礦用越野車懸架系統(tǒng)的設(shè)計【前懸架-上下不等長的雙橫臂獨(dú)立懸架】【后懸架-鋼板彈簧的非獨(dú)立懸架】
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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計致 謝在本文即將完成之際,首先感謝我的指導(dǎo)老師王永梅老師,從選題到設(shè)計的展開到設(shè)計的完成,一直得到王老師的支持和鼓勵,她淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度都給我留下了深刻的印象。通過這次的設(shè)計,我更深刻地了解了機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造的各方面知識,對汽車設(shè)計有了全新且比較全面的深刻認(rèn)識,達(dá)到了前所未有的高度,并鍛煉了獨(dú)立思考解決問題的能力。再次向王老師表示衷心的感謝!感謝幫助我的所有老師和同學(xué),他們在設(shè)計過程中給我提出了寶貴建議和CAD的指導(dǎo)。感謝宿舍的朋友一直以來對我的關(guān)心和支持。感謝汽車工程系所有老師和同學(xué)的幫助和勉勵。同窗之誼,終生難忘!感謝我的家人多年來對我無微不至的關(guān)懷、始終如一的支持,感謝他們對我的鼓勵和生活上的諸多照顧,感謝他們督促我接受良好的教育。最后,向參加設(shè)計審閱、答辯的專家和老師表示感謝。8附 錄A 外文文獻(xiàn)The structural characteristics of non-independent suspension on both sides of the wheel is an integral frame connected by the wheels together with the adoption of flexible suspension bridge hanging in the frame or body of the following. Non-independent suspension has a simple structure, low cost, high strength, easy maintenance, driving changes in the small front wheel alignment advantages, but because of its comfort and handling stability are poor, largely in the modern car is no longer in use more used in trucks and large passenger on. Independent suspension on each side of the wheel is individually through the elastic suspension is hanging in the frame or body below. The advantages are: light weight, reduced body shocks, and improve adhesion of the wheels on the ground; available small soft spring stiffness, improve vehicle comfort; can reduce engine position, car center of gravity is reduced, thereby improve the cars driving stability; about beating the wheel alone, independent of each other, can reduce the bodys tilt and vibration. However, there are complex independent suspension, high cost and maintenance problem of inaccessibility. Modern cars are mostly used independent suspension, according to the different structure, independent wishbone suspension can be divided into longitudinal arm, multi-link, candle and McPherson suspension and so on. Arm Suspension means the horizontal plane in the car wheel independent suspension swing, according to the number of how many arm is divided into wishbone and single-arm suspension. Single-Arm has a simple structure, roll center height, with a strong anti-roll capability advantages. But with the increased speed of modern vehicles, roll center is too high will cause the wheel tread beats changes, tire wear increased, and in a sharp turn around the wheel vertical force when the transfer is too large, resulting in increased rear extraversion. Reduce rear-wheel cornering stiffness, resulting in a serious condition high-speed drift. Single-wishbone independent suspension in the rear suspension on a multi-application, but can not meet the requirements of high speed, the current limited application. Multi-link suspension are combined by the root pole position change control of the wheel suspension. Multi-link can wheel around the axis line with the vehicle at an angle within the swing axis is horizontal arm and vertical arm of the compromise, choose the right arm with the motor axis into a vertical line of the angle, can be varying degrees of access to wishbone suspension with the advantages of vertical arm, which can meet different performance requirements. Multi-link suspension of the main advantages are: the wheel tread and beating little change before the beam, both cars are in driving, braking status can be carried out by the driver of the Yi Tu smooth transition to its shortcomings in the automotive when the phenomenon of high-speed shaft swing. Mainly in the FR-link drive mode, and around the back axle of the integration (and the middle of the differential rigid connection) for use where, in the past to use more leaf spring support body, and now from the increased driving comfort considerations, multi-use Link back to say that the swing arm type and style, and use a good coil spring ride. Link in the left side of a pair, divided into upper and lower tie rod, as the lateral force transmission (car drivers) body, usually with a horizontal thrust bar again with the composition of the five-link form. Connect one end of the body lateral thrust rod, one end of the connecting axle, its purpose is to prevent the axle (or body) horizontal traverse. When the axle moves up and down because of the rough, the lateral thrust rod will be connected to contacts with the body axis, an art movement arc, through the General Assembly if the swing angle made between the axles and the body produces significant lateral relative motion, and the lower arm principle similar to the horizontal thrust rod longer than should be designed to reduce the swing angle. Link suspension and axle forming an integrated whole, the mass of the spring below, and not the independence movement around the wheel, so to face bumpy road vehicle impact energy generated by relatively large, poor ride comfort. So there arm methods, this approach is the only fixed-axle differential among left and right half shaft in the differential and universal joints located between the wheel and the center of its swing, used between the wheel and the frame Y-connection under the arm. Y at one end and a separate rigid wheel, the other two endpoints and the frame to connect and form a rotation axis. According to the rotation axis is parallel with the axle, swing arm type suspension is divided into full drag-type arm and half drag-style swing arm, parallel to the whole drag-style, non-parallel type is called semi-drag. Because comfort is the car one of the most important performance, and comfort with the bodys natural vibration characteristics, whereas the bodys natural vibration characteristics of a feature associated with the suspension. Therefore, the vehicle suspension is to ensure the comfort of the important parts. Meanwhile, the vehicle suspension as a frame (or body) and the axle (or wheel) to make the connection between the mechanical power transmission, it is important to ensure the safety of motor cars and parts. Therefore, the vehicle suspension components are often incorporated into the car as an important technical specifications of the table, as one of the indicators to measure the quality of cars. Active suspension is developed in the last ten years, a new type of computer-controlled suspension. It brings together mechanics and electronics, technical knowledge, is a more complex high-tech devices. For example, the installation of the French Citroen Sang Diya active suspension, the center of the car suspension system is a microcomputer, the suspension on five kinds of sensors were transmitted to the micro-computer speed, front wheel brake pressure, ride a fixed throttle pedal speed, body vertical amplitude and frequency, steering wheel angle and steering velocity data. Computer continuously receives the data and with pre-set threshold to compare, select the appropriate suspension state. Meanwhile, the microcomputer independent control of each wheel on the implementation of the components only by controlling the hydraulic shock absorber of changes within the tic, which can at any time, any wheels that meet the requirements of the suspension movement. Therefore, Sang Diya car a wide range of driving mode selection, drivers need only flip a deputy on the dashboard in the normal or sport button will automatically set the cars suspension in top condition, in order to The best comfort. Active suspension control of body movement with the function. When the car when braking or turning the inertia caused by the spring deformation, the active suspension forces will have to confront a force used to reduce the body position changes. 2000 Mercedes-Benz CL models such as Germany-based sports car, when the suspension when the vehicle turning sensor will immediately detect the bodys tilt and lateral acceleration. Computer based on the sensor information, and pre-set threshold value of calculations to determine what position once the load will be added to the suspension on how to minimize body tilt. Wishbone independent suspension by upper and lower arm is so long, is divided into equal length wishbone and unequal length wishbone suspension of two. And other long-wishbone suspension in the wheel up and down beats, kingpin inclination to maintain the same, but the wheelbase change greatly (and similar single-Arm), resulting in severe tire wear, is now rarely used. The unequal length wishbone suspension, when properly selected to optimize the length of the upper and lower arm, and through a reasonable layout, you can make changes in tread and the front wheel alignment parameters were within acceptable limits to ensure the car good driving stability. Present unequal length wishbone suspension has been widely used in cars, front and rear suspension, the part of the sports car and the cars rear wheel has adopted this - suspension structure. Suspension role Suspension is an important vehicle in the assembly, it is to frame the flexibility to link with the wheel bearing on a variety of performance cars. In appearance, a car suspension only by a number of rods, cylinders and springs form, but do not think it is very simple, opposite a car suspension is more difficult to achieve the perfect vehicle assembly requirements, this is because both suspension to meet the cars comfort requirements, but also to meet the requirements of its handling and stability, while these two aspects are mutually antagonistic. For example, in order to achieve good comfort, requires much buffer vehicle vibration, the spring must be designed so soft, but, it is easy for the spring soft place car brake nod, the rise and roll about serious adverse tendency is not conducive to the car turn easily lead to vehicle handling and instability. Therefore, if the suspension is poorly designed, will significantly affect the performance of automotive products (such as turning a heavy, swing, tire eccentric wear and affect tire life, etc.). 附 錄B 中文翻譯非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連,車輪連同車橋一起通過彈性懸架懸掛在車架或車身的下面。非獨(dú)立懸架具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn),但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差,在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用,多用在貨車和大客上。獨(dú)立懸架是每一側(cè)的車輪都是單獨(dú)地通過彈性懸架懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點(diǎn)是:質(zhì)量輕,減少了車身受到的沖擊,并提高了車輪的地面附著力;可用剛度小的較軟彈簧,改善汽車的舒適性;可以使發(fā)動機(jī)位置降低,汽車重心也得到降低,從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性;左右車輪單獨(dú)跳動,互不相干,能減小車身的傾斜和震動。不過,獨(dú)立懸架存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn)。現(xiàn)代轎車大都是采用獨(dú)立式懸架,按其結(jié)構(gòu)形式的不同,獨(dú)立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸架等。橫臂式懸架是指車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動的獨(dú)立懸架,按橫臂數(shù)量的多少又分為雙橫臂式和單橫臂式懸架。單橫臂式具有結(jié)構(gòu)簡單,側(cè)傾中心高,有較強(qiáng)的抗側(cè)傾能力的優(yōu)點(diǎn)。但隨著現(xiàn)代汽車速度的提高,側(cè)傾中心過高會引起車輪跳動時輪距變化大,輪胎磨損加劇,而且在急轉(zhuǎn)彎時左右車輪垂直力轉(zhuǎn)移過大,導(dǎo)致后輪外傾增大。減少了后輪側(cè)偏剛度,從而產(chǎn)生高速甩尾的嚴(yán)重工況。單橫臂式獨(dú)立懸架多應(yīng)用在后懸架上,但由于不能適應(yīng)高速行駛的要求,目前應(yīng)用不多。多連桿式懸架是由根桿件組合起來控制車輪的位置變化的懸架。多連桿式能使車輪繞著與汽車縱軸線成一定角度的軸線內(nèi)擺動,是橫臂式和縱臂式的折衷方案,適當(dāng)?shù)剡x擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角,可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸架的優(yōu)點(diǎn),能滿足不同的使用性能要求。多連桿式懸架的主要優(yōu)點(diǎn)是:車輪跳動時輪距和前束的變化很小,不管汽車是在驅(qū)動、制動狀態(tài)都可以按司機(jī)的意圖進(jìn)行平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向,其不足之處是汽車高速時有軸擺動現(xiàn)象。連桿式主要是在FR驅(qū)動方式,并且后車軸左右一體化(與中間的差速器剛性連接)的情況下使用的,過去多采用鋼板彈簧支撐車身,現(xiàn)在從提高行車平順性考慮,多使用連桿式和后面要說的擺臂式,并且使用平順性好的螺旋彈簧。連桿在左右兩側(cè)各有一對,分為上拉桿和下拉桿,作為傳遞橫向力(汽車驅(qū)動力)的機(jī)構(gòu),通常再與一根橫向推力桿一起組成五連桿式構(gòu)成。橫向推力桿一端連接車身,一端連接車軸,其目的是為了防止車軸(或車身)橫向竄動。當(dāng)車軸因顛簸而上下運(yùn)動時,橫向推力桿會以與車身連接的接點(diǎn)為軸做畫圓弧的運(yùn)動,如果擺動角度過大會使車軸與車身之間產(chǎn)生明顯的橫向相對運(yùn)動,與下擺臂的原理類似,橫向推力桿也要設(shè)計得比較長,以減小擺動角。連桿式懸架與車軸形成一體,彈簧下方質(zhì)量大,且左右車輪不能獨(dú)立運(yùn)動,所以顛簸路面對車身產(chǎn)生的沖擊能量比較大,平順性差。因此出現(xiàn)了擺臂方式,這種方式是僅車軸中間的差速器固定,左右半軸在差速器與車輪之間設(shè)萬向節(jié),并以其為中心擺動,車輪與車架之間用Y型下擺臂連接?!癥”的單獨(dú)一端與車輪剛性連接,另外兩個端點(diǎn)與車架連接并形成轉(zhuǎn)動軸。根據(jù)這個轉(zhuǎn)動軸是否與車軸平行,擺臂式懸架又分為全拖動式擺臂和半拖動式擺臂,平行的是全拖動式,不平行的叫半拖動式。 由于舒適性是轎車最重要的使用性能之一,而舒適性與車身的固有振動特性有關(guān),而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關(guān)。所以,汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。同時,汽車懸架做為車架(或車身)與車軸(或車輪)之間作連接的傳力機(jī)件,又是保證汽車行駛安全的重要部件。因此,汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表,作為衡量轎車質(zhì)量的指標(biāo)之一。 主動懸架是近十幾年發(fā)展起來的、由電腦控制的一種新型懸架。它匯集了力學(xué)和電子學(xué)的技術(shù)知識,是一種比較復(fù)雜的高技術(shù)裝置。例如裝置了主動懸架的法國雪鐵龍桑蒂雅,該車懸架系統(tǒng)的中樞是一個微電腦,懸架上的5種傳感器分別向微電腦傳送車速、前輪制動壓力、踏動油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度等數(shù)據(jù)。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較,選擇相應(yīng)的懸架狀態(tài)。同時,微電腦獨(dú)立控制每一只車輪上的執(zhí)行元件,通過控制減振器內(nèi)油壓的變化產(chǎn)生抽動,從而能在任何時候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸架運(yùn)動。因此,桑蒂雅轎車備有多種駕駛模式選擇,駕車者只要扳動位于副儀表板上的“正?!被颉斑\(yùn)動”按鈕,轎車就會自動設(shè)置在最佳的懸架狀態(tài),以求最好的舒適性能。 主動懸架具有控制車身運(yùn)動的功能。當(dāng)汽車制動或拐彎時的慣性引起彈簧變形時,主動懸架會產(chǎn)生一個與慣力相對抗的力,減少車身位置的變化。例如德國奔馳2000款CL型跑車,當(dāng)車輛拐彎時懸架傳感器會立即檢測出車身的傾斜和橫向加速度。電腦根據(jù)傳感器的信息,與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較計算,立即確定在什么位置上將多大的負(fù)載加到懸架上,使車身的傾斜減到最小。雙橫臂式獨(dú)立懸架按上下橫臂是否等長,又分為等長雙橫臂式和不等長雙橫臂式兩種懸架。等長雙橫臂式懸架在車輪上下跳動時,能保持主銷傾角不變,但輪距變化大(與單橫臂式相類似),造成輪胎磨損嚴(yán)重,現(xiàn)已很少用。對于不等長雙橫臂式懸架,只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長度,并通過合理的布置,就可以使輪距及前輪定位參數(shù)變化均在可接受的限定范圍內(nèi),保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。目前不等長雙橫臂式懸架已廣泛應(yīng)用在轎車的前后懸架上,部分運(yùn)動型轎車及賽車的后輪也采用這懸架結(jié)構(gòu)。懸架作用懸架是汽車中的一個重要總成,它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來,關(guān)系到汽車的多種使用性能。從外表上看,轎車懸架僅是由一些桿、筒以及彈簧組成,但千萬不要以為它很簡單,相反轎車懸架是一個較難達(dá)到完美要求的汽車總成,這是因為懸架既要滿足汽車的舒適性要求,又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求,而這兩方面又是互相對立的。比如,為了取得良好的舒適性,需要大大緩沖汽車的震動,這樣彈簧就要設(shè)計得軟些,但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點(diǎn)頭”、加速“抬頭”以及左右側(cè)傾嚴(yán)重的不良傾向,不利于汽車的轉(zhuǎn)向,容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。因此,如果懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計不當(dāng),就會大大影響汽車產(chǎn)品的使用性能(如轉(zhuǎn)向沉重、擺振、輪胎偏磨、影響輪胎使用壽命等)。 SY-025-BY-2畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名王萌院系汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級車輛工程B07-2指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱礦用越野車懸架系統(tǒng)的設(shè)計一、設(shè)計(論文)目的、意義 礦用越野車在我國應(yīng)用較廣,其中懸架是礦用越野車的的主要部件,其設(shè)計的成功與否決定著車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性、舒適性等多方面的設(shè)計要求。設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的懸架系統(tǒng),能大大降低整車生產(chǎn)的總成本,推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以本題設(shè)計一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的礦用越野車懸架系統(tǒng)具有一定的實(shí)際意義。二、設(shè)計(論文)內(nèi)容、技術(shù)要求(研究方法)(一)設(shè)計內(nèi)容 本設(shè)計參考車型為SMV礦用越野車的技術(shù)參數(shù),參數(shù)如下總長x總寬x總高(mm) 5500x1800x2100 軸距(mm) 3300整車整備質(zhì)量(kg) 4700 滿載質(zhì)量(kg) 7800空載前橋軸荷(kg) 2320 滿載前橋軸荷(kg) 2380空載后橋軸荷(kg) 2380 滿載后拼軸荷(kg) 5420前簧中心距(mm) 770 前輪距(mm) 1575后簧中心距(mm) 1000 后輪距(mm) 1575最高車速(kmh) 50 滿載質(zhì)心高(mm) 1000 確定懸架總體結(jié)構(gòu),彈性元件設(shè)計,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計,減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計,主要參數(shù)的確定,對主要參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核,驗證設(shè)計的合理性。(二)研究方法1、 參考相關(guān)資料,對比各種懸架優(yōu)缺點(diǎn),初步確定設(shè)計方案。2、 實(shí)地考察相關(guān)類型的車,為最終設(shè)計方案提供依據(jù)。3、利用Autocad軟件建立礦用越野車懸架二維圖紙。三、設(shè)計(論文)完成后應(yīng)提交的成果(一)計算說明部分完成設(shè)計說明書1.5萬字。其中包括懸架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,尺寸設(shè)計,強(qiáng)度校和部分。(二)圖紙部分前后懸架總裝配圖及零件圖一套。四、設(shè)計(論文)進(jìn)度安排(1)調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報告 第12周(2月28日3月13日) (2)確定總體方案 第34周(3月14日3月27日)(3)前懸架設(shè)計 第5周 (3月28日3月3日) (4)后懸架設(shè)計 第6周(3月4日4月10日) (5)零件參數(shù)設(shè)計 第78周(4月11日4月24日) (6)懸架主要零件強(qiáng)度校核 第910周(4月25日 5月15日) (7)書寫設(shè)計說明書第1113周(5月16日5月29日) (8)設(shè)計審核、修改設(shè)計說明書第1416周(5月31日6月19日)(9)畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周(6月20日6月26日)五、主要參考資料 1龔曙光.ANSYS在應(yīng)力分析設(shè)計中的應(yīng)用.CAD/CAM計算機(jī)輔助設(shè)計與制造.2001,(7):70-802工程中的有限元方法(第3版)機(jī)械工業(yè)出版社,20043黃天澤,黃金陵汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計機(jī)械工業(yè)出版社,20004孫桓主編.機(jī)械設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社出版5余志生 汽車?yán)碚揗,機(jī)械工業(yè)出版社,19876陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.人民交通出版社出版7吳鎮(zhèn)著.理論力學(xué).上海:上海交通大學(xué)出版社,19978呂慧瑛.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京:清華大學(xué)出版社,2002六、備注指導(dǎo)教師簽字:年 月 日教研室主任簽字: 年 月 日本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 礦用越野車懸架系統(tǒng)的設(shè)計 系部名稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級: 車輛工程B07-2班 學(xué)生姓名: 王萌 指導(dǎo)教師: 王永梅 職 稱: 講 師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院二一一年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeMine off-road Vehicle Suspension System DesignCandidate:WangMengSpecialty:Vehicle EngineeringClass: B07-2Supervisor:Lecturer. Wang YongmeiHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告設(shè)計(論文)題目: 礦用越野車懸架系統(tǒng)的設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2 學(xué) 生 姓 名: 王萌 導(dǎo) 師 姓 名: 王永梅 開 題 時 間: 2011年3月14日 指導(dǎo)委員會審查意見: 簽字: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名王萌院系汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級車輛工程B07-2指導(dǎo)教師姓名王永梅職稱講師從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱礦用越野車懸架系統(tǒng)的設(shè)計一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 (一) 礦用越野車現(xiàn)狀近年來,越野車的越野性和安全性越來越被人們關(guān)注,應(yīng)用范圍也越來越廣,現(xiàn)在有多種用途的越野車輛,其中礦用越野車就是其中的一種。這類車不僅僅提高了汽車的牽引性和通過性,更重視汽車的轉(zhuǎn)向性、行駛性和制動性。在我國大多數(shù)礦山、煤礦的惡劣路況條件下作業(yè)的專用礦用越野車比較少,很多都是現(xiàn)有的普通二驅(qū)車輛,不僅不能完成惡劣條件下的運(yùn)輸作業(yè),而且防爆安全也存在重大的隱患。公司根據(jù)市場需求,研制適用于上述礦區(qū)條件的礦用越野車將會滿足大多數(shù)礦區(qū)作業(yè)需求,填補(bǔ)國內(nèi)同行業(yè)空白。由于井下道路狀況較差,形同越野路面,礦用越野防爆車對于提高井下勞動效率,改善工人的勞動條件和減輕勞動強(qiáng)度顯得尤為重要。我國目前尚未有此類產(chǎn)品,在用礦用越野車均為進(jìn)口產(chǎn)品,因此設(shè)計該款車在替代進(jìn)口,結(jié)束國外公司的壟斷,研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的礦用越野車等方面具有重要的意義。國內(nèi)礦用井下越野車輛基本為澳大利亞的SMV及德國的PAUS壟斷,購買和維護(hù)費(fèi)用高昂,制約其大量推廣使用,自主開發(fā)一款適合中國國情的,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的礦用越野車顯得迫在眉睫。本論文研究的特種防爆礦用越野車國產(chǎn)化程度高,無論在購買成本和使用成本等方面都將大大低于進(jìn)口產(chǎn)品,設(shè)計針對性較強(qiáng),在性能上將更加適應(yīng)我國井下作業(yè),針對井下作業(yè)車這一細(xì)分市場其前景非??春?。汽車懸架系統(tǒng)是安裝在車橋和車輪之間, 用來吸收汽車在高低不平的路面上行駛所產(chǎn)生的顛簸力。因此, 汽車懸架系統(tǒng)對汽車的操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性都有很大的影響。由于懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到不斷改進(jìn), 其性能及其控制技術(shù)也得到了迅速的提高。(二) 國外汽車懸架系統(tǒng)現(xiàn)狀在國外,汽車懸架運(yùn)動學(xué)的研究起步較早,七十年代工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始研究基于振動主動控制的主動、半主動懸架系統(tǒng)。這種懸架系統(tǒng)是典型的非線性機(jī)、電、液一體化動力系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)、測控技術(shù)、機(jī)械動力學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展,使汽車懸架系統(tǒng)由傳統(tǒng)被動隔振發(fā)展到振動主動控制。特別是信息科學(xué)中對最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的研究,不僅在理論上取得令人矚目的成績,同時已開始應(yīng)用于汽車懸架系統(tǒng)的振動控制,使懸架系統(tǒng)振動控制技術(shù)得以快速發(fā)展。目前,已經(jīng)逐漸成為汽車性能完善的重要技術(shù)之一。,而汽車懸架彈性運(yùn)動學(xué)的研究是在上世紀(jì)80年代興起的。德耶爾森賴姆帕爾著的汽車底盤基礎(chǔ)對車輪定位參數(shù)做了準(zhǔn)確的定義,著重分析了車橋運(yùn)動學(xué)和彈性運(yùn)動學(xué)時軸距、輪距、側(cè)傾軸線和前輪定位參數(shù)的變化對懸架性能的影響以及對整車操縱穩(wěn)定性的影響。阿達(dá)姆措莫托著的汽車行駛性能131和安培正人著的汽車的運(yùn)動與操縱介紹了懸架運(yùn)動學(xué)對汽車行駛性能的影響,并對懸架彈性運(yùn)動學(xué)對汽車操縱穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析。德國Wolfgang Matschinsky編寫的車輛懸架從懸架的理論建模、橡膠支撐的模型出發(fā)對懸架彈性運(yùn)動學(xué)特性的理論分析作了較為深入的研究。在懸架運(yùn)動學(xué)分析中,將懸架簡化成多連桿機(jī)構(gòu),用圖解法來分析輪胎的跳動所引起的懸架變形;在懸架彈性運(yùn)動學(xué)分析中,則對懸架模型作了受力分析,推導(dǎo)出變形與力的關(guān)系,并將橡膠襯套鉸接的處理簡化成三根兩兩垂直的彈簧。(三) 國內(nèi)汽車懸架系統(tǒng)現(xiàn)狀在國內(nèi),近幾十年來才逐步開展對汽車懸架運(yùn)動學(xué)的研究。中國工程院院士郭孔輝所著汽車操縱穩(wěn)定性對懸架運(yùn)動學(xué)作了最為系統(tǒng)的分析,并且在國內(nèi)首次提出了從側(cè)向力、縱向力轉(zhuǎn)向的角度研究懸架運(yùn)動學(xué)。吉林大學(xué)的林逸教授等人在90年代也先后在各報刊發(fā)表文章闡述了橡膠元件的基本性能,著重分析了獨(dú)立懸架中橡膠元件對汽車操縱穩(wěn)定性的和平順性的影響,并提出了處理彈性運(yùn)動學(xué)問題的一般思路和方法。吉林大學(xué)工學(xué)博士楊樹凱發(fā)表博士論文橡膠襯套對懸架彈性運(yùn)動與整車轉(zhuǎn)向特性影響的研究,重點(diǎn)分析了影響懸架彈性運(yùn)動的因素及本質(zhì)原因(橡膠襯套變形)。在分析懸架橡膠襯套工況特點(diǎn)和傳統(tǒng)襯套模型不足的基礎(chǔ)上,基于有限元與模態(tài)綜合理論建立了面向結(jié)構(gòu)的橡膠襯套柔性體模型,并進(jìn)行了試驗研究。雖然國內(nèi)學(xué)者對普通汽車懸架的設(shè)計已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作,如多連桿獨(dú)立懸架、雙橫臂獨(dú)立懸架等。但對一些特種車輛的懸架設(shè)計研究很少,如該礦用作業(yè)越野防爆車的多連桿非獨(dú)立懸架。如果把普通汽車的懸架設(shè)計經(jīng)驗套加在此特種汽車懸架設(shè)計的研究上,是不合適的。因此,有必要將其作為特殊對象來加以研究。該特種礦用作業(yè)車是應(yīng)我國某礦生產(chǎn)現(xiàn)場人員的強(qiáng)烈要求,為提高工作效率、減少安全事故專門開發(fā)的4x4防爆車輛。(四)選題的目的和意義礦用越野車在我國應(yīng)用較廣,其中懸架是礦用越野車的的主要部件,其設(shè)計的成功與否決定著車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性、舒適性等多方面的設(shè)計要求。設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的懸架系統(tǒng),能大大降低整車生產(chǎn)的總成本,推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以本題設(shè)計一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的礦用越野車懸架系統(tǒng)具有一定的實(shí)際意義。二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題本文研究的對象是某礦用越野特種防爆車,其前后懸架都采用多連桿非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)形式??紤]到該車載荷較大,且整車縱向長度有限制,在懸架設(shè)計時,采用螺旋簧式的多連桿非獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式。主要參數(shù)如下:總長x總寬x總高(mm) 5500x1800x2100 軸距(mm) 3300整車整備質(zhì)量(kg) 4700 滿載質(zhì)量(kg) 7800空載前橋軸荷(kg) 2320 滿載前橋軸荷(kg) 2380空載后橋軸荷(kg) 2380 滿載后拼軸荷(kg) 5420主銷后傾() 0 主銷內(nèi)傾() 8車輪外傾() 1 前束角 (mm) 3.58前簧中心距(mm) 770 前輪距(mm) 1575后簧中心距(mm) 1000 后輪距(mm) 1575最高車速(kmh) 50 滿載質(zhì)心高(mm) 1000車輪滾動半徑(mm) 4981.設(shè)計的基本內(nèi)容(1)懸架系統(tǒng)的總體方案設(shè)計,包括對懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計和系統(tǒng)各零部件的總體布置設(shè)計;(2)對懸架的主要參數(shù)進(jìn)行計算及強(qiáng)度校和;(3)運(yùn)用AutoCAD軟件做出懸架的裝配圖及零件圖;(4)總結(jié)設(shè)計過程,完成設(shè)計說明書;2.擬解決的主要問題(1)懸架參數(shù)的選擇及對參數(shù)的計算;(2)彈性元件的計算及校核;.(3)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的計算及校核;(4)減震器的計算及校核;(5)運(yùn)用AutoCAD繪出懸架系統(tǒng)的二維裝配圖及零件圖;三、技術(shù)路線(研究方法)查閱資料前懸架總體設(shè)計對主要參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核懸架總體方案的確定彈性元件設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計完成設(shè)計說明書后懸架總體設(shè)計四、進(jìn)度安排(1)調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報告 第12周(2月28日3月13日) (2)確定總體方案 第34周(3月14日3月27日)(3)前懸架設(shè)計 第5周 (3月28日3月3日) (4)后懸架設(shè)計 第6周(3月4日4月10日) (5)零件參數(shù)設(shè)計 第78周(4月11日4月24日) (6)懸架主要零件強(qiáng)度校核 第910周(4月25日 5月15日) (7)書寫設(shè)計說明書第1113周(5月16日5月29日) (8)設(shè)計審核、修改設(shè)計說明書第1416周(5月31日6月19日)(9)畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周(6月20日6月26日)五、參考文獻(xiàn)1黃天澤,黃金陵汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計機(jī)械工業(yè)出版社,20002孫桓主編.機(jī)械設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社出版3余志生 汽車?yán)碚揗,機(jī)械工業(yè)出版社,19874李軍. 汽車主動懸架控制方法的現(xiàn)狀與發(fā)展J . 渝州大學(xué)學(xué)報 ,1999 4 :58 61. 5喻凡. 郭孔輝 ,車輛懸架的最優(yōu)與自校正控制J . 汽車工程 ,1998 4:193 200. 6張求理. 主動懸架的發(fā)展和技術(shù)現(xiàn)狀J.世界汽車1996,84 6. 7陳無畏. 汽車半主動懸架的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制J.汽車工程, 1998 (1)195 200. 8王望予汽車設(shè)計M北京:機(jī)械工業(yè)出版社(第4版)20059左曙光,熊偉,趙清理螺旋彈簧非獨(dú)立懸架側(cè)傾角剛度影響因素分析J武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版)第26卷第6期2002,1210張元胤,雷雨成,王小瓊螺旋彈簧懸架安裝傾角分析J機(jī)械設(shè)計與制造200411馬春泉井下防爆軌道機(jī)車的特點(diǎn)和發(fā)展四煤礦自動化1998年第3期。12鮑子強(qiáng)煤礦井下機(jī)車的粘著重量與牽引性能分析J煤礦機(jī)械1990年第10期13郝中德煤礦防爆柴油機(jī)車應(yīng)改進(jìn)的一些問題J煤1995年第4卷第2期14楊樹凱橡膠襯套對懸架彈性運(yùn)動與整車轉(zhuǎn)向特性影響的研究吉林大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文2008,0615【德國】約森賴姆佩爾(德國)懸架元件及底盤力學(xué)第一版吉林科學(xué)技術(shù)出版社199216陳家瑞汽車構(gòu)造(下冊) M人民交通出版社2005六、備注指導(dǎo)教師意見:簽字: 年 月 日
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