H3-A1型节油竞赛车动力总成轻量化改制设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: H3-A1型节油竞赛车动力总成轻量化改制设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日开题报告撰写要求一、“开题报告”参考提纲1. 课题研究目的和意义；2. 文献综述（课题研究现状及分析）；3. 基本内容、拟解决的主要问题；4. 技术路线或研究方法；5. 进度安排；6. 主要参考文献。二、“开题报告”撰写规范请参照黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程题目名称H3-A1型节油竞赛车动力总成轻量化改制与设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、课题研究现状汽车工业已经成为我国国民经济的支柱产业之一，根据最新的统计资料显示，我国已经成为世界第四大汽车生产国。伴随着我国现代化进程，汽车工业的发展将会有着更为强劲的势头。然而汽车在给人们迅捷与方便的同时，也带来了很多负面的影响，其中最令人关注的就是由汽车引来的全球能源短缺和尾气排放对人类生存环境的污染问题。当代世界汽车技术正朝着节能和环保的方向发展。节能和环保因其关系着人类的可持续发展，成为需要着重解决的两个关键问题。汽车的燃油消耗与汽车自身总质量成正比，要想减少燃油消耗，非常重要的途径之一就是在保证足够安全的前提下尽量减轻汽车自身质量。有关研究数据表明，若汽车整车质量降低10，燃油效率可提高68；若滚动阻力减少10，燃油效率可提高3；若车桥、变速器等机构的传动效率提高l0，燃油效率可提高7。由此可见，伴随轻量化而来的突出优点就是油耗显著降低。汽车车身约占汽车总质量的30，空载情况下，约70的油耗用在车身质量上，因此车身的轻量化对减轻汽车自重，提高整车燃料经济性至关重要。同时，轻量化还将在一定程度上带来车辆操控稳定性和一定意义上碰撞安全性的提升。车辆行驶时颠簸会因底盘重量减轻而减轻，整个车身会更加稳定；轻量化材料对冲撞能量的吸收，又可以有效提高碰撞安全性。因此汽车轻量化已成为汽车产业发展中的一项关键性研究课题。汽车轻量化的技术内涵是：采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计，或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，尽可能降低汽车产品自身重量，以达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。汽车轻量化技术不断发展，主要表现在：轻质材料的比重不断攀升，铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢、塑料、粉末冶金、生态复合材料及陶瓷等的应用越来越多；结构优化和零部件的模块化设计水平不断提高，如采用前轮驱动、高刚性结构和超轻悬架结构等来达到轻量化的目的，计算机辅助集成技术（CAX）（包括CAD/CAE/CAO）和结构分析等技术也有所发展：汽车轻量化促使汽车制造业在成形方法和联接技术上不断创新。 2、意义：汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车质量降低一半，燃料消耗也会降低将近一半。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。车用材料主要通过汽车的轻量化来对燃料经济性改善作出贡献。理论分析和试验结果都表明，轻量化是改善汽车燃料经济性的有效途径。为了适应汽车轻量化的要求，一些新材料应运而生并扩大了应用范围。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。在一辆车中发动机所占的比重相当大，如何在降低重量的同时提升效能也是工程师们面临的难题。之前奥迪公司曾成功地将一台升功率达到67kW/L的5气门1.8L涡轮增压汽油机，由铸铁汽缸体改成了镁铝混合材料汽缸体，结果发动机整机质量从145kg降为了122kg，燃油效率得以大幅提升。而马自达6睿翼所采用的2.0L自然进气发动机最大功率达到了108kW，但重量却是同级车中最轻的，是目前公认的轻量化、高效能发动机之一。众所周知，汽车减肥后，加速性能就会相应提高，车辆的噪音、振动方面也会有不同程度的改善。最为重要的是，车辆每减重100kg，CO2排放量可减少约5g/km，因此，汽车轻量化对于节约能源、减少废气排放也有十分重要的意义。汽车轻量化的主要途径是：缩小汽车的尺寸。在内部空间尺寸基本不变的前提下缩小外形尺寸，可减少材料消耗，减小质量，同时还可减少占路面积和停车面积；采用轻质材料。如铝、镁、陶瓷、塑料、玻璃纤维或碳纤维复合材料等；采用计算机进行结构设计。如采用有限元分析、局部加强设计等；采用承载式车身，减薄车身板料厚度等。其中，当前的主要汽车轻量化措施主要是采用轻质材料。 在近期结束的第四届中国本田节能竞技大赛上，我学院睿龙科技协会“龙图腾”节油车队代表我校首次参加了比赛。该节油汽车的车身由玻璃钢制成，虽然这种材质并非最轻，但综合各方面因素，还是较为合适的选择。由于耗油低，该节油汽车的油箱“浓缩”成了一个矿泉水瓶，加油时需要用带有刻度的针管注入。它的轮胎较普通汽车细很多，更像是自行车的轮胎。轮胎的磨损程度可以检验车量设计是否合理，磨损得越轻意味着汽车设计越合理。这辆节油汽车，长3米、宽0.9米、高0.9米，车轮比普通汽车少1个。车身与地面贴得很近，驾驶员需要躺着驾驶。这辆车“喝”1升汽油能跑321公里。克服了发动机改制优化、车辆架轻量化、传动系优化、优化前轮定位、降低车辆风阻等多项技术难题。为达到节油的目的，对节油汽车的材料、设备，甚至驾驶员的体重均“斤斤计较”，算上驾驶员的体重，整车重量还不到100公斤。用1升汽油能跑321公里。真正的体现了汽车轻量化带来的节油效果。 节能竞技大赛，是使用本田低油耗摩托车的四冲程发动机，选手们根据自己想法的动手设计、制作赛车，分别造出表达环保主题的车身，限用1升汽油行驶最远的距离，并最大限度地降低废气排放，是挑战节能极限的一项竞技赛事。节能大赛是一项以注重能源，创造节约型社会为主体的活动，希望所有参赛者能够共享这种对地球环境保护的挑战精神。现在的中国正面临着经济的快速发展，在工业化进程不断推进的同时，能源问题、环境问题变成我们迫切需要解决的课题。通过节能竞技大赛，选手们最大程度地有效利用能源，开拓思路，为创造全新的节能低碳生活，争相展示他们的智慧与信念。体验比赛过程，培养人们丰富的创意和动手能力，体验学习和创造带来的乐趣。如何保护我们赖以生存的地球，是目前急需解决的问题，需要社会每一成员贡献力量，而这恰好契合了节能竞技大赛创始人本田宗一郎先生的初衷，让每一个普通人都能参与到环保事业中。在超越职业、地域、年龄各种限制，每年都有来自学校、企业以及来自社会上共约500多支代表队参赛。在提高节能环保意识的同时，更能培养动手能力与团队协作精神。3、选题目的：（1）汽车总体结构进行分析和优化，实现对汽车零部件的精简、整体化和轻质化。针对不同轻质材料的不同性能，进行多材料混合结构设计，即同一部件的组成零件可由不同材料制造，以实现所用的材料与零件功能达成最佳组合。最终通过合理的结构设计、使用新型材料等方法，以达到减轻重量、降低油耗、环保、安全的综合指标。（2）通过课程设计，巩固以前所学的知识，加深对汽车结构、原理、组成部分的理解，进一步掌握Pro/e、CAD等软件的应用为以后的工作打下坚实的基础，做到学以致用。二、设计的基本内容、拟解决的主要问题1、本设计的主要内容:（1）本田W125-6摩托车发动机、变速器结构的总体布置及工作原理。（2）。变速器的结构方案设置、各档齿轮的设计及其校核，确定各档传动比（3）。改制发动机、变速器各机构，使其达到轻量化。（4）有限元分析，整体优化设计。（5）利用CAD、Pro/E等软件绘制工程图、建立实体。2、拟解决的主要问题：（1）掌握汽车发动机、变速器的结构。（2）掌握汽车变速器各零件的设计方法。（3）变速器各档齿轮的校核，有限元分析。（4）对变速器内部，合理布局。（5）掌握CAD、Pro/E等软件的操作方法，并进行零件图测绘、实体图装配等。三、技术路线（研究方法）收集相关资料，查找信息撰写开题报告有限元分析优化后齿轮参数确定及各挡齿轮齿数分配，传动比确定整体优化变速器整体结构分析变速器传动机构的优化改制轴的设计及校核进行发动机轻量化改制轮齿设计及强度计算，校核总体轻量化改制，有限元分析CAD绘制装配图、零件图完成设计说明书优化后实体建模质量评估，总成质量减少10% 完成设计说明书 四、进度安排（1） 第1周( 3月1日3月7日)： 查阅参考资料，收集相关技术资料，了解本田W125-6发动机、变速器主要结构形式和工作原理。（2） 第2周( 3月8日3月14日)： 结合任务书制定设计方案，撰写开题报告。 （3） 第3周(3月15日3月21日): 查找相关设计资料或手册，分析并确定分析变速器的具体结构形式，主要零部件及相互位置关系。 （4） 第4周( 3月22日3月28日)： 根据给定的设计参数，按照有关的设计要求和顺序进行具体结构尺寸参数计算及其他有关参数的选配，有限元分析，系统优化。（5） 第5周(3月29日4月4日)： 绘制二维装配图。 （6） 第6周(4月5日4月11日)： 继续绘制二维装配图。要求设计完整正确，图纸能够完整表达所设计总成或零部件的结构特点。（7） 第7周(4月12日4月18日)； 绘制二维部分零件图。（8） 第8周(4月19日4月25日)： 接受中期检查。（9） 第9周(4月26日5月2日)： 对中期检查的不足之处进行修改。（10）第10周(5月3日5月9日)： 对设计草图进行修改，绘制三维零件图并进行装配（11）第11周(5月10日5月16日)： 进行相关校核。（12）第12周( 5月17日5月23日)： 完成设计图纸及说明书初稿。（13）第13周( 5月24日5月30日)： 说明书及图纸送审，根据审阅老师意见进行修改。（14）第14周( 5月31日6月6日)： 预答辩。（15）第15周( 6月7日6月13日)： 修改预答辩中发现的问题准备答辩。（16）第16周( 6月14日6月20日)：修改预答辩中发现的问题准备答辩。（17）第17周( 6月21日6月27日)：答辩。五、参考文献1刘惟信.汽车设计M.清华大学出版社，2001.(7)2臧杰，阎岩.汽车构造M.北京：机械工业出版社，2006.(7) 3王望予.汽车设计（第4版）M.北京：机械工业出版社，2007.(9) 4余志生.汽车理论（第4版）M.北京：机械工业出版社，2008.(1) 5王宝玺，贾庆祥.汽车制造工艺学（第3版）M.北京：机械工业出版社，2008.(1) 6杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.(5) 7殷玉枫.机械设计课程设计M.北京：机械工业出版社，2006.(6)8 赵志军汽车节油途径及节能技术的探讨J. 应用能源技术,2010,(8).9 朱敏慧应对未来汽车设计的挑战J. 汽车与配件,2010,10 王桂姣，周建美节能车车架选型和轻量化设计J. 汽车科技,2008,(5).11 杨忠敏.汽车的发展与未来M.北京：化学工业出版社，2004.12 陈力禾.轻量化设计-计算基础与构件结构M.机械工业出版社，201013 杨沿平 唐杰. 中国汽车节能思考M.机械工业出版社，2010.14 Yasushi YABE,et al.Using CAE to Promote More Efficient Development of Automatic TransmissionsJ.Jatco Technical Review 2006(7):60-6515 Kazunari Nagai,et al.Development of NEW 6-spees Manual Transaxle for FWD passenger VehiclesJ.State of art Technologies of power Transmissions,2008(2);27-32六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日