开题报告-电动赛车多连杆式后悬架结构设计

PAGE中北大学信息商务学院毕业设计开题报告学生姓名：学号：系名：机械工程系专业：车辆工程设计题目：FSAE电动赛车多连杆式后悬架结构设计与分析指导教师2017年2月13日

开题报告填写要求1．开题报告作为毕业设计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，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；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．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。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GB7714—87《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1301014101），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/T7408—94《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“2016年12月1日”或“2016-12-01”；6.指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。

毕业设计开题报告文献综述一、概述中国大学生方程式汽车大赛（FormulaStudentChina,简称：FSC）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。FSC是一项非盈利社会公益性事业，项目的运营和发展整合了优秀高等院校资源、整车和零部件制造商资源，获得了政府部和社会各界的大力支持以及品牌企业的资助。社会各界对FSC项目投入的人力支持和资金支持将全部用于赛事组织、赛事推广和为参赛学生设立赛事奖金。2010年第一届FSC（FSAE）由中国汽车工程学会、中国21所大学（专）汽车院系、易车（BITAUTO）联合发起并成功举举办,截止2012年11月份，中国已经连续举办了3届FSAE比赛，参赛队伍数量已经由2010年的20支上升到2012年41支。与此同时，北京理工大学、同济大学、厦门理工大学等学校先后成立FSAE车队，并赴国外参赛，积累了一定的比赛经验。FSC立足于中国汽车工程教育和汽车产业的现状，吸收并借鉴其他国家FS赛事成功经验，以培养中国未来汽车产业领导者和工程师为目标的公共教育平台。FSC通过全方位培训，提高学生们的设计、制造、成本控制、商业营销、沟通与协作等五方面的能力，全面提升汽车专业学生的综合素质，为中国汽车产业的发展积蓄人才。FSAE赛车的主要目的是为了全面提升学生的综合能力，同时通过活动创造学术竞争氛围，为院校提供交流平台，进而推动学科建设的提升。美国FSAE赛车相比于其他国家发展较早，其可追溯至20世70年代Mini－Indy赛车运动。1981年，第一届FSAE比赛在美国奥斯汀德克萨斯大学举行。经过30多年的发展，FSAE赛车运动在世界影响力日益凸显，比赛规模日益扩大。1998年，英国机械工程师协会举办了第一届英国FSAE比赛，从此FSAE入驻欧洲；2000年，澳大利亚举办第一届FSAE比赛；2003年，Formula

SAE

Japan开始在日本举行，FSAE赛车比赛正式落户亚洲；此外，巴西、意大利、德国等国家也相继举行了FSAE赛车比赛。另外，FSAE赛车比赛的深度也有所增加。除了传统的燃油车比赛，德国、日本、英国等国家也开始愈加重视电动汽车比赛的推动，德国于2010年开始举办了FSAE电动赛车比赛，拓展了FSAE比赛新领域，丰富了FSAE的内涵。二、悬架的设计及优缺点1、悬架的设计悬架是汽车上重要的组成部分,它是车架或承载式车身和车桥或车轮之间弹性连接并传递力和力矩的装置的总称。汽车悬架直接关系到汽车的平顺性和操纵稳定性。其主要功能有把路面作用于车轮的垂直反力支承力、纵向反力驱动力和制动力、侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架或车身上。与轮胎一起,吸收和缓冲汽车行驶中由于路面不平所造成的各种制动和冲击,从而保证乘客乘坐舒适和货物的安全。使车身和车轮之间保持有适当的动态几何关系,即车轮跳动时应有正确的运动规律。悬架一般有起着缓冲作用的弹性元件、减振作用的减振器、导向作用的导向机构三部分组成。悬架按左右两侧车轮的运动是否关联,可分为非独立悬架和独立悬架。其中,非独立悬架的结构特点是汽车两侧车轮安装在一根整体式车轴的两端。一侧车轮上下跳动时,一定会影响到另一侧车轮的定位参数主要是车轮外倾的改变,但车轮距不会变动。而独立悬架结构特点是左右两侧车轮之间没有刚性的车轴,车轮独自通过悬架的弹性元件和导向杆系与车架相连。在左右车轮的运动关系上,当一侧车轮跳动时,对另一侧车轮的定位参数不产生影响。车轮之间没有运动干涉的结构决定了它较非独立悬良好的性能。本次毕业论文所研究的多连杆后独立悬架主要包括上横臂、下前后摆臂、纵向推力杆、减振器、螺旋弹簧等,它们通过橡胶衬套和各种约束连接，其结构如图1所示图SEQ图\*ARABIC11一减振器；2、12一固定支架；3一纵向推力杆；4一轮毅；5、10一连接杆；6一后摆臂；8一副车架；9、13一上摆臂；11一制动器；14一前摆臂；15一垫圈；16一稳定杆17、18一衬套.悬架系统设计是赛车总体设计的一个重要组成部分，悬架的性能决定了赛车的性能表现。悬架设计是一个复杂的过程，涉及的参数计算和考虑因素比较多。不同的车型对悬架提出的设计要求是不同的。如一般轿车对悬架提出的设计要求有：1）保证汽车有良好的行驶稳定性；2）具有合适的衰减震动能力；3)保证汽车具有良好的操纵稳定性；4)有良好的隔音能力；5)汽车制动或加速时，要保证汽车稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适；6)结构紧凑、占用空间尺寸要小；7)可靠的传递车身与车轮之间的各种力与力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。如图2，典型的\t"/drive/200803/_blank"多连杆\t"/drive/200803/_blank"独立悬挂结构图。图SEQ图\*ARABIC2赛车悬架设计则要满足以下要求：1）要具有合适的衰减震动的能力；2）保证汽车具有良好的操纵稳定性；3）质量要轻；4）驾驶员操作和控制容易；5）安装方便并且易于调整；如图3、4所示，是国内外赛车后悬架图图SEQ图\*ARABIC3图SEQ图\*ARABIC42、多连杆式悬架的优缺点多连杆悬架的优点可以自由的确定主销偏移距,减小因径向载荷引起的干扰力和力矩很好地控制了在制动和加速期间车的纵向点头运动有利于控制车轮的前束、外倾和轮距宽度变化,因此具有良好的操纵稳定性可有效地降低轮胎的磨损,延长其使用寿命从弹性运动学角度来看,在侧向力和纵向力条件下前束角的改变以及行驶舒适性都能得到精确的控制车轮受力点分散,因此连杆可以做得较细小,减轻了质量。多连杆悬架的缺点结构复杂,装配要求高。杆件的增多,占用空间大,车轮跳动时会出现过约束的现象。杆件之间需要衬套,增加衬套的磨损。研发维修成本高。多连杆悬架系统是传统悬架中最先进的悬架系统。但多连杆悬架结构复杂,材料制造要求较高,维修困难,成本较高,使它多用于中高档轿车。赛车多连杆后独立悬架设计流程1、悬架系统结构选型2、设计车型指标的分析与确定3、导向机构设计4、弹性元件设计5、横向稳定杆设计6、减振器设计7、动态仿真8、生成包洛体参考文献：[1]刘松涛，刘云龙，吴宁宁，等.天津大学2010年赛车设计报告[R].上海：中国汽车工程学会，2010：3-28.[2]余志生.汽车理论[M].4版.北京：机械工业出版社，2006：161-175.[3]王望予.汽车设计[M].3版.北京：机械工业出版社，2002：134-139.[4]李嫚.FSAE赛车悬架的优化设计及分析[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2011.[5]吴健瑜，罗玉涛，黄向东.FSAE赛车双横臂悬架优化设计[J].机械设计与制造，2011（10）：120-122.[6]李大元．

低碳经济背景下我国新能源汽车产业发展的对策研究［J］．

经济纵横，2011（2）：72－75．[7]KarsuhikoKamiya,JunichiOkuse,KazufumiOoishi,TakeshiKoama,Junkondou,KunihitoTogashi,YukihiroMinezawa,SatoruTanaka.DevelopmentofIn-WheelMotorSystemforMicroEV:[M].EVS-18CD,Berlin,2001[8]O.Message,SamuelGallion.EVdrivers:mechatronicschallengesanddesigntrendanalysis[M].EVS-18CD,Berlin,2001[9]余志生．汽车理论[M]．北京：机械工业出版社，2000[10]王望予主编.汽车设计.北京.机械工业出版社.2006[11]BranislawHredzak,PhilipS.M.Chin.DesignofElectronicDifferentialandSlidingModeControllerforaDirectElectricVehicleWheelDrive[M].EVS-16CD,Beijing,1999[12]牛礼民等,FSAE赛车悬架系统结构设计.汽车工程师,2012(09).[13]罗鑫源，杨世文，杨军，王拖连,基于ADAMS的双横臂悬架的仿真及优化.公路与汽运,2011.9.[14]侯永涛等,基于UG的双横臂独立悬架运动学分析系统.农业机械学报，2011(12).[15]贾宝，梅雪峰,汽车双横臂独立悬架参数优化与仿真研究.沈阳航空航天大学学报,2012(06)[16]孙涛，吕彩琴，王凯，孙经瑞,汽车双横臂独立悬架的建模与仿真.信息技术,2011(04)[17]麻友良．电动汽车概论［M］．

北京：机械工业出版社，2012．[18]陈家瑞．汽车构造(下册)[M]．北京：机械工业出版社，2006[19]张洪欣.汽车设计[M].北京:机械工业出版社,1999

毕业设计开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题的设计流程：（1）首先要确定赛车主要框架参数。（2）确定悬架系统类型。（3）对选定的悬架结构进行设计分析。需解决的问题：参照国外FSAE赛车先进悬架形式，对中北大学FSC赛车的后独立悬架结构形式进行分析，进行必要运动学\动力学计算，以及主要元件设计计算，同时需要确定主要定位参数。研究手段：1.运用大学所学的基本课程为理论基础，以互联网为媒介和载体，了解悬架的结构特点。2.在图书馆和电子阅览室查阅参考文献和其他资料，以对这一课题的研究目的与任务有更深入的了解；3.进行必要的力学分析。4.对相关结构进行设计。5.绘零件图及装配图。毕业设计课题工作进度计划：2月13日~3月3日查阅相关文献，学习相关设计软件，完成开题报告与外文翻译；3月5日~3月10日完成开题答辩及开题报告修改；3月13日~4月7日学习相关软件，掌握solidworks、CAD使用方法；4月10日~4月30日根据收集到的资料进行独立悬架设计；5月5日~5月30日撰写毕业论文，包括设计说明书；6月1日~6月10日完成设计说明书及图纸初稿、指导教师评阅、定稿毕业设计的评阅；6月11日~6月15日