節(jié)能賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計【獨家畢業(yè)課程設(shè)計含任務(wù)書+開題報告+外文翻譯+中期報告+答辯PPT】,節(jié)能,賽車,轉(zhuǎn)向,系統(tǒng),設(shè)計,獨家,畢業(yè),課程設(shè)計,任務(wù)書,開題,報告,講演,呈文,外文,翻譯,中期,答辯,ppt 1 to of on of is of he of a is of of a a a is a to a to to is of is is to is by by on as of to be in it is to on on of to of of be as of In to to to To of is in a of as of is a of is on to so of 2 to in of of in to up of In to is to to up of of of of a to of on of of In of in to a in he of is of is to be in to to of of a of is to at of on by be he of is a a a a a is a In it a to In 3 of by to of is by so of he or of of is to as a in a is as a on an to in of to a he of is to of to to of of in a is as as of is of a of of as as is a it a to n of to of be on of a is of 4 at of f to up of of of or a is so be as In of of be in of to a to of on of of to In of of of a of to of of of to or of to to of of is to of of is of 0 to of of 30 in is In to of to of of to to to to 4 he of of of 5 In a in of of at to to in to he ou to to of be to of It is in of of of 0, of 0, of is is no to of of to of 6 節(jié)能車轉(zhuǎn)向裝置設(shè)計 1 節(jié)能車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)介紹 節(jié)能競技車輕量化、易操控的特點 ,使得其轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有汽車上使用的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)有很大的區(qū)別 ,但是現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法對于節(jié)能賽車的設(shè)計具有很大的借鑒意義。傳統(tǒng)汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 3個部分組成 ,需要轉(zhuǎn)向時 ,駕駛員對轉(zhuǎn)向盤施加操縱力 ,轉(zhuǎn)向盤對轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生一個力矩 ,該力矩通過轉(zhuǎn)向傳動軸輸入給轉(zhuǎn)向器。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大和改變運動方向后 ,該力矩傳到轉(zhuǎn)向直拉桿 ,再通過轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)使左右轉(zhuǎn)向節(jié)及由它所支承的轉(zhuǎn)向輪發(fā)生偏轉(zhuǎn) ,從而改變汽車的行駛方向。傳統(tǒng)汽車上的轉(zhuǎn)向技術(shù) ,例如多種形式的轉(zhuǎn)向器 與轉(zhuǎn)向助力技術(shù)等 ,都已經(jīng)在實踐中證明了是非常合理的 ,但是節(jié)能競技車上直接使用這些現(xiàn)有的技術(shù)并不可行 ,而應(yīng)該借鑒現(xiàn)有汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計原理和方法 ,以指導(dǎo)節(jié)能車轉(zhuǎn)向裝置的研究?？梢越梃b的原理和方法有下述幾點 :淤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)保留一般轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 3 個組成部分 ;于為了使汽車轉(zhuǎn)向前兩輪滿足一定的關(guān)系 ,要通過轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)來保證 ,現(xiàn)代汽車大部分采用的就是“阿克曼式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) ;現(xiàn)代轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計 ,已經(jīng)大規(guī)模采用計算機(jī)作為輔助設(shè)計工具 ,利用三維軟件對轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行運動學(xué)分析和優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)在已經(jīng)較為廣泛地被采用 ;現(xiàn)代 汽車強調(diào)的輕量化設(shè)計理念對于節(jié)能車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計具有很強的指導(dǎo)意義 . 2 節(jié)能車轉(zhuǎn)向總成布置方案的確定 節(jié)能車轉(zhuǎn)向設(shè)計是依據(jù)所選擇的車架方案來確定的 ,所以車輪配置的情況直接影響到轉(zhuǎn)向方案的制定。節(jié)能賽車可以自由選擇車輪配置及轉(zhuǎn)向方法 ,現(xiàn)有的車輪配置方式主要有以下三種 :前兩輪后一輪采用后輪驅(qū)動前輪轉(zhuǎn)向 ,前一輪后兩輪采用后輪驅(qū)動前輪轉(zhuǎn) ,前后各兩輪采用后輪驅(qū)動在考慮車輪布置的時候 ,首先放棄了四輪布置的方案 ,因為整車裝備質(zhì)量增加 ,輪胎滾動阻力增大 ,節(jié)能效果不理想 ;為了使機(jī)構(gòu)布置簡單 ,提高傳動效率 ,放棄了前一輪后兩 輪采用后輪差速驅(qū)動的方案 ;最后考慮前兩輪后一輪方案 ,具有構(gòu)造簡單、容易制作、穩(wěn)定性好、行駛阻力小的優(yōu)點。綜上考慮重點放在車輪定位準(zhǔn)確、操縱的輕便性及機(jī)構(gòu)的輕量化的研究上。在節(jié)能車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計上 ,一般采用阿克曼式結(jié)構(gòu) ,車輛轉(zhuǎn)向時 ,為了減少阻力 ,必須沿著一定的圓弧軌跡行駛 ,轉(zhuǎn)向輪的延長線落在無操縱性后輪軸的延長線上 ,內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)角要比外側(cè)輪大 ,采用這樣的操作轉(zhuǎn)向時 ,為了讓車輪轉(zhuǎn)動來操縱方向 ,就需要配置轉(zhuǎn)向 7 臂結(jié)構(gòu)。前兩輪操控轉(zhuǎn)向時 ,車輪的轉(zhuǎn)向軸和橫向拉桿的支點連線形成梯形結(jié)構(gòu)。將后輪車軸的中心部與前輪轉(zhuǎn)向軸相連 ,在兩條繪圖線上找到橫拉桿兩端的支點 ,然后通過設(shè)計轉(zhuǎn)向臂 ,就可以在設(shè)計過程中實現(xiàn)梯形的形狀。 3 節(jié)能車轉(zhuǎn)向總成的分析與計算 節(jié)能車轉(zhuǎn)向裝置包括三大總成 :轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)。節(jié)能車轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向車把、轉(zhuǎn)向軸、支承轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向軸承 ;轉(zhuǎn)向器即為轉(zhuǎn)向搖臂 ;轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂三部分。此外 ,還包括連接轉(zhuǎn)向車輪和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向節(jié)總成。根據(jù)經(jīng)驗 ,轉(zhuǎn)向車把直接采用現(xiàn)用的自行車操縱桿 ,強度和剛度均能滿足要求。在節(jié)能競技車中 ,轉(zhuǎn)向軸承受轉(zhuǎn)向操縱桿的轉(zhuǎn)矩 ,傳遞給轉(zhuǎn)向直拉 桿 ,上端與操縱桿焊接 ,下端通過滑動軸承固定在車架上 ,繞滑動軸承旋轉(zhuǎn) ,下端用開口銷防松。轉(zhuǎn)向軸軸承外圈通過焊接與車架相連接 ,內(nèi)壁與轉(zhuǎn)向軸采用過盈配合 ,并采用潤滑脂潤滑 ,以使轉(zhuǎn)向輕便 ,同時還起到支承轉(zhuǎn)向軸和操作桿的作用。 轉(zhuǎn)向器 用來放大或改變駕駛員的轉(zhuǎn)向操舵力和操縱動作方向的裝置在現(xiàn)代汽車上稱為轉(zhuǎn)向器 ,在節(jié)能車上簡化為轉(zhuǎn)向搖臂。轉(zhuǎn)向搖臂采用不銹鋼薄片加工 ,為滿足扭轉(zhuǎn)強度 ,適當(dāng)增加其厚度。上端有半圓與轉(zhuǎn)向軸相連 ,下端開有圓孔 ,采用螺栓與轉(zhuǎn)向直拉桿相連 ; 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的作用是將轉(zhuǎn)向搖臂輸 出的力和運動傳到轉(zhuǎn)向節(jié) ,使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn) ,且使兩轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)的角度按一定關(guān)系變化 (內(nèi)輪的轉(zhuǎn)角大于外輪 ),以保證汽車轉(zhuǎn)向車輪盡可能做到純滾動。轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上最重要的組成部分是聯(lián)系左右車輪的梯形機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和車架部分構(gòu)成轉(zhuǎn)向梯形 ,直拉桿連接轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向節(jié)臂。 轉(zhuǎn)向節(jié)總成 目前節(jié)能大賽中有一半以上的賽車采用焊接一體式轉(zhuǎn)向節(jié) ,在焊接成型之后 ,轉(zhuǎn)向節(jié)的各項參數(shù) (主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角 、前輪前束 )中只要出現(xiàn)一項不合格 ,就會成為廢品而需要再次加工。在后期的賽車調(diào)試階段 ,根據(jù)賽車的情 況也無法對車輪的定位參數(shù)作進(jìn)一步的改進(jìn)。本文的設(shè)計較之以前的方案有一個比較 8 大的改進(jìn)之處 ,就是將一體式轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計改進(jìn)為一體式活塞桿端轉(zhuǎn)向節(jié) ,可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)向節(jié)兩端的活節(jié)螺栓的長度來實現(xiàn)定位參數(shù)的微量修改 ,也能夠彌補轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)零件出現(xiàn)的微小的彎曲變形。 3節(jié) 能車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)零件的校核 對于給定的汽車 ,用上述公式計算出來的作用力是最大值 ,因此 ,可以用此值作為計算載荷進(jìn)行下一步的計算。在零件的設(shè)計中 ,各零件必須首先滿足強度的要求 ,不能在賽車的行駛過程中發(fā)生斷裂及壓潰 ;其次 ,在滿足強度要求的前提之下還應(yīng)具有較大的剛度 ,避 免產(chǎn)生過大的彎曲變形 ,影響車輪定位參數(shù)的可靠性 ,依據(jù)以前的參賽經(jīng)驗 ,首先設(shè)計零件的各項參數(shù)、所用材料、加工工藝等 ,然后利用力學(xué)的知識對其強度與剛度進(jìn)行校核。在計算校核的過程中 ,大部分的零件均能合格并能保證一定的安全系數(shù) ,個別零件出現(xiàn)強度滿足但剛度不足的情況 ,可選用彈性模量更大的材料來加工 ,或從另一個角度 ,對零件進(jìn)行熱處理工藝來提高其剛性 ,使得剛度也能滿足要求。按照上述的方法 ,完成轉(zhuǎn)向裝置各零件的設(shè)計。 根據(jù)賽道的最小彎道的半徑設(shè)定轉(zhuǎn)向輪的極限轉(zhuǎn)角為 30 在進(jìn)行運動模擬的過程中 ,利用文獻(xiàn)中介紹的最小轉(zhuǎn)彎半 徑的計算方法進(jìn)行計算。精度得到保證。為了使得設(shè)計結(jié)果更加直觀清晰 ,利用三維軟件 現(xiàn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)三維模型的建立并進(jìn)行運動模擬。按照由總體到局部零件的順序 ,在 零件功能模塊之下依次畫出了車架部分、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) (包括轉(zhuǎn)向操縱桿、轉(zhuǎn)向軸、支承轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向軸承 )、轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) (包括轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂 )的模型 . 4 轉(zhuǎn)向裝置運動模擬 上面已經(jīng)完成了對轉(zhuǎn)向裝置總成及各部分零件的分析與設(shè)計 ,對重要的受載零件利用材料力學(xué)知識進(jìn)行了受力分析、強度以及剛度的計算校核。在計算過程中力學(xué)性能 均能保證較為充裕的余量 ,在實現(xiàn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)各項功能的同時 ,保證機(jī)構(gòu)的強度及剛度滿足要求 ,同時也使得各項車輪位參數(shù)的在裝配過程中設(shè)置相互轉(zhuǎn)動的零件之間的約束為“銷釘冶約束 ,可以在完成裝配圖之后 ,操縱桿施加轉(zhuǎn)矩 ,來模擬真實的轉(zhuǎn)向工作過程 ,運動過程中觀察可以對轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動模擬 ,以觀察各部件的實際運動狀況 ,發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)設(shè)計中的運動干涉及是否存在零件設(shè)計的不合理 ,已經(jīng)設(shè)定轉(zhuǎn)向車輪的最大轉(zhuǎn)角為 30 再通過三維軟件的模擬 ,設(shè)定轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角為 30 時 ,比較直觀地觀察了轉(zhuǎn)向裝置的運動過程 ,轉(zhuǎn)向裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計合理 ,各機(jī)構(gòu)之間未發(fā)生運動 干涉 9 至此完成了對轉(zhuǎn)向裝置的三維建模以及運動分析 ,利用現(xiàn)代的設(shè)計方法模擬實際工作狀態(tài) ,通過這個過程對前面的各參數(shù)進(jìn)行了檢查與確認(rèn) ,最終完成了轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計。