基于有限元分析的新能源汽车变速器壳体设计及其优化研究开题报告

 2021-12-24 16:18:26

全文总字数:5864字

1. 研究目的与意义(文献综述)

目的:变速器是车辆行驶时传递动力,控制速度不可缺少的重要部件,其结构和工况条件复杂,传递的动力多变,可靠性要求高。变速器壳体是变速器的基础件,不仅需要保证轴承、齿轮、轴系之间正确的装配关系,还需面对箱体内润滑油液的侵蚀。更为重要的是,变速器壳体需要面对经过轴承传递的多变传动载荷对其使用寿命的影响,极易因强度、刚度不足引起局部断裂失效。同时,当变速器壳体刚度不足时,加载后,会使变速器壳体产生较大位移,特别是轴承支承处,这种形变将会使轴承移位,影响轴承间的中心距和平行度,降低齿轮传动精度,导致整个传动系统性能下降并会加速变速器的损坏,降低变速器的寿命。除此之外,变速器工作在高频振动工作环境下,因此要拥有良好的动态特性,避免因为共振造的成壳体损坏,避免振动同时还可以降低噪声,提高车辆的舒适性。但也应考虑到过大的壳体强度设计,会增加变速器总成质量,增加生产成本。因此,设计小体积、轻量化并且有足够强度、刚度的变速器壳体才是最优的选择。

根据某新能源汽车变速箱的开发要求,从结构设计和优化改进两个方面对变速箱壳体进行研究,在壳体一档及倒挡工况刚度提高的前提下实现轻量化的目的,从而满足使用要求。并根据有限元分析结果对变速箱壳体结构进行改进,验证改进前后壳体的刚度以及齿轮传动的精度,从而达到设计要求。

意义: 在当前科技水平条件下,发展新能源汽车既符合我国可持续发展的要求,又可满足人们对高性能汽车的需求,同时还能加速国内汽车的研发水平,对科技、环境和人们的生活都是非常有利的。变速器作为汽车的核心部件之一,其性能的稳定是汽车稳定的前提和保障,因此对变速器壳体进行研究,使其动态性能和静态性能满足不同工况下的设计要求,非常具有实用意义和研究价值。

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2. 研究的基本内容与方案

针对新能源汽车变速器壳体,根据已有参数和查参考文献所得分析方法,确定变速器壳体的材料和尺寸,并建立三维模型,做出二维图纸。用有限元的方法计算壳体在不同的挡位下,所受载荷不同且多变时进行应力分析,是否符合刚度和强度要求。并对结果进行讨论,提出改进和优化建议,最后完成设计说明书。

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3. 研究计划与安排

周次(时间)

工作内容

提交内容(阶段末)

1-2(7 学期第18、19周)

确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、校内外资料收集

毕业设计任务书

3-4(8 学期第1-2周)

方案构思、文献检索、完成开题报告

文献检索、开题报告

5(8学期第3周)

外文翻译、资料再收集

外文翻译

6(8学期第4周,3月19日)

开题答辩

开题答辩PPT、开题答辩记录表

7~8(8学期第5-6周)

设计计算、草图绘制

设计计算草稿、草图

9~11(8学期第7-9周)

图样绘制、编写设计计算说明书(论文)

图样、论文初稿

12~15(8学期第10-13周)

图样及论文整理;关注组中期检查

正式图样、论文

毕业实习两周(8学期第11-12周)

校外实习或线上实习、资料收集、完成实习报告

实习报告

16(8学期第14周)

学生提出答辩申请,作答辩准备,资料袋整理;答辩资格审查,查重;教师审阅图纸、说明书

毕业设计资料袋

17(8学期15周)

参加答辩

答辩PPT

毕业设计成绩

4. 参考文献(12篇以上)

[1]王荣霞 有限元分析在汽车变速器壳体开发领域的应用[j].汽齿科技,2009年 第2期.

[2]孙德志,郑宏远,程乃士等.金属带式无级变速器壳体的强度和刚度分析[j].中国机械工程,2007,18(18):2191- 2194.

[3]缪国汽车变速器壳体结构振动特性研究[j]. 汽齿科技,2013年 第2期.

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