开题报告-乘用车四分之一悬架试验台设计.doc

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院：机械与动力工程学院专 业：车辆工程设计题目：乘用车1/4悬架试验台设计指导教师: 2017年 3月5日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 771487文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；4学生的“学号”要写全号（如0201140102,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕 业 设 计 开 题 报 告1选题依据：1.1 本课题研究的目的、内容和意义 现如今汽车行业正在蓬勃发展，各国都在对汽车行业的发展委以重任，而我国将汽车行业的发展视为重中之重1，近几年来，我国在汽车销售方面上升势头很是凶猛，而到今天已经稳稳霸占世界第一的位置。而汽车也从过去的奢侈品逐渐成为人们生活中的必需品，成为我们出行最重要的一个工具2。 也正因如此，人们开始更加注重汽车的驾驶体验，对于乘坐汽车的舒适性和行驶过程中的平顺与安全性的要求也更高。而与之相关，汽车悬架的性能与品质就变得至关重要。为了人们能够有更好的驾驶体验3，我们需要对汽车悬架的各种性能进行检测，特别是对悬架的振动性能和转向性能进行测试，汽车悬架试验台也就应运而生。而有些时候，受限于各种因素的影响，我们很难对整车进行检测，此时便会通过1/4悬架检测台对悬架进行检测4。1.2 国内外研究现状 随着人们生活水平的提高，大家对于驾驶体验的要求也在提高，因此，人们急需一种能够对汽车的悬架的相关性能进行快速检测的仪器设备，世界各国的科学家们也都在为此设备的问世做着最大的努力5。 在国外，他们对于汽车悬架的研究起步较早，目前他们的汽车悬架检测及维修技术正在向着电子化和集成化的方向发展，如今他们的某些仪器已经实现了机电一体化，日本弥荣公司已经将汽车制造装置、车速检测仪、排放分析仪器和四轮定位仪等组合在一起，它不仅可以测定汽车的四轮定位参数，还可以对汽车悬架性能、发动机功率、汽车振动等诸多功能一同测试，实现了一专多能的特性6。 在国内，虽说人们对于悬架的研究起步较晚，但如今很多大型企业和设有汽车相关的专业的学校都已经对悬架进行了相应的研究和开发7。目前大家常用的悬架检测方式是通过检测车轮与地面之间的接触的原理来进行悬架性能的检测，最为大家所熟知和使用的检测台为谐振式检测台，而它又可分为测力式和测振幅式两种方式，相比于测振幅式，测力式更为大家多接受。1.3 现有试验台及性能分析在过去，人们大多运用自己的经验，依靠自己多年的工作经验来观察悬架用以判断悬架的性能好坏，大致为看一下弹簧是否出现裂纹，悬架减振器是否出现漏油现象，弹簧和导向机构是否出现连接松动的现象，螺栓有没有脱落等等8。很明显，这种检测方法太过于考验检测人员的经验以及专业素养，同时存在个人主观性评价过强，结果可靠性不足的缺点。之后才逐渐出现了专业的汽车悬架试验台，如今试验台按其激励方式可划分为按压式、跌落式、共振式和平板制动式四种9。下面对其进行简要分析：1.3.1 按压式 它的原理是人工用力或者通过机器将车体往下按，到达一定程度后释放，车体此时会做逐渐衰减的振动，同时用检测仪器将汽车的振动记录下来，根据形成的曲线来对汽车的悬架性能进行评价。此方法优点在于成本低，且检测的方法简单；而缺点则是得出来的结论不够精确，可靠性不足。1.3.2 跌落式顾名思义，这种方法是用某一装置将汽车提升到某一高度，或是将车向下拉紧，之后将车释放，通过检测仪器来记录其运动曲线，之后分析悬架性能。 此方法优点在于检测结果的准确性更高，且能够较好地模拟汽车的实际运动；而缺点则在于同一轴上的两悬架不能单独检测，而且该方式所用检测装置过于繁多，不适于实际应用。1.3.3 共振式这是目前应用最为广泛的一种方式，而这种方式本身又可细分为转鼓式和平板式两种。转鼓式为将转鼓表面做成不平状，它可通过改变转鼓的转速从而达到控制激振的频率的目的。此种方式的优点在于结构简单，车轮和转鼓之间的相互作用更加接近于与实际路面之间的接触。而缺点则是检测台成本较高，检测时对于车轮的固定要求很高，固定不好会严重影响检测结果。而平台式则是让试验台按照正弦规律做往复运动，用偏心轮来实现激振的功能。这种方式目前使用较为广泛，但是因为检测数据难以保存，因此很少用于人工维修作业。1.3.4 平板制动式此方法为驾驶员驾驶车辆驶上试验台，之后快速踩下制动器，让四个车轮得以在四块试验台上完成制动，利用制动点头现象所产生的振动测出该车的运动曲线，从而完成对悬架的评价。 此方式有点在与更加接近真实路况，能够较为真实的显示出汽车悬架的性能优劣，而且能够同时检测多个项目。缺点则是太依赖于驾驶员的操作技术，一旦操作失误，试验就将重做，而且很难重复操作10。参考文献：1 李理光.中国大学生方程式赛车赛事手册M.中国汽车工程协会.20112 陈家瑞，马天成.汽车构造M. 北京：人民交通出版社.20113 朱艳茹. 测力式汽车悬架特性检测台开发研究D.吉林大学硕士学位论文.2005：14-164 夏均忠，杜艾永.汽车检测技术与设备M.北京：机械工业出版社.20095 权小青.汽车悬架装置检测台工作原理和测试方法J.中国标准化. 2005（10）：326 安相璧，马麟丽.汽车检测诊断技术M.北京：北京理工大学出版社.20057 焦生林，顾国祥.悬架特性检测J.汽车维修与修理. 2003（2）：16-178 魏彦召，周锋，曾昀.汽车悬架性能测试技术的研究J.机械设计与制造.2005（6）：154-155.9 刘圣田，吕安涛.浅谈汽车悬架性能检测实验台M.济南交通高等专科学校.（250023）10 陈欣，林逸，王焕明等.悬架元件对悬架性能的影响J.汽车技术.1996 11 刘学东.汽车悬架特性测控系统研究D.硕士论文.吉林：200112 潭超，刘宝记.悬架减震器特性研究J.汽车专家.199813 S. Chepkasov, G. Markin, A. Akulova. Suspension Kinematics Study of the Formula SAE Sports CarJ.Procedia Engineering 150 ( 2016 ) 1280 128614 Anirban C. Mitraa, Kiranchand G. R.b, Tanushri Sonic, Nilotpal Banerjeed. Design of Experiments For Optimization Of Automotive Suspension System Using Quarter Car Test RigJ.Procedia Engineering 144 ( 2016 ) 1102 1109 15 Sonia Martinez,Jorge Cortes, and Francesco Bullo.Analysis and Design of Oscillatory Contorl Systems.IEEE Transactions on Automatic Cotrol.2003. 48 (7):1164-1177 毕 业 设 计 开 题 报 告设计方案：2.1 方案确定此试验台包括底板、立柱、上承重板和下承重板，其中底板是这个试验台的基础，它承担着固定和支撑汽车悬架装置和整个重量的重任，用螺栓将其固定于地上。该试验台的驱动装置中的偏心轴通过联轴器与电机相连，为轴输入动力。偏心轴可通过自身的旋转将电机赋予的旋转运动转换为水平和垂直两个方向的运动，完成对于悬架的振动测试。转向测试则是依赖减速器将电动机转速降低，之后通过曲柄滑块机构，连接车轮转向节，通过推拉转向节完成对悬架的转向测试。针对于不同的车型，我们可以更换各自车型的悬架装置，质量通过改变配重块的数量完成模拟。2.2 设计内容1 前言1.1 本课题研究背景1.2 现有实验台及性能分析1.3 国内外研究现状2 试验台总体方案设计2.1 1/4悬架试验台模型设计2.2 试验台主体设计3 试验台各元件的设计计算3.1 电动机的选择3.2 承重横梁的设计计算3.3 转轴的设计与校核3.4 偏心轮的设计计算3.5 轴承的选择和计算3.6 圆环套的设计3.7 减速器的设计3.8 控制转向装置设计3.9 试验台台板的设计计算3.10 夹紧装置的设计3.11 固定座轴承的设计与校核3.12 电动机与联轴器键间的选择与校核3.13 联轴器与传动轴间键的选择与校核3.14 导轨的设计3.15 立柱的设计3.16 底座的设计3.17 联轴器的选择3.18 其他零件的设计4 试验台有限元分析4.1 有限元分析软件简介4.2 静力学分析基本原理4.3 模型的静力学分析5 总结与展望2.3 进程安排 第一周 查阅相关资料，熟悉课题，了解信息； 第二周 阅读有关书籍，根据任务书的要求参考有关资料，写出开题报告； 第三、四周 阅读有关悬架，汽车性能检测技术等的书籍，完成英文翻译； 第五周 进一步查阅资料，并学习CAD和Pro-E软件， 第六、七、八周 完成1/4汽车模型的创建和试验台的设计； 第九周 结合测量工具对试验台进行分析计算； 第十周 确认该试验台的实用性； 第十一、十二周 开始撰写说明书； 第十三周 完成毕业设计说明书； 第十四周 准备答辩。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见： 指导教师： 年 月 日附件：参考文献注释格式学术期刊 作者论文题目J期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰,胡征,景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展J. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorodsJ. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称C，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国 谢去病 王群重子湮没快度关联的研究见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集C，北京：中国高等科学技术中心，1996：105图书 著者书名M版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4韩其智