低时，自动变速器会自动降低档位，以提供更大的扭矩。

四、自动变速器的优势1. 提升驾驶体验：自动变速器可以实现平顺的换挡，消除了手动变速器中的顿挫感，提供更加舒适的驾驶体验。

2. 提高燃油经济性：自动变速器可以根据车速和发动机转速的变化，自动选择最佳的档位，以提供更高的燃油经济性。

3. 减少驾驶员负担：自动变速器不需要驾驶员手动操作离合器和换挡杆，减少了驾驶员的负担，使得驾驶更加轻松和安全。

五、自动变速器的发展趋势1. 智能化：随着人工智能技术的发展，自动变速器将更加智能化，可以通过学习驾驶员的驾驶习惯和道路状况，自主调整档位，提供更加个性化的驾驶体验。

2. 电动化：随着电动汽车的普及，自动变速器也将逐渐电动化，以适应电动汽车的特殊需求。

3. 轻量化：为了提高燃油经济性和减少排放，自动变速器将朝着轻量化的方向发展，采用更先进的材料和设计，以减少重量和摩擦损失。

六、结论自动变速器作为现代汽车中的重要组成部分，不仅提升了驾驶体验和燃油经济性，还减少了驾驶员的负担。

随着科技的不断进步，自动变速器将越来越智能化、电动化和轻量化，为未来汽车行业的发展提供更多可能性。

作为汽车工程师，我们应该不断探索创新，推动自动变速器技术的发展，为驾驶者提供更好的出行体验。

汽车变速器设计毕业设计开题报告2401706033

汽车变速器设计毕业设计开题报告2401706033

毕业设计（论文）开题报告
题目名称
汽车变速器设计
学生姓名
专业班级
学号
一．选题的目的和意义：AMT用先进的电子技术改造传统的手动变速器,既保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处，且具有液力自动变速器自动变速的优点。并且弥补了手动变速器不足（换挡冲击.熄火.换挡复杂驾驶疲劳等缺点），它以特有的经济、方便、安全、舒适性而备受驾驶者的欢迎,成为汽车变速器研究的热点之一，是一款非常适合我国国情的机电液一体化自动变速器，且具有很高的性价比。同时，易于驾驶、省油和降低排放的因素促进了AMT变速器在车辆上的应用，拥挤的交通、非专业驾驶员对“驾驶员友好”型设备的需求等使AMT变速器具有广阔的发展前景。AMT实际上是由一个机器人系统来完成纵离合器和选档两个动作，其核心技术是控制。驾驶员通过加速踏板和操纵杆向电子控制单元（ECU）传递控制信号；电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态；电子控制单元（ECU）根据这些信号按存储于其中的最佳程序，最佳换档规律、离合器模糊控制规律、发动机供油自适应调节规律等，对发动机供油、离合器的分离与结合、变速器换档三者的动作与时序实现最佳匹配。从而获得优良的燃油经济性和动力性，实现平稳起步和迅速换档，以达到驾驶员所期望的结果。
五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）
1、2010-2011-2学期第5，6周：资料收集、调研，完成开题报告；
2、2010-2011-2学期第7，8，9周：初步方案设计，草图绘制，必要的初步设计计算；
3、2010-2011-2学期第10，11周：完成结构改进设计方案，主要图纸工作和设计计算工作：
4、2010-2011-2学期第12，13，14周：完成正式图纸及设计说明明书撰写工作：
【报告】变速器开题报告

【报告】变速器开题报告

【关键字】报告变速器开题报告篇一：汽车变速箱设计开题报告淮阴工学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：专业：设计(论文)题目：指导教师:XX 年12 月17 日学号：篇二：双离合变速器开题报告山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告题目学院名称机械电子工程学院专业班级车辆工程XX-2学生姓名李铭学号XX01040413指导教师李学慧填表时间：XX 年4月12 日填表说明1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。

3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。

4.参考文献很多于8篇，其中应有适当的外文资料（一般很多于2篇）。

5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。

篇三：汽车变速器控制技术研究开题报告黑龙江工程学院汽车工程系本科毕业设计（论文）开题报告题目名称：题目性质：学院（系）：专业：年级：指导教师：学生姓名：XX 年3 月16 日一、说明选题的目的和意义，简述本题目国内外研究现状、发展趋势1、目的、意义通过对本课题的研究，能够掌握变速器的结构、原理、控制技术，针对目前汽车常用的几种变速器进行回顾,介绍其特点以及在使用中出现的问题，综合分析国内外变速器的现状和发展趋势,探索出适合现代汽车使用的变速器2、研究现状目前世界上常见的变速器主要有四种类型，机械式变速器、液控液力式变速器、电控液力式变速器和无级变速器。

机械式变速器历史悠久、价格低廉，具有结构简单、工作可靠、传动效率高的优点，所以现在在一些货车及其他车辆上仍使用很多。

而液力式变速器是目前使用最广泛的变速器，在美国采用液力变速器的轿车已达90%以上，采用液力式变速器的汽车起步平稳、自动适应行使阻力的变化、减小传动系的动载荷、驾驶操纵简单、在一定范围内进行无级变速，实现了换档自动化和半自动化。

汽车变速器设计开题报告

汽车变速器设计开题报告

2013年4月28日-2013年5月20日到相关资料对汽车变速器有所了解.
②相关数据的计算及装配图的画法存在问题.
指导教师意见
指导教师签名：
年月日
教研室〔学科组、研究所〕意见
教研室主任签名：
年月日
系意见
主管领导签名：
年月日
研究内容
本课题需完成的内容是：
1.了解汽车变速器的组成,原理,设计发展动态及我国现状,形成文献综述；
2.完成汽车变速器设计工作；
3.绘制汽车变速器的装配图及其有关零件图.
研究计划及预期成果
研究计划：
2012年11月12日-2012年12月2日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料,填写毕业设计开题报告书.
目前,国产轿车上使用的大多是手动变速器<MT>.手动变速器存在起动不平稳、发动机转速变化突然、发动机工况不稳、易对传动系统造成冲击、驾驶员操纵频繁等一系列缺点,满足不了人们的舒适性需求,因而正逐步被自动变速器所取代.目前,自动变速器新车装车率,在美国已达90%以上,日本为73%以上,欧洲那么为25%左右.在我国,自动变速器的使用比例不高,但正在迅速上升,主要还是安装在档次较高的轿车上.我国现在使用的自动变速器,多数属于电控液力自动变速器〔AT〕,存在着效率较低、结构和制造工艺复杂、成本较高、维修不方便等缺点.与此相比,AMT由于继承了齿轮传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点,并可以实现手动和自动两种模式选择,因此有较强的可靠性和适应性.一些专家认为,它具有比AT更大的发展优势.
〔2〕国内外的研究状况及其发展前景
AMT〔Automated Mechanical Transmission〕机械式自动变速器,是在原有的机械变速器离合器结构不变的情况下,通过加装微机控制的自动操作机构取代由驾驶员人工完成的离合器分离、接合、摘档与悬挂档以及发动机相应同步调节等操作,最终实现换档全过程操作的自动化.它既具有AT自动变速的优点又保留原来手动变速器MT齿轮传动效率高、成本底、结构简单、容易制造的长处.AMT系统是一个复杂的多输入多输出控制系统、参数多,变化快,时间历程短.当前,比较出名的AMT变速器有马瑞利的F1、selespeed变速器,奥迪的DSG,BMW的SMG.AMT以优越的动力性能,乘坐舒适性和简便的操作,在汽车工业中占有相当的地位.我国几种系列轿车上虽有应用,但限于技术和经济条件,独立开发,成批生产AMT的能力尚不具备.