fsae開題報(bào)告兩篇
篇一:FSAE轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)開題報(bào)告
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
設(shè)計(jì)(論文)題目: FSAE賽車設(shè)計(jì)(轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)與計(jì)算)
院 系 名 稱:機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí):車輛工程091
學(xué) 生 姓 名: 徐榮
導(dǎo) 師 姓 名:張玉華
開 題 時(shí) 間:2013.2.25
開題報(bào)告內(nèi)容及要求
1. 課題研究目的和意義;
2. 文獻(xiàn)綜述(課題研究現(xiàn)狀及分析)
3. 主要任務(wù);
4. 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃;
5. 主要參考文獻(xiàn)。
1、課題選題目的和意義
隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對(duì)于舒適、安全性能要求的不斷提高,對(duì)轉(zhuǎn)向器的安全性及操作穩(wěn)定性的要求也進(jìn)一步提高。本次設(shè)計(jì)通過分析轉(zhuǎn)向器的功能要求,結(jié)合轉(zhuǎn)向器的布置設(shè)計(jì),比較各類型的轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)一款轉(zhuǎn)向器。根據(jù)一些指定的參數(shù)結(jié)合《汽車設(shè)計(jì)》和其他相關(guān)書籍中關(guān)于轉(zhuǎn)向器的理論知識(shí),給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量的選擇范圍,使設(shè)計(jì)出的轉(zhuǎn)向器符合使用要求。
作為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,轉(zhuǎn)向器對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性和駕駛員的安全駕駛有這直接的影響。特別是在車輛高速化,車流密集化的今天,汽車轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)極為重要。通過對(duì)轉(zhuǎn)向器的優(yōu)化設(shè)計(jì),使其達(dá)到汽車總體設(shè)計(jì)的要求,以達(dá)到對(duì)汽車的機(jī)構(gòu)整體優(yōu)化,更好地提高相應(yīng)性能,達(dá)到更高水平。
通過此次設(shè)計(jì)提高自身實(shí)習(xí)運(yùn)用有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、查圖表、畫圖規(guī)范等有關(guān)資料文獻(xiàn)的能力,從而進(jìn)一步培養(yǎng)自身識(shí)圖、辯圖,運(yùn)算和編寫技術(shù)文件等基本技能。通過汽車轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì),培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想,鞏固和加強(qiáng)所學(xué)的專業(yè)知識(shí),加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫技術(shù)文件等的基本功能,為以后從事汽車設(shè)計(jì)方面的工作奠定良好的基礎(chǔ)。
2、課題研究分析及現(xiàn)狀
2.1結(jié)構(gòu)研究分析
汽車車轉(zhuǎn)向器機(jī)構(gòu)涉及整車的操縱性、穩(wěn)定性和安全性,它的質(zhì)量也反映了車輛的質(zhì)量,是直接關(guān)系到車輛性能的關(guān)鍵部件。
上世紀(jì)五十年代起,液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用,標(biāo)志著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)革命的開始。汽車轉(zhuǎn)向動(dòng)力的來(lái)源由以前的人力轉(zhuǎn)變?yōu)槿肆右簤褐。液壓助力系統(tǒng)HPS(Hydraulic Power Steering)是在機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)液壓系統(tǒng)而成。該液壓系統(tǒng)一般與發(fā)動(dòng)機(jī)相連,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候,一部分發(fā)動(dòng)機(jī)能量提供汽車前進(jìn)的動(dòng)能,另外一部分則為液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。由于其工作可靠、技術(shù)成熟至今仍被廣泛應(yīng)用。這種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要的特點(diǎn)是液壓力支持轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng),減小駕駛者作用在方向盤上的力,改善了汽車轉(zhuǎn)向的輕便性和汽車運(yùn)行的穩(wěn)定性。
近年來(lái),隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也愈來(lái)愈多地采用電子器件。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因此進(jìn)入了電子控制時(shí)代,。從目前實(shí)用的普遍程度來(lái)看,主要的轉(zhuǎn)向器類型有4種:蝸桿銷式、蝸桿滾輪式、循環(huán)球式、齒條齒輪式。這四種轉(zhuǎn)向器型式,已經(jīng)被廣泛的使用在汽車上了。
。1)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器
它是一種最常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對(duì)相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí),齒條便做直線運(yùn)動(dòng)。有時(shí),靠齒條來(lái)直接帶動(dòng)橫拉桿,就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。
。2)蝸桿曲柄銷式轉(zhuǎn)向器
它是以蝸桿為主動(dòng)件,曲柄銷為從動(dòng)件的轉(zhuǎn)向器。蝸桿具有梯形螺紋,手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上,曲柄與轉(zhuǎn)向搖臂軸制成一體。轉(zhuǎn)向時(shí),通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的.錐形指銷一邊自轉(zhuǎn),一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運(yùn)動(dòng),從而帶動(dòng)曲柄和轉(zhuǎn)向垂臂擺動(dòng),再通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。
。3)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器
這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機(jī)構(gòu)將來(lái)自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行減速,使轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合,因而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本運(yùn)動(dòng),螺母再與扇形齒輪嚙合,直線運(yùn)動(dòng)再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使連桿臂搖動(dòng),連桿臂再使連動(dòng)拉桿和橫拉桿做直線運(yùn)動(dòng),改變車輪的方向。
。4)齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向器
齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向器,是相對(duì)于齒輪齒條機(jī)械轉(zhuǎn)向器而言的,主要是增加了轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油壺、轉(zhuǎn)向油管、轉(zhuǎn)向閥、轉(zhuǎn)向油缸等部件,以期達(dá)到改善駕駛員手感,增加轉(zhuǎn)向助力的目的的轉(zhuǎn)向裝置。
循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn):效率高,操縱輕便,有一條平滑的操縱力特性曲線, 布置方便,特別適合大、中型車輛和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配合使用;易于傳遞駕駛員操縱信號(hào);逆效率高、回位好,與液壓助力裝置的動(dòng)作配合得好?梢詫(shí)現(xiàn)變速
比的特性,滿足了操縱輕便性的要求。中間位置轉(zhuǎn)向力小、且經(jīng)常使用,要求轉(zhuǎn)向靈敏,因此希望中間位置附近速比小,以提高靈敏性。大角度轉(zhuǎn)向位置轉(zhuǎn)向阻力大,但使用次數(shù)少,因此希望大角度位置速比大一些,以減小轉(zhuǎn)向力。由于循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器可實(shí)現(xiàn)變速比,應(yīng)用正日益廣泛。通過大量鋼球的滾動(dòng)接觸來(lái)傳遞轉(zhuǎn)向力,具有較大的強(qiáng)度和較好的耐磨性。并且該轉(zhuǎn)向器可以被設(shè)計(jì)成具有等強(qiáng)度結(jié)構(gòu),這也是它應(yīng)用廣泛的原因之一。
齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊;殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成,轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較;傳動(dòng)效率高達(dá)90%;齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后,利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧,能自動(dòng)消除間隙,這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度,還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲;轉(zhuǎn)向器占用體積;制造成本低。
2.2 課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在國(guó)外,汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占45%左右,齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器占40%左右,蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占10%左右,其他型式的轉(zhuǎn)向器占5%。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器也一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐的小客車中,齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的比重越來(lái)越大,在公交汽車上使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,已經(jīng)由60年代的62.5%,發(fā)展到現(xiàn)今的100%了。大、小型貨車大都采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,但是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占65%,齒條齒輪式占35%?梢妵(guó)外循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器是想了專業(yè)化生產(chǎn),同時(shí)以專業(yè)為主、大力進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn),大大提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。
在國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)向器生產(chǎn),除早期的解放牌汽車采用蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器,東風(fēng)汽車用蝸桿轉(zhuǎn)向器之外,掐大部分車型都采用循環(huán)球式結(jié)構(gòu),并都具有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。目前解放、東風(fēng)也在積極發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,并已在第二代換車型上普遍采用了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。由此看來(lái),我國(guó)的轉(zhuǎn)向器也在大量生產(chǎn)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器發(fā)展。
從國(guó)內(nèi)外的實(shí)際情況來(lái)看專業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)成為一種趨勢(shì),只有走這條道路,才能使產(chǎn)品質(zhì)量高、產(chǎn)量大,成本低,在商場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,已成為當(dāng)今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器;而蝸輪蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器,正在逐步被淘汰或保留較小的地位。在小客車上發(fā)展轉(zhuǎn)向器的觀點(diǎn)各異,美國(guó)和日本重點(diǎn)發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器,比率都已達(dá)到或超過90%;西歐則重點(diǎn)發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,比率超過50%,法國(guó)已高達(dá)95%。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的種種優(yōu)點(diǎn),在小型車上的應(yīng)用(包括小客車、小型貨車或客貨兩用車)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展;而大型車輛則以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為主要結(jié)構(gòu)。
基于以上調(diào)查和轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn),循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器將是以后轉(zhuǎn)向器的發(fā)展的趨勢(shì)和潮流。
3、設(shè)計(jì)(論文)的主要任務(wù)
(1) 轉(zhuǎn)向系的功能、結(jié)構(gòu)組成、設(shè)計(jì)方案;
(2)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式選擇;
(3)轉(zhuǎn)向器和梯形機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)及其選擇;
(4)轉(zhuǎn)向橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
。5)主要零、部件的設(shè)計(jì)計(jì)算、CAD圖;
。6)產(chǎn)品造型
4、進(jìn)度安排
查閱文獻(xiàn)、收集有關(guān)資料。方案確定、完成設(shè)計(jì) 說(shuō)明書中的總論部分。
。1)第1~2周 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容,編制計(jì)劃進(jìn)度表閱讀有關(guān)參考書。
(2)第3~9周 專題設(shè)計(jì)研究
。3)第10~15周 繪圖或編程調(diào)試、文獻(xiàn)翻譯
。4)第16周整理說(shuō)明書、圖紙
(5)第17周準(zhǔn)備答辯
5、主要參考文獻(xiàn)
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篇二:FSAE懸架開題報(bào)告
開題報(bào)告
課題名稱:大學(xué)生方程式賽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、 課題研究意義
中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽(簡(jiǎn)稱FSAE),在2010年開始舉辦,至2012年已舉辦三屆,大賽目的是為了提高大學(xué)生汽車設(shè)計(jì)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作等能力,而華南農(nóng)業(yè)大學(xué)2012年才組隊(duì)設(shè)計(jì)賽車,現(xiàn)在還沒有派隊(duì)參加比賽,本文初步探討SAE賽車懸架設(shè)計(jì)的方案,為日后華南農(nóng)業(yè)大學(xué)參賽打下基礎(chǔ)。
本課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)
1、根據(jù)整車的布置對(duì)FSAE賽車懸架的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行的選擇。 2、對(duì)前后懸架的主要參數(shù)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)。 3、用Catia或Proe建立懸架三維實(shí)體模型。
4、在Adams/car中建立該懸架的虛擬樣機(jī)模型,進(jìn)行仿真,分析其運(yùn)動(dòng)學(xué)性能(包括得到車輪主要定位參數(shù)與輪距的變化情況)。
5、懸架設(shè)計(jì)方案確定后的優(yōu)化改良。優(yōu)化的方案一:用ADAMS/Insight進(jìn)行優(yōu)化,以車輪的定位參數(shù)(前束、外傾、主銷內(nèi)傾、后傾)優(yōu)化目標(biāo),以上下橫臂與車架的鉸接點(diǎn)為設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化的方案二:輕量化,使用Ansys軟件進(jìn)行模擬懸架工作狀況,進(jìn)行受力分析,強(qiáng)度校核,優(yōu)化個(gè)部件結(jié)構(gòu),受力情況。
二、 課題研究方法
1、查閱FSAE懸架的設(shè)計(jì)。
2、運(yùn)用Pro/E或者Catia進(jìn)行零件設(shè)計(jì)和仿真建模,設(shè)計(jì)出懸架的雛形。 3、在Adams/car中建立該懸架的虛擬樣機(jī)模型,進(jìn)行仿真,分析其運(yùn)動(dòng)學(xué)性能。 4、用ADAMS/Insight進(jìn)行優(yōu)化,改善操縱穩(wěn)定性。
5、使用Ansys軟件進(jìn)行模擬懸架工作狀況,進(jìn)行受力分析,優(yōu)化個(gè)部件結(jié)構(gòu)及輕量化。
三、 課題的技術(shù)設(shè)計(jì)路線
懸架設(shè)計(jì)流程如下:
。1)首先要確定賽車主要框架參數(shù),包括:外形尺寸、重量、發(fā)動(dòng)機(jī)馬力等等。 (2)確定懸架系統(tǒng)類型,一般都會(huì)選用雙橫臂式,主要是決定選用拉桿還是推桿。
。3)確定賽車的偏頻和賽車前后偏頻比。
。4)估計(jì)簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量的四個(gè)車輪獨(dú)立負(fù)重。
。5)根據(jù)上面幾個(gè)參數(shù)推算出賽車的懸架剛度和彈簧的彈性系數(shù)。
(6)推算出賽車在沒有安裝防側(cè)傾桿之前的懸架剛度初值,并計(jì)算車輪在最大負(fù)重情況下的輪胎變形。
。7)計(jì)算沒安裝防側(cè)傾桿時(shí)賽車的橫向負(fù)載轉(zhuǎn)移分布(Lateral Load Transfer Distribution, LLTD)。
(8)根據(jù)上面計(jì)算數(shù)值,選擇防側(cè)傾桿以獲得預(yù)想的側(cè)傾剛度和 LLTD。 (9)最后確定減振器阻尼率。
。10)上面計(jì)算和選型完成后,再重新對(duì)初值進(jìn)行校核。
(11)運(yùn)用Pro/E或者Catia進(jìn)行零件設(shè)計(jì)和仿真建模,設(shè)計(jì)出懸架的雛形。 (12)在Adams/car中建立該懸架的虛擬樣機(jī)模型,進(jìn)行仿真,分析其運(yùn)動(dòng)學(xué)性能,并用ADAMS/Insight進(jìn)行優(yōu)化分析。
。13)使用Ansys軟件進(jìn)行模擬懸架工作狀況,進(jìn)行受力分析,優(yōu)化個(gè)部件結(jié)構(gòu)及輕量化。
四、 論文提綱
摘要
第一章 緒論
1.1 FSAE賽事簡(jiǎn)介 1.2 FSAE懸架研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及意義 第二章 FSAE前后懸架設(shè)計(jì)
2.1懸架概述及設(shè)計(jì)流程 2.2懸架選型
2.2.1懸架分類及優(yōu)劣分析 2.2.2確定懸架類型 2.3懸架參數(shù)設(shè)計(jì)2.3.1車輪定位參數(shù)2.3.2懸架幾何2.3.3剛度計(jì)算2.3.4阻尼計(jì)算
2.3.4基本參數(shù)的確定 2.4零部件設(shè)計(jì)
第三章FSAE前后懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)建模仿真分析及優(yōu)化 3.1Adams/car及Adams/Insight概述 3.2FSAE前后懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
3.3FSAE前后懸架仿真分析 3.4FSAE前后懸架優(yōu)化
第四章FSAE前后懸架有限元分析及優(yōu)化
4.1FSAE賽車懸架關(guān)鍵部件靜力學(xué)分析
4.2 FSAE賽車懸架關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真分析 4.3輕量化方法 結(jié) 論 參考文獻(xiàn)
五、 計(jì)劃進(jìn)度
六、 參考文獻(xiàn)
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