1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1目的及意义
随着我国汽车工业的飞速发展，每年汽车的产量较以前都有大幅度提高，汽车广泛进入家庭是必然趋势。汽车的社会保有量在逐年增加的同时，也就意味着每年有着越来越多的汽车进入其报废期，因此我们应该作好报废汽车的循环再利用工作，该处理的处理掉，该再生的让它重新获得新生。据了解，一辆汽车上的钢铁，有色材料零部件 90%以上可以回收、利用，玻璃、塑料等回收利用率也可达 50%以上。做好汽车零部件的拆卸回收与再生是节约资源，降低成本，实现汽车绿色化设计的重要措施之一，对保护环境、节约资源、和人类社会的可持续发展都有着重大的意义。
汽车是一个由成千上万零件组成的组合体，这些零件由性能各异的不同材料组成。因此，报废汽车的回收并不是简单的回炉所能解决的。它必须采用科学的方法，先进行分解，然后再分别进行处理。其中，汽车转向机构是保证汽车转向行驶时满足特定转向规律的重要机构，对于汽车安全性、操纵稳定性、行驶平顺性以及轮胎寿命都有影响。因此本次毕业设计选择汽车转向系统中的核心部件转向机作为研究对象，提出退役汽车转向机的精细化拆解路径及拆解工艺。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 研究的基本内容
本课题是研究退役汽车转向机的拆解路径和拆解工艺，主要内容有：
（1）分析转向机结构，对其可再制造性进行评估；
（2）利用Solidworks软件对转向机机械结构进行三维建模，生成装配爆炸图。分析几种常用的拆解信息模型，在此基础上构建转向机基于图论的拆解信息模型，从而形成退役汽车转向机精细化拆解路径；
（3）形成拆解路径后要对该方案进行评价，主要从拆解耗时，拆解难度和拆解经济成本三个方面对其拆解效率进行评估计算；
（4）提出转向机精细化拆解工艺，给出相关设备选型建议；
（5）针对拆解路径和工艺设计相应的夹具，绘制出机械图纸。
2.2拟采用的技术方案及措施
2.2.1转向机可再制造性分析评估
对于繁多的使用程度以及损坏程度各不相同的汽车零部件而言,我们需要确定出哪些零部件适合进行回收拆解利用,因此这涉及到对一个报废或者损坏的汽车零部件产品的可再制造性的评估分析。在对转向机进行拆解之前，我们先评价转向机的可再制造性。
在对汽车零部件的可再制造性进行评价时，传统方法采用的是概率评价体系，而对于从事汽车再制造加工的企业来讲，不同的企业、不同的阶段,它们对一批汽车零部件是否符合可再制造性考虑的侧重点亦是不同的。因此这里我们采用基于模糊数学的评价体系。相较于概率评价体系的流程化，模糊评价体系是一个很开放的评价体系，当我们需要另外考虑一些其他影响因素或者是侧重考虑某种因素时，可以对其进行补充或者是通过修改该因素的权重参数来实现。
2.2.2拆解建模
汽车使用的转向机类型实际上有不少，比如齿轮齿条、循环球，以及前两种类型的变种。循环球转向结构是比较传统的一种方式，就是在蜗轮蜗杆结构间加入了钢球减小阻力，同时将圆周运动变化为水平运动。在没有助力转向的时代，由于阻力较小，用起来相对轻便，但随着转向机转向助力技术的发展，循环球结构整体来说过于笨重，逐渐在很多车上被舍弃。目前乘用车的主流是齿轮齿条结构式的转向机，它是通过齿轮和齿条的啮合，把转向机轴心的圆周运动力量转换到转向横拉杆的水平方向直线运动力量。齿轮齿条结构相对结构简单，成本也低，同时体积重量也不大，加上和助力系统结合起来也非常方便，所以在现在的乘用车上面得到了广泛应用。
本次毕业设计选择齿轮齿条式转向机进行拆解，首先应该了解转向机进行拆解的相关信息，这是对转向机进行拆解分析的前提条件。拆解实现信息一般包括零部件联接关系信息、拆解工装工具信息、拆解干涉约束信息、拆解耗费信息等。而产品中零部件自身携带的拆解信息非常多，只有通过拆解信息模型的简化表述之后，才能用于后续的拆解规划及拆解评价工作。目前产品拆解信息的表述方法主要有基于图论的方法、基于数据库的方法和面向对象的方法等，各种方法的介绍见表1所示，在本次毕业设计中，考虑到转向机的结构较为简单，因此采用基于图像的方法进行拆解信息建模。
表1 拆解信息表述方法分类
| 名称 | 方法 | 优缺点 |
| 基于图像的方法 | 用节点表示产品拆解模型中的各个零部件实体，联接线表示零部件实体之间的联接关系，产品拆解信息利用图形的形式进行表述和存储 | 优点：该方法直观、简单易操作、易理解。 缺点：难以表述具有多重联接关系的节点 |
| 基于数据库的方法 | 利用数据库知识将产品中零部件之间的关系表述出来，并存储于数据库中 | 优点：便于实现信息化管理和后期的维护改善。 缺点：表述不直观、在复杂产品的表述上面难以做到全面表述。 |
| 面向对象的方法 | 面向对象（Object-Oriented）的方法将产品拆解信息进行封装存储，信息主要包括几何属性、物理属性、特征属性等 | 优点：可以将产品的拆解信息完整的表述出来且具有继承性。 缺点：模型过于复杂，不同的产品需要建立有针对性的对象实体，不利于移植和推广 |
2.2.3拆解规划求解方法
一个产品的拆解规划过程中，如何确定所得序列的优劣也是需要考虑的重要环节。目前，产品在实际拆解过程中考虑比较多的因素有拆解耗时、拆解难度、拆解经济成本等，我们可以从这些指标因素中，提取出用于评价产品拆解序列优劣的关键指标。
在阅读大量参考文献的基础上，产品拆解规划的方法种类汇总如图 3 所示，产品拆解规划方法的不同会造成产品拆解规划结果的千差万别，对某款具体产品应该综合考虑产品信息选择与之相匹配的拆解规划方法。在本次毕业设计中，采用遗传算法来确定最优的拆卸序列。遗传算法是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型，是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。它是一门数学参与很少（甚至没有）很容易理解的科学技术。除此之外，它能够在很短的执行时间确定出最佳拆卸序列，它可以实现考虑优先级的关系，并满足产品结构的一些额外约束。
图3 拆解规划方法分类
2.2.4工艺装备选型
在确定转向机最佳拆解路径后，还要在此基础上提出转向机精细化拆解工艺，给出相关设备选型建议。比如，拆解前首先要对转向机进行清洗，这里涉及到清洗机的选择，对拆解中的某一工序，若能实现自动化或者是流水线作业，则考虑选用相关的设备。此外，对于拆解过程中需要夹持或者是需要两人协同才能作业的工序，考虑设计出相应的夹具，绘制出其机械图纸。
3. 研究计划与安排
| 时间 | 计划 |
| 第1-3周 | 查阅相关文献资料，明确研究内容，完成外文翻译和开题报告； |
| 第4周 | 确定总体方案设计，拟定论文撰写提纲； |
| 第5-7周 | 对齿轮齿条式转向机进行建模，采用基于图论的方法表示出其拆解模型信息； |
| 第8周 | 学习遗传算法进行拆解规划，确定出最优的拆解路径； |
| 第9-11周 | 拆解工艺与装备选型； |
| 第12—13周 | 完成论文初稿； |
| 第13周 | 修改论文； |
| 第14周 | 最终定稿，准备论文答辩。 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1]贝绍轶. 汽车报废拆解与材料回收利用[m]. 化学工业出版社, 2012.
[2]夏训峰 席北斗. 报废汽车回收拆解与利用[m]. 国防工业, 2008.
[3]郭海伟. 报废汽车零部件绿色回收与再制造关键技术研究[d].重庆大学,2008.
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