輕型貨車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名系部汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級(jí)指導(dǎo)教師姓名職稱講師從事專業(yè)車輛工程是否外聘口是■否題目名稱輕型貨車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、課題研究現(xiàn)狀、目的和意義1、研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)汽車懸架彈簧生產(chǎn)企業(yè)160余家，遍布全國(guó)各地，具有規(guī)模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)（生產(chǎn)規(guī)模在0.8萬(wàn)噸以上）約80余家。產(chǎn)品質(zhì)量水平剛達(dá)到國(guó)外先進(jìn)國(guó)家90年代水平。大部分企業(yè)規(guī)模較小，生產(chǎn)集中度低，散亂差問(wèn)題較嚴(yán)重。其中真正形成大規(guī)模、大批量生產(chǎn)的企業(yè)為數(shù)不多，大多仍停留在簡(jiǎn)單生產(chǎn)工藝的水平上，產(chǎn)品成本較高，難以參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)高檔次汽車鋼板懸架彈簧的企業(yè)只有4家：一汽集團(tuán)遼陽(yáng)汽車彈簧廠、東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司、重慶紅巖汽車彈簧廠、山東汽車彈簧廠，他們都具有生產(chǎn)多種疊片簧、漸變剛度彈簧、少片變截面鋼板彈簧和雙曲率半徑及平直段的汽車鋼板彈簧的能力。國(guó)內(nèi)能夠同時(shí)生產(chǎn)客車、貨車、轎車懸架彈簧的廠家只有三個(gè)：一汽集團(tuán)遼陽(yáng)汽車彈簧廠、東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司、山東汽車彈簧廠。自主開(kāi)發(fā)是中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的保障。我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)初具規(guī)模，但是面臨著能源緊張、技術(shù)落后、自主品牌嚴(yán)重缺乏以及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)加劇帶來(lái)的壓力。我國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)要加速、持續(xù)和健康的發(fā)展，并成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，必須堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，選擇面向自主發(fā)展具有中國(guó)特色的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新模式，推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)、技術(shù)的進(jìn)步、以及民族品牌的崛起?，F(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。懸架技術(shù)的每次跨越，都和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)制造技術(shù)、運(yùn)動(dòng)仿真等為懸架的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的保障。懸架的發(fā)展也給相關(guān)學(xué)科提出更高的理論要求，使人類的認(rèn)識(shí)邁向新的、更高的境界。汽車懸架按導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架兩大類。非獨(dú)立懸架主要用于貨車和客車前、后懸架。隨著高速公路網(wǎng)的快速發(fā)展，促使汽車速度不斷提高，使得非獨(dú)立懸架已不能滿足行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等方面提出的要求。因此，獨(dú)立懸架獲得了很大的發(fā)展空間。獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，兩側(cè)的車輪各自獨(dú)立地與車架或車身彈性連接，因而具有很多優(yōu)點(diǎn)。獨(dú)立懸架中尤其是雙橫臂獨(dú)立懸架得到了廣泛的應(yīng)用。汽車懸架按其振動(dòng)的控制方式分為被動(dòng)、半主動(dòng)和主動(dòng)懸架3種基本類型。20世紀(jì)80年代以來(lái)主動(dòng)懸架開(kāi)始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)中。我國(guó)在半主動(dòng)和主動(dòng)懸架的研究方面起步晚，與國(guó)外的差距大在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，福特公司和日產(chǎn)公司首先在轎車上應(yīng)用，取得了較好的效果主動(dòng)懸架雖然提出早，但由于控制復(fù)雜，并且牽涉到許多學(xué)科，一直很難有大的突破。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，僅應(yīng)用于排氣量大的豪華汽車，未見(jiàn)國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)品采用此技術(shù)的報(bào)道，只有北京理工大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)等少數(shù)幾個(gè)單位對(duì)主動(dòng)懸架展開(kāi)研究。研究證明主動(dòng)懸架的平順性能最好。它采用許多新興的控制技術(shù)和使用大量電子器件，可使懸架的穩(wěn)定性得到保證因此，主動(dòng)懸架的平順性和操縱穩(wěn)定性是最好的，是汽車懸架必然的發(fā)展方向。由于種種原因，我國(guó)的汽車絕大部分采用被動(dòng)懸架。被動(dòng)式懸架汽車姿態(tài)（狀態(tài)）只能被動(dòng)地取決于路面及行駛狀況和汽車的彈性元件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減振器這些機(jī)械零件。1934年世界上出現(xiàn)了第一個(gè)由螺旋彈簧組成的被動(dòng)懸架。被動(dòng)懸架的參數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定，在行駛過(guò)程中保持不變，它是一系列路況的折中，很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況，減振的效果較差。為了克服這種缺陷，采用了非線性剛度彈簧和車身高度調(diào)節(jié)的方法，雖然有一定成效，但無(wú)法根除被動(dòng)懸架的弊端。被動(dòng)懸架主要應(yīng)用于中低檔轎車上，現(xiàn)代轎車的前懸架一般采用帶有橫向穩(wěn)定桿的麥弗遜式懸架，比如桑塔納、夏利、等車，后懸架的選擇較多，主要有復(fù)合式縱擺臂懸架和多連桿懸架。被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不可調(diào)的，依照隨機(jī)振動(dòng)理論，它只能保證在特定的路況下達(dá)到較好效果。但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，成本相對(duì)低廉且不需額外能量，因而應(yīng)用最為廣泛。在我國(guó)現(xiàn)階段，仍然有較高的研究?jī)r(jià)值。被動(dòng)懸架性能的研究主要集中在三個(gè)方面:①通過(guò)對(duì)汽車進(jìn)行受力分析后，建立數(shù)學(xué)模型，然后再用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)或有限元法尋找懸架的最優(yōu)參數(shù)；②研究可變剛度彈簧和可變阻尼的減振器，使懸架在絕大部分路況上保持良好的運(yùn)行狀態(tài)；③研究導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使汽車懸架在滿足平順性的前提下，穩(wěn)定性有大的提高。2、選題的目的和意義輕型貨車在我國(guó)應(yīng)用較廣，其中懸架是輕型貨車的的主要部件，其設(shè)計(jì)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(jì)要求。設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的懸架系統(tǒng)，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以本題設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的輕型貨車懸架系統(tǒng)具有一定的實(shí)際意義。二、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題1、 基本內(nèi)容：本設(shè)計(jì)采用MEIYATM1021輕型貨車主要參數(shù)：外型尺寸(長(zhǎng)x寬x高)(mm):5095X1710X1720、總質(zhì)量(Kg):2315、整備質(zhì)量(kg):1490、軸距(mm)：3025、前懸/后懸(mm)：845/1225、前輪距：1460、后輪距：1440；前后懸架總體方案的確立；前懸架的設(shè)計(jì)；后懸架的設(shè)計(jì)；彈性元件的計(jì)算；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；減震器的設(shè)計(jì)；主要零件參數(shù)的校核；2、 擬解決的主要問(wèn)題：前、后懸架總體方案的設(shè)計(jì)；彈性元件參數(shù)的校核；三、技術(shù)路線（研究方法）調(diào)研并查閱相關(guān)資料調(diào)研并查閱相關(guān)資料減振器設(shè)計(jì)-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)彈性元件計(jì)算減振器設(shè)計(jì)-導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)彈性元件計(jì)算確定主要參數(shù)主要零件參數(shù)的校核利用AUTOCAD繪圖1r完成畢業(yè)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)四、論文進(jìn)度安排（1） 調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開(kāi)題報(bào)告第1?2周（2月28日?3月13日）（2） 確定總體方案第3?4周（3月14日?3月27日）（3） 懸架參數(shù)設(shè)計(jì)第5?6周（3月28日?4月10日）（4） 進(jìn)行模型驗(yàn)證，可行性分析第7?8周（4月11日?4月24日）（5） 懸架主要零件強(qiáng)度校核第9?10周（4月25日?5月15日）（6） 書(shū)寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第11?13周（5月16日?5月29日）（7） 設(shè)計(jì)審核、修改設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第14?16周（5月31日?6月19日）（8） 畢業(yè)設(shè)計(jì)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)谷正氣.汽車空氣動(dòng)力學(xué)[M].北京：人民交通出版社，2005；余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003；龍東干.蒙特卡洛法在機(jī)械零件可靠性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].石油機(jī)械.2002；任衛(wèi)群.車-路系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中的虛擬樣機(jī)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005；徐逢源主編富康轎車使用維修問(wèn)答.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999；清華大學(xué)汽車工程系.汽車構(gòu)造[M].北京人民郵電出版社，2003；張義民.汽車零部件可靠性設(shè)計(jì)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，2000;駱紅云，隨紅心.汽車懸架系統(tǒng)與振動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)量的關(guān)系[J].吉林工學(xué)院報(bào)，2001；李良巧.機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)與分析[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1998；殷國(guó)棟，陳南，李普.基于降階觀測(cè)器的四輪轉(zhuǎn)向車輛擾動(dòng)操縱穩(wěn)定性控制[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2004；李敬東.汽車空氣懸架彈簧匹配技術(shù)研究[D].江蘇大學(xué).2007焦鳳.四輪轉(zhuǎn)向汽車虛擬建模與閉環(huán)控制操縱動(dòng)力學(xué)仿真[D].南京：東南大學(xué)，2004；Dipling,Jornsenreimpel.lTheAutomotiveChassis:En-gineeringPrinciples[M].London:BritishLibraryCataloguinginpublicationData,2001.KeiichiMotoyama,Ph.DandTakashiYamanaka.AStudyofSuspensionDesignUsingOptimizationTechniqueandDOE[C].MechanicalDynamics,Inc.InternationalADA