本田節(jié)能競技賽車轉向及傳動系統(tǒng)設計含3張CAD圖,本田,節(jié)能,競技,賽車,轉向,傳動系統(tǒng),設計,cad 附錄1：外文翻譯 使用可變阻力的轉向扭矩控制轉向系統(tǒng)的模型 D.陳鑒林議員及K. NAM 摘要 本文提出了一種新型無傳感器轉向轉矩控制方法，適用于線控轉向系統(tǒng)。 線控轉向系統(tǒng)沒有任何機械連接來連接方向盤和齒條和小齒輪模塊。代替機械裝置，每側使用兩個電動馬達。一個電動機連接到方向盤，另一個安裝在齒條和小齒輪上。方向盤上的電機作為轉向轉矩和來自道路的負載扭矩之間的輸送機起作用。在本文中，我們關注基于阻抗控制的與轉向感相關的運動控制。因此，本工作中不考慮齒條齒輪的型號。 在大多數(shù)動力轉向系統(tǒng)中，使用扭矩傳感器來設置對駕駛員轉向感覺的阻抗影響。在本文中，我們提出了一種不使用任何扭矩傳感器的新型轉向控制方法。提出的方法的有效性由實驗結果證實。 關鍵詞：無傳感器力控制；擾動觀測器；線控轉向；阻抗控制 1.介紹 自從汽車成為流行的交通工具,開發(fā)了車輛系統(tǒng)的技術改進。車輛系統(tǒng)有很多部分組成的機械連接。因為車輛系統(tǒng)近年來變得更加復雜,增加了部分占用的空間。增加空間,前面的車輛上的重量和體積也增加。它會影響車輛的加速度和加速度克服這種負面影響,發(fā)動機也大。一種新技術叫做X-by-wire被廣泛研究克服這種惡性循環(huán)。X-by-wire系統(tǒng)應用于剎車和引導車。 轉向系統(tǒng)是與司機和車輛的一部分，已經(jīng)漸漸影響司機的安全了。轉向系統(tǒng)的開發(fā)是根據(jù)操作方法分類。第一類是傳統(tǒng)的機械轉向系統(tǒng)。這種類型的優(yōu)勢,司機的轉向感覺很好,但它需要一個大操舵力。第二種類型是液壓動力轉向系統(tǒng)(黃,2001)。它使用更少的轉向力比較傳統(tǒng)機械轉向系統(tǒng)。然而,它有一個可憐的燃油效率因為油泵液壓系統(tǒng)需求。第三個方法是電動助力轉向系統(tǒng)(楊,2015;張成澤et al .,2016)。使用電力的系統(tǒng)可以做到比液壓系統(tǒng)更加靈活的控制。燃油效率也會增加。第四個是一個steer-by-wire系統(tǒng)(吳et al .,2016)。近年來它已經(jīng)被研究。 steer-by-wire系統(tǒng)由兩個電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的轉向柱設備連接齒條和小齒輪的方向盤。這部小說系統(tǒng)有幾個優(yōu)點。首先是節(jié)省空間和成本。由于零件的重量減少,影響燃油效率和生產(chǎn)成本。第二個是安全，轉向柱伸出它可以保護司機的安全，當?shù)能囕v發(fā)生事故時。 轉向柱不可用,是不容易的模擬轉向感覺的,傳統(tǒng)的系統(tǒng)。根據(jù)先前的研究,主要功能steer-by-wire系統(tǒng)被定義為一些點(Parmar和約翰,2004年,上海一中院2006;Yih格迪斯;2004;Amberkar et al .,2004)。第一個是方向控制。它是汽車的一個基本要求條件穩(wěn)定沒有抵消和之間的時間延遲電機與方向盤上部和底部電機在齒條和小齒輪。第二個是恢復能力。方向盤和車輛應該回到原來的位置沒有人類的力量。由于系統(tǒng)沒有物理連接的轉向柱,它需要實現(xiàn)恢復力。第三是可變轉向的感覺。提供的轉向手感等駕駛條件的轉彎力和車輛速度?？紤]駕駛環(huán)境,道路條件是一種估計方法研究(Bajcinca et al .,2006)。機動車輛的運動控制使用自適應估計方法(埃姆雷et al .,2010)。研究對司機的轉向感覺找到一個影響因素研究(山口和村上,2009)。 在本文中,我們專注于問題轉向感覺沒有扭矩傳感器基于阻抗控制?；谀Ｐ托畔⒌膫鞲衅鞑环椒ū粡V泛使用,因為傳感器的弱點的影響,傳感器的昂貴價格(村上et al .,1993;小笠原群島和船長,1991;日本田島Hori,1993)。讓司機的轉向扭矩實時信息,使用基于擾動觀測器技術系統(tǒng)模型。此外,使用一個阻抗控制技術在一些機電一體化領域需要與人類和設備交互。特別是,它用于機器人(榮格et al .,2004;Ikeura Inooka,1995)和恢復應用程序(楊et al .,2006)。用于通過使用阻抗控制駕駛舒適的感覺。 本文由五個部分組成。轉向動態(tài)模型和模型識別實驗第二部分所示。一個力矩傳感器不轉向控制方法提出了第三節(jié),其控制性能實驗結果證實了在第四節(jié)。結論在第五節(jié)總結。 2系統(tǒng)建模 在本節(jié)中,一個方向盤steer-by-wire系統(tǒng)的動態(tài)模型。steer-by-wire系統(tǒng)如圖1所示。與傳統(tǒng)的轉向系統(tǒng)具有轉向列,steer-by-wire系統(tǒng)有兩個馬達連接和控制每一個部分由方向盤和齒條和小齒輪。一般轉向系統(tǒng),如電動助力轉向控制器收集一些信息,包括車輛速度,轉向扭矩、和轉向角傳感器。系統(tǒng)是根據(jù)輸入的命令生成的控制器。底部電機相連齒條和小齒輪需要交付負載擾動的司機。同時,電機底部是必要的控制車輛的運動,我們想要的。上面的汽車方向盤之間充當一個耦合器負載感覺和司機。此外,它的功能作為輔助力量馬達。本文側重于從轉向系統(tǒng)輪上汽車。 2.1動態(tài)模型 一個交互式steer-by-wire系統(tǒng)的模塊在圖2中描述。它可以建模為一個two-inertia系統(tǒng)之間的方向盤,方向盤電動機通過轉向軸連接。建模的兩個-慣性系統(tǒng)已經(jīng)在一些紙(Zhang和學習Furusho,2000;Yun et al .,2013)。根據(jù)論文,方向盤的動態(tài)方程表示為。 如果一個司機的轉向力矩應用于指導輪,方向盤一個慣性矩摩擦系數(shù)在一定的轉向角。轉矩和轉向軸產(chǎn)生反應。反應力矩作用在轉向軸表示為。 反應轉矩是阻尼系數(shù)的轉向軸。方向盤電動機的動態(tài)方程表示為。 方程(3)是由轉向電機轉矩,電動機系統(tǒng),轉向軸的反作用力和摩擦力。摩擦力是一個典型的非線性因素作用相反的方向轉向電動機轉矩和轉向軸的反作用力。盡量減少摩擦的影響,介紹了摩擦模型和補償器在2.2節(jié)。通過拉普拉斯變換,方程(1)~(3)表示為。 框圖基于方程(4)~(6)呈現(xiàn)在圖3中。在此系統(tǒng)中,轉向電機扭矩和司機的轉向轉矩輸入。的角度方向盤電動機可以直接測量。但是一個轉向角不是用這個系統(tǒng)。轉移函數(shù)從方向盤電機轉矩的電機角表示為 2.2摩擦模型 方程(3),即轉向系統(tǒng)的動力學方程輪電機,包括一個摩擦力阻礙運動的發(fā)動機。摩擦力是一個典型的非線性因素。由于摩擦,一個系統(tǒng)不移動一個小轉矩輸入。一般來說,摩擦分為三種類型:靜態(tài)的摩擦,庫侖摩擦和粘性摩擦。靜態(tài)摩擦是一個根據(jù)表面阻力的邊緣移動。庫侖摩擦阻力阻止移動對象。粘滯摩擦是由流體引起的。在這個系統(tǒng),我們只是考慮的影響靜態(tài)摩擦和庫侖摩擦。方程的摩擦模型表示如下, 方程(9)目前摩擦方程,系統(tǒng)開始移動,方程(10)摩擦方程而系統(tǒng)是移動。方程由變量因素。使用速度系數(shù)的近似靜態(tài)和庫侖摩擦之間的過渡。速度閾值確定邊坡從零到靜態(tài)摩擦。過小的值速度閾值導致喋喋不休接近零速度。發(fā)現(xiàn)參數(shù)值方程(9)和(10),在不同的操作條件下進行了實驗。通過逐漸增加一個輸入的力在停止狀態(tài),我們檢查了力瞬間移動。當系統(tǒng)移動,我們檢查了力量阻止即時通過減少輸入的力。通過這些實驗,我們第一個檢查力定義靜態(tài)摩擦和第二個檢查力是庫侖摩擦,分別。參數(shù)值的方程(9)和(10)f = 0.8636、Fs = 0.5397(Nm)的正方向和Fs =?0.7556,Fc =?0.4858(Nm)負方向。摩擦模型如圖4所示。使用這種摩擦模型中,摩擦補償器設計為方向盤電機的速度的函數(shù)。摩擦補償器的性能如圖5所示。虛線代表的摩擦補償?shù)慕Y果。它指出,速度和轉矩之間的關系變得幾乎線性的。摩擦的效果卻降低了采用摩擦補償器 2.3模型辨識 在本節(jié)中,提出了模式識別的實驗結果來識別動態(tài)模型。我們注入了線性調頻信號頻率范圍從低到高,方向盤的汽車和測量角速度的汽車在同一時間。注入的線性調頻信號的扭矩信號表示為一個電壓在以上結果。單位轉換常數(shù)電壓和轉矩是0.239 N·m /伏特。結果如圖6所示。實線代表響應在低輸入激勵和虛線代表了高輸入激勵的響應,分別。從圖6中,我們可以看到,系統(tǒng)有一個并聯(lián)諧振點大約12赫茲和一個諧振點16赫茲。從這個結果和方程(7),同時,它是指出,傳遞函數(shù)的分母,零,由兩個虛構的根源。傳遞函數(shù)的提名者,桿,由0,一個真正的根,和兩個虛構的根源。 之前的另一個實驗模型識別測試應用摩擦補償器如圖7所示。非線性因素在低頻范圍和大小的差異也發(fā)現(xiàn)在諧振點相比圖6。 為了定義名義模型,我們需要關注一個頻率范圍。我們假定一個人駕駛一輛可以操作方向盤下5赫茲在實際駕駛情況。在這個合理的假設下,我們可以忽略名義模型的高頻振動。名義模型,我們設計了一個二階系統(tǒng)下5赫茲,陰影區(qū)域在圖6所示。參數(shù)值在標稱系統(tǒng)分別得到約J= 0.0173公斤·m2和Bn = 0.2173 m·N·秒/ rad。 3.轉矩傳感器不阻抗控制設計 提出了轉向控制系統(tǒng)的總體結構如圖8所示。它由四個部分組成:(a)在2.2節(jié)介紹的摩擦補償器,(b)是擾動觀測器。(a)和(b)有助于使可預見的線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)還用于估計干擾,(c)是阻抗模型做一個舒適的交互式轉向系統(tǒng)通過控制數(shù)量的協(xié)助,(d)的反饋和前饋控制器。 3.1擾動觀測器 提出了一種擾動觀測器的一般框架如圖9所示。它是由一個逆名義模型和一個一階低通濾波器稱為問過濾器。兩個傳輸函數(shù)相關的控制性能分析。 自從問過濾器是一個低通濾波器,我們可以假設過濾輸出幾乎是一個當擾動頻率范圍是低于截止頻率。也就是說,如果擾動的頻率范圍是以下問濾波器帶寬。 附錄2：外文原文 任務書 論文(設計)題目：本田節(jié)能競技賽車轉向及傳動系統(tǒng)設計 工作日期：2016年12月12日 ~ 2017年05月19日 1.選題依據(jù): 本田節(jié)能競技大賽是將參賽團隊設計制作的汽車在規(guī)定時間、規(guī)定路線下,行駛 一定距離,并由此換算出一升油能夠行駛的公里數(shù),耗油量少則勝出的一項賽事。其中要求 參加比賽的車輛均搭載由五羊本田提供的125CC化油器四沖程發(fā)動機。 2.論文要求(設計參數(shù)): 車輛必須為3輪以上（包括3輪），要求其結構無論在停止時還是行駛都為 3輪 以上（包括3輪）結構且能自行站立，全高1.8m 以下，軸距1.0米以上，全長3.5米以下，輪 距0.5米以上，全寬1.7米以下，排氣管副泵超出車身后面及側面10cm以上，剎車配線等結 構需要從車內穿過，以免與地面接觸造成摩擦。 3.個人工作重點: 要求完成轉向、傳動、剎車系統(tǒng)的設計與計算。完成設計圖紙的繪制(A0三張 )，設計說明書10000字，外文翻譯2000字。 4.時間安排及應完成的工作: 第1周：理解設計任務 第2周：查閱相關文獻，英文文獻不少于5篇第3周：閱讀文獻，撰寫開題報告 第4周：撰寫ppt，進行開題報告答辯。完成外文資料的翻譯。 第5周：轉向系統(tǒng)設計 第6周：轉向系統(tǒng)設計 第7周：驅動傳動系統(tǒng)設計第8周：驅動傳動系統(tǒng)設計第9周：驅動傳動系統(tǒng)設計 第10周：離合器設計準備4月10日-14日之間的中期檢查，要求有ppt. 第14周：整理設計資料。撰寫設計說明書。 第15周：總結設計準備答辯 5.應閱讀的基本文獻: [1]尤曉萍,胥布工,郭國坤.四沖程汽油機點火裝置的設計與實現(xiàn)[J].小型內燃機與摩托車 ,2012(02)：11-14. [2]吳正權.現(xiàn)代摩托車電噴系統(tǒng)的發(fā)展新動向(2)[J].摩托車技術,2012(03):59-62. [3]王存磊,殷承良,王磊.BOOST發(fā)動機建模及其在混合動力仿真中的應用[J].上海交通大學 學報,2011(06):53-55. [4]張蕾，王偉?；谟邢拊ǖ淖孕盾囓嚰芊治鯷J].公路與汽運，2011(3):12-14. [5]張恩慧.微型客車白車身有限元建模及靜動態(tài)特性分析[D].包頭:內蒙古科技大學，2011. [6]神會存，汪友剛.基于workbench的電動三輪車懸掛系統(tǒng)板簧強度的分析[J].中原工學院 學報，2012(1):17-22 [7]楊沖.節(jié)能賽車的車架輕量化與車身動力學[D].太原：太原科技大學，2011. [8]梁棟，陳幸波.節(jié)能競技車轉向梯形機構設計與分析軟件的開發(fā)[J].機械制造與設計 ，2014（6）：8-11. ［9］LEE H S． A structural analysis and topology optimization on cylinderblock of heavy duty diesel engine［J］． International Journal of ModernPhysic B，2010，24( 15) : 2676-2681． ［10］GEＲOLD F，BEUCKE K，SEIBLE F， et al． Integrative Structural Design［J］．Journal of Computing in Civil Engineering，2012，26 ( 6 ):720-726． ［11］AMSTUTZAMSTUTZ S． Analysis of a level set method for topology optimization［J］． Optimization Methods ＆ Software，2011，26( 4) : 555-573． 指導教師簽字： XX 教研室主任意見： 同意 簽字：XX 2016年12月16日 教學指導分委會意見： 同意 簽字：XX 2016年12月17日 學院公章 進度檢查表 第 -4 周 工作進展情況 本次設計任務是對競技車傳動和轉向系進行設計，主要是對競技車的傳動系，轉向系，剎車系統(tǒng)，離合器等進行改進，同時也用CATIA進行三維繪制 2017年01月03日 指導教師意見 進一步理解設計任務。注意文獻要查比較新的。閱讀的文獻要進行整理和歸類。 指導教師(簽字)：XX 2016年12月19日 第 -3 周 工作進展情況 查閱了相關的5篇關于傳動系中文文獻，3篇關于轉向系的中文文獻 ，2篇關于離合器的中文文獻，5篇英文文獻。 2017年01月03日 指導教師意見 盡快上網(wǎng)把設計的完成情況填上！必須按照設置的節(jié)點要求填寫！ 指導教師(簽字)：XX 2017年01月01日 第 -2 周 工作進展情況 充分閱讀并理解了相關文獻，對要設計的任務有了直觀的理解，在心中形成了大致的設計方案，寫出了文獻綜述和開題報告 2017年01月03日 指導教師意見 盡快上網(wǎng)把設計的完成情況填上！必須按照設置的節(jié)點要求填寫！ 指導教師(簽字)：XX 2017年01月01日 第 -1 周 工作進展情況 在寫完文獻綜述和開題報告后，交給老師進行了多次的修改，基本掌握了寫開題報告的格式與方法，在2號進行了開題報告答辯，并通過。 2017年01月03日 指導教師意見 利用本周和假期完成外文翻譯，要求字數(shù)是2000漢字以上。 指導教師(簽字)：XX 2017年01月07日 第 1 周 工作進展情況 結合文獻和網(wǎng)上查閱的資料，對轉向系統(tǒng)進行了初步設計，完成了轉向系統(tǒng)各數(shù)據(jù)初步計算和確定。 2017年03月12日 指導教師意見 盡快到實驗室去看看已經(jīng)有的賽車的結構，初步完成自己的設計思路。 指導教師(簽字)：XX 2017年03月22日 第 2 周 工作進展情況 廣泛查閱資料并咨詢指導老師，對轉向系各數(shù)據(jù)進行該進，并繪制轉向系的CAD圖。 2017年03月12日 指導教師意見 一定認真分析現(xiàn)有的車輛的轉向系的優(yōu)缺點。提出自己的設計想法。 指導教師(簽字)：XX 2017年03月22日 第 3 周 工作進展情況 結合文獻和網(wǎng)上查閱的資料，對驅動傳動系進行了初步設計，完成了驅動傳動系各數(shù)據(jù)初步計算和確定 2017年03月19日 指導教師意見 對設計的要求要認真理解。確定各個參數(shù)的時候要有依據(jù)！ 指導教師(簽字)：XX 2017年03月22日 第 4 周 工作進展情況 車身結構和驅動方案的確定，車輪型號確定,轉向方案的確定. 2017年04月12日 指導教師意見 結合當面指導的布置，認真完成每一步畢業(yè)設計要求的任務。 指導教師(簽字)：XX 2017年04月18日 第 5 周 工作進展情況 對轉向梯形進行了相關參數(shù)計算,發(fā)動機最大功率及扭矩計算， 2017年04月12日 指導教師意見 對于關鍵部件要進行計算，非關鍵的部件進行結構設計。 指導教師(簽字)：XX 2017年04月18日 第 6 周 工作進展情況 變速器檔位數(shù)傳動比的選擇，進行了競技車各結構的初步繪制 2017年04月12日 指導教師意見 變速器是已經(jīng)給定的了。這個理解有點問題！當面說一下這個問題。 指導教師(簽字)：XX 2017年04月18日 第 7 周 工作進展情況 對鏈輪鏈條，離合器進行繪制，撰寫論文，對關鍵部件進行校核 2017年05月06日 指導教師意見 及時填寫完成情況。以便掌握你的進度情況。一定要按時在網(wǎng)上填寫進度情況。 指導教師(簽字)：XX 2017年04月18日 第 8 周 工作進展情況 結合離合器尺寸和125發(fā)動機參數(shù)用CATIA繪制發(fā)動機，并完善論文。 2017年05月23日 指導教師意見 各個部分的參數(shù)是如何確定的要仔細分析。對于關鍵部件的計算和圖紙都要完成。 指導教師(簽字)：XX 2017年05月23日 第 9 周 工作進展情況 對轉向系利用CATIA進行運動仿真，并根據(jù)仿真結果完善轉向系各尺寸 2017年05月23日 指導教師意見 對轉向系方向盤的轉角與車輪轉交的對應關系要求仿真。 指導教師(簽字)：XX 2017年05月23日 第 10 周 工作進展情況 結合離合器尺寸和125發(fā)動機參數(shù)用CATIA繪制發(fā)動機，并完善論文。 2017年05月23日 指導教師意見 離合器出一張圖紙。注意設計資料的整合總結，準備說明書。 指導教師(簽字)：XX 2017年05月23日 第 11 周 工作進展情況 利用CATIA的三維圖制作CAD的工程圖，并在老師的指導下完善論文 。 2017年05月23日 指導教師意見 說明書的撰寫要注意規(guī)范化的要求，一定要自己完成，避免大段的摘錄 。 指導教師(簽字)：XX 2017年05月23日 第 12 周 工作進展情況 利用CATIA的三維圖制作CAD的工程圖，并在老師的指導下完善論文 。 2017年05月23日 指導教師意見 整理全部設計資料。撰寫設計說明書。準備答辯。注意格式要求。 指導教師(簽字)：XX 2017年05月23日 過程管理評價表 評價內容 具體要求 總分 評分 工作態(tài)度 態(tài)度認真，刻苦努力，作風嚴謹 3 2 遵守紀律 自覺遵守學校有關規(guī)定，主動聯(lián)系指導教師,接受指導 3 2 開題報告 內容詳實，符合規(guī)范要求 5 4 任務完成 按時、圓滿完成各項工作任務 4 3 過程管理評分合計 11 過程管 理評語 XX同學能夠認真對待畢業(yè)設計工作，態(tài)度認真端正，學習十分刻苦努力，工作作風非常嚴謹，一絲不茍。能夠自覺地遵守學校的有關規(guī)定，主動聯(lián)系指導老師，虛心接受指導老師的知道意見和建議，并能夠積極思考，提出自己的意見和想法，并于老師有效地溝通，開題報告完成很好，內容詳實，符合規(guī)范化的要求，能改概括總結出與畢業(yè)設計題目相關領域的國內外發(fā)展概況，體現(xiàn)出了很強的文獻綜合能力和較好的外語運用能力。畢業(yè)設計工作完成較好 ，基本上能夠按時、圓滿地完成任務書中規(guī)定的任務。 指導教師簽字:XX 日期:2017-05-23 指導教師評價表 評價內容 具體要求 總分 評分 選題質量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 5 4 完成質量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 9 指導教師評分合計 17 指導教 師評語 和孟同學的畢業(yè)設計題目是本田節(jié)能競技賽車轉向及傳動系統(tǒng)設計，選題具有一定的挑戰(zhàn)性，看似簡單，年年有新意。難度適宜 ，工作量飽滿。設計過程中體現(xiàn)出了校審厚的基礎知識能力和和較強的綜合運用知識的能力，設計的方案合理，分析、設計、計算正確合理，體現(xiàn)出了較強的計算機運用能力和文獻資料的檢索能力。設計說明書攥寫的層次結構清晰，具有較好的語言表達能力，撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)范要求。外語翻譯中體現(xiàn)出了囧好的外語表達能力。綜上該生按時完成了畢業(yè)設計任務書中規(guī)定的任務，達到了本科畢業(yè)設計要求的水平，同意答辯。 指導教師簽字:XX 日期:2017-05-23 評閱人評價表 評價內容 具體要求 總分 評分 選題質量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表 達與外語能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 5 4 完成質量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確 合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 評閱人評分合計 15 評閱人 評語 論文選題結合了專業(yè)課程，有一定的研究價值和實踐意義，符合培養(yǎng)方案的要求，有一定的開拓性和創(chuàng)新性，深度、難度適中 ，工作量飽滿。論文在確定節(jié)能競技車的總體設計方案基礎上，對轉向機構、傳動機構和離合器進行了設計，并對轉向梯形進行了仿真。論文體現(xiàn)出學生具有一定的綜合運用知識的能力。中文表達與英文應用能力、文獻資料檢索能力等基本符合要求，論文文體相符 ，概念準確，分析、計算等正確合理，結論明確。結構及撰寫格式基本符合規(guī)范要求。該生能綜合運用基本知識，按時完成了畢業(yè)設計工作，同意參加答辯。 評閱人簽字：王邦國 評閱人工作單位：機械工程學院日期：2017-05-24 答辯紀錄 學生姓名：XX 專業(yè)班級：XX 畢業(yè)論文(設計)題目： 本田節(jié)能競技賽車轉向及傳動系統(tǒng)設計答辯時間：2017年05月26日 時 分 ~ 時 分 答辯委員會(答 辯小組)成員 主任委員(組長)： XX XX 委 員(組 員)： XX XX 答辯委員會(答辯小組)提出的問題和答辯情況 問題1：為什么選當前形式的轉向器？ 回 答： 當前的轉向機構構成簡單且能夠很好的達到轉向的目的，簡單的機構重量輕，便于省油，而且對后期零件的維護與更換都非常方便。 問題2：轉向器的組成及轉彎時可能發(fā)生的問題？ 回 答： 轉向器由橫拉桿、轉向節(jié)臂、轉向手柄等組成。對于轉彎時的問題，經(jīng)過運動仿真不存在死點及干涉。 問題3：發(fā)動機的布置形式及驅動形式。 回 答： 發(fā)動機后置后驅，通過鏈條傳動。 問題4：離合器和轎車離合器有何區(qū)別，如何實現(xiàn)省油的 回 答： 本次設計的是摩托車離合器，它用的是圓柱彈簧，而轎車用的是 膜片彈簧。通過對發(fā)動機實際工況（功率和扭矩）的計算，使用重新計算的離合 器與之匹配達到省油的目的。 問題5：選用的車輪和車身材質？ 回 答： 車輪用的是20英寸的自行車輪，車身材料用的是鋁型材。問題6：比賽對輪距是否有要求？ 回 答： 并無規(guī)定，只是對整車的長寬高有要求，只要在長度要求的范圍內都是允許的。 問題7：此處用鏈條傳動的原因？ 回 答： 鏈傳動無彈性滑動，且能夠進行長距離傳動。 記錄人： XX 2017年05月26日 答辯委員會評價表 評價內容 具體要求 總分 評分 自述總結 思路清晰,語言表達準確,概念清楚,論點正確,分析歸納合理 10 8 答辯過程 能夠正確回答所提出的問題,基本概念清楚,有理論根據(jù) 10 7 選題質量 符合培養(yǎng)目標要求,有一定的研究價值和實踐意義,有一定的 開拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿 5 4 完成質量 文題相符,概念準確,分析、論證、計算、設計、實驗等正確 合理,結論明確；論文結構、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī) 10 7 能力水平 有較強的綜合運用知識能力、科研方法運用能力、中文表 達與外語應用能力、文獻資料檢索能力、計算機應用能力 10 8 答辯委員會評分合計 34 答辯委員會評語 XX同學在畢業(yè)設計工作期間，工作努力，態(tài)度比較認真，能遵守各項紀律，表現(xiàn)一般。 能按時、全面、獨立地完成與畢業(yè)設計有關的各環(huán)節(jié)工作，具有一定的綜合分析問題和解決問題的能力。 論文立論正確，理論分析無原則性的錯誤，解決問題方案比較實用，結論正確。 論文使用的概念正確，語句通順，條理比較清楚。 論文中使用的圖表，設計中的圖紙在書寫和制作時，能夠執(zhí)行國家相關標準，基本規(guī)范。 能夠獨立查閱文獻，外語應用能力一般，原始數(shù)據(jù)搜集得當，實驗或計算結論準確可靠。 答辯過程中，能夠簡明地闡述論文的主要內容，回答問題基本正確，但缺乏深入地分析。 答辯成績： 34 答辯委員會主任： XX 2017年05月29日 成績評定 項目分類 成績評定 過程管理評分 11 指導教師評分 17 評閱人評分 15 答辯委員會評分 34 總分 77 成績等級 C 成績等級按“A、B、C、D、F”記載 成績審核人簽章： XX 學院審核人簽章： XX 一、選題依據(jù) 1、研究領域 車輛工程-競技車傳動及轉向設計 2、論文（設計）工作的理論意義和應用價值 節(jié)能競技賽車與普通汽車的結構布局相似,由發(fā)動機、底盤和車身三大部分組成。發(fā)動機的改造無疑是各賽車隊攻關的重點,也是節(jié)能減排技術發(fā)展的主導性方向底盤的設計關鍵在于減小摩擦損失和提高機械傳動的效率車身設計的重點在于外形美觀、輕重量和較低的空氣阻力系數(shù)。 本田節(jié)能競技大賽適時迎合了時代提高社會節(jié)能和環(huán)保意識的要求,激發(fā)各參賽車隊通過各項獨創(chuàng)技術不斷挖掘一升汽油的無限潛能,使其從中體會到節(jié)能重要性的同時,提高參賽者的思考和實踐能力,更為將來汽車節(jié)能方面的實際應用帶來了無限新的可能。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 動力傳動系統(tǒng)即發(fā)動機一變速器一驅動橋一驅動輪系統(tǒng),它是汽車重要組成部分。選擇動力傳動系統(tǒng)參數(shù)的方法有兩種：一種是整車主要參數(shù)和傳動系參數(shù)含輪胎確定后,選擇合適的發(fā)動機；另一種是整車參數(shù)和發(fā)動機確定后,選擇合適的傳動系。能與發(fā)動機合理匹配的傳動系可以使發(fā)動機經(jīng)常在其理想工作區(qū)附近工作。這樣不僅可以減少燃油消耗,減輕發(fā)動機磨損,提高發(fā)動機的使用壽命,而且可以取得良好的排放效果。 在實際設計中,要想通過轉向機構使所有車輪在每一個轉向角度都能繞同一個瞬心轉動是無法實現(xiàn)的。通常的做法是依靠經(jīng)驗公式來設計。在研究中,則采用優(yōu)化算法,建立目標函數(shù),求解出最優(yōu)值。眾多的優(yōu)化研究方法都認為,對于特定轉向機構,可以將整個系統(tǒng)拆分成幾個小系統(tǒng)來考慮,即每一個轉向橋均可由一個轉向梯形機構來保證左右轉向輪按轉向規(guī)律偏轉,而兩前橋之間的運動協(xié)調關系則需要根據(jù)具體情況設計搖臂機構來加以保證,通常研究者認為,梯形機構是無須進行優(yōu)化的,左右車輪的關系完全可以由獨立設計的梯形機構來實現(xiàn)。主要影響多軸轉向特性的是搖臂機構。因此大多數(shù)轉向機構的研究將搖臂機構作為優(yōu)化設計研究的重點,并根據(jù)優(yōu)化理論編寫了許多有效的計算軟件。 在未來，節(jié)能競技車的發(fā)展從結構上來說，必然是減小汽車在行駛過程中的自身消耗,通過以下途徑可以來實現(xiàn)：減少行駛阻力,通過改進車身造型、改善車身結構來減少空氣阻力通過改進輪胎結構減少滾動阻力；底盤輕量化,采用新型輕質材料,通過可靠性設計技術使整車輕量化,使各總成部件、附件緊湊；提高驅動效率,采用自動或無級變速系統(tǒng),減少軸承和齒輪的摩擦損失,提高傳動系統(tǒng)的傳動效率。 8 二、論文（設計）研究的內容 1.重點解決的問題 完成轉向、傳動、剎車系統(tǒng)、離合器的設計與計算。 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） （1）通過查閱各種資料，了解本設計的意義、研究概況和發(fā)展趨勢； （2）對轉向系、傳動系、剎車系統(tǒng)、離合器進行設計 （3）運用 CATIA 對傳動系、轉向系、剎車系統(tǒng)、離合器的各關鍵部件進行三維設計； （4）通過改進后的參數(shù)得出結論； 3.本論文（設計）預期取得的成果 通過對競技車轉向及傳動系的學習了解深入，加深對汽車轉向及傳動系的優(yōu)化意識，設計出更節(jié)能更安全的競技車。 （1）完成 10000 字左右的畢業(yè)論文； （2）完成 3000 字左右的外文文獻翻譯； （3）使用 CATIA 建模和三維設計； （4）繪制 3 張 A0 圖紙。 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； 車輛必須為 3 輪以上（包括 3 輪），要求其結構無論在停止時還是行駛都為 3 輪 以上（包 括 3 輪）結構且能自行站立，全高 1.8m 以下，軸距 1.0 米以上，全長 3.5 米以下，輪距 0.5 米以上，全寬 1.7 米以下，排氣管副泵超出車身后面及側面 10cm 以上，剎車配線等結構需要從車內穿過，以免與地面接觸造成摩擦。 2.論文（設計）進度計劃 第 1 周：理解設計任務 第 2 周：查閱相關文獻，英文文獻不少于 5 篇 第 3 周：閱讀文獻，撰寫開題報告 第 4 周：進行開題報告答辯。完成外文資料的翻譯。第 5~6 周：轉向系統(tǒng)設計 第 7~9 周：驅動傳動系統(tǒng)設計 第 10 周：離合器設計準備 4 月 10 日-14 日之間的中期檢查，要求有 ppt. 第 14 周：整理設計資料。撰寫設計說明書。 第 15 周：總結設計準備答辯 四、需要閱讀的參考文獻 [1]張建雄. 汽車轉向系的工作原理及故障分析[J]. 民營科技,2015,11:45-46. [2]馮帆,劉優(yōu). 汽車轉向系硬點布置[J]. 科技風,2016,08:175-177. [3] 趙寶平, 劉曉雪, 鄧飛虎. 電子助力轉向系及四輪轉向系淺析( 一)[J]. 汽車維修與保養(yǎng),2016,08:103-105. [4]趙國才. 汽車節(jié)能技術路徑分析[J]. 西南師范大學學報(自然科學版),2014,12:117-121. [5]徐青龍,禚寶國,林歡,王偉. 基于 MATLAB 的汽車電動助力轉向系統(tǒng)轉向特性分析[J]. 科技信息,2014,04:54-55. [6]莫易敏,田蜜. 微型汽車傳動系統(tǒng)功率損失建模計算[J]. 機械傳動,2013,02:47-49. [7]殷文芬. 汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)的優(yōu)化選擇[J]. 時代農(nóng)機,2016,02:32-34. [8]于勝武. 汽車傳動系統(tǒng)構造與工作原理分析[J]. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2012,23:51-52. [9]王曉林,于士軍. 輕型載貨汽車離合器的設計[J]. 工程塑料應用,2016,03:53-55. [10]薛殿倫,李笛,鐘鑫,劉愷. 不同車輛載荷的 AMT 車輛起步過程離合器控制[J]. 機械傳動,2013,10:126-128+144. [11]Investigation of Energy Efficient Power Coupling Steering System for Dual Motors Drive High Speed Tracked Vehicle. December 2016,Volume 104,Issue 3,pp372–377. [12]Rabiatuladawiyah Abu Hanifah,Siti Fauziah Toha.Power reduction optimization with swarm based technique in electric power assist steering system.May 2016,Volume 102,Issue 4,pp 444–452. [13]Vivan Govender,Steffen Müller.Modelling and Position Control of an Electric Power Steering System.june 2016,Volume 49, Issue 11, pp312–318. [14]R. Uma Maheswari,R. Umamaheswari.Trends in non-stationary signal processing techniques applied to vibration analysis of wind turbine drive train.15 February 2017,Volume 85,Issue 6,pp296–311. [15]Mohsen Rahimi.Drive train dynamics assessment and speed controller design in variable speed wind turbines.April 2016,Volume 89, Issue 5,pp16–29. 附：文獻綜述 文獻綜述 本田節(jié)能競技大賽是將參賽團隊設計制作的汽車在規(guī)定時間、規(guī)定路線下,行駛一定距離,并由此換算出一升油能夠行駛的公里數(shù),耗油量少則勝出的一項賽事。其中參加比賽的車輛均搭載由本田技研工業(yè)投資有限公司開發(fā)的彎梁車的125cc 化油器低油耗四沖程發(fā)動機，Honda 節(jié)能競技大賽于1981 年在日本創(chuàng)辦,至今已有35 年的歷史。比賽要求參賽車輛使用統(tǒng)一的 Honda 低油耗汽油發(fā)動機,發(fā)動機以外的車架和車身等完全由各車隊獨自創(chuàng)作,每支參賽隊帶來的都是世界上獨一無二的賽車。賽車在指定的賽道內跑完賽程,比賽誰消耗的燃油最少。由于有著極高的樂趣性和廣泛的參與性, 在日本,每年都有來自初中、高中和大學等的學校代表隊、企業(yè)代表隊,以及來自社會上的共約 500 支車隊,創(chuàng)作出具有新穎構思和創(chuàng)意的賽車參加比賽。在迄今為止的 35 屆比賽中創(chuàng)下的最高記錄為 3435.325 Km / L ,相當于北京到重慶的直線往返距離。同時,這項比賽也逐漸向海外擴展,泰國、巴基斯坦、俄羅斯、韓國等的參賽者相繼參加了日本的比賽,上海同濟大學也從 2000 年開始制作賽車去日本參賽，節(jié)能競技賽車與普通汽車的結構布局相似,由發(fā)動機、底盤和車身三大部分組成。發(fā)動機的改造無疑是各賽車隊攻關的重點,也是節(jié)能減排技術發(fā)展的主導性方向底盤的設計關鍵在于減小摩擦損失和提高機械傳動的效率車身設計的重點在于外形美觀、輕重量和較低的空氣阻力系數(shù)。 汽車動力性與燃油經(jīng)濟性的好壞,在很大程度上取決于發(fā)動機的性能和傳動系型式及參數(shù)的選擇[8],即取決于汽車動力傳動系統(tǒng)合理匹配的程度。動力傳動系統(tǒng)即發(fā)動機一變速器一驅動橋一驅動輪系統(tǒng),它是汽車重要組成部分。選擇動力傳動系統(tǒng)參數(shù)的方法有兩種：一種是整車主要參數(shù)和傳動系參數(shù)含輪胎確定后,選擇合適的發(fā)動機； 另一種是整車參數(shù)和發(fā)動機確定后,選擇合適的傳動系。能與發(fā)動機合理匹配的傳動系可以使發(fā)動機經(jīng)常在其理想工作區(qū)附近工作。這樣不僅可以減少燃油消耗,減輕發(fā)動機磨損,提高發(fā)動機的使用壽命,而且可以取得良好的排放效果。 早在 80 年代初期,國外就對汽車的轉向系統(tǒng)進行了探索,提出了多種行之有效的設計方法。早期的設計方法以平面投影設計方法為主,因為缺乏直接在空間中建立機構的運動方程的數(shù)學理論,所以通常將空間問題轉化為平面問題來解決。通過這種方法不僅可以簡化系統(tǒng)結構,同時也可以建立便于實現(xiàn)數(shù)值計算的系統(tǒng)模型。在實際設計中,要想通過轉向機構使所有車輪在每一個轉向角度都能繞同一個瞬心轉動是無法實現(xiàn)的。通常的做法是依靠經(jīng)驗公式來設計。在研究中,則采用優(yōu)化算法,建立目標函數(shù),求解出最優(yōu)值。眾多的優(yōu)化研究方法都認為,對于特定轉向機構,可以將整個系統(tǒng)拆分成幾個小系統(tǒng)來考慮,即每一個轉向橋均可由一個轉向梯形機構來保證左右轉向輪按轉向規(guī)律偏轉,而轉向橋零部件之間的運動協(xié)調關系則需要根據(jù)具體情況設計搖臂機構來加以保證,通常研究者認為,梯形機構是無須進行優(yōu)化的,左右車輪的關系完全可以由獨立設計的梯形機構來實現(xiàn)。主要影響多軸轉向特性的是搖臂機構,因此。大多數(shù)轉向機構的研究將搖臂機構作為優(yōu)化設計研究的重點,并根據(jù)優(yōu)化理論編寫了許多有效的計算軟件。 在國內，隨著計算機性能的不斷提高,出現(xiàn)了許多用于工程計算的專用軟件,為工程技術人員的研究工作帶來了方便,減少了工程開發(fā)中自己編程的麻煩同時也使得許多優(yōu)秀的數(shù)學理論得到了推廣應用。在眾多計算軟件中,MATLAB[5]是應用最為廣泛的數(shù)值計算軟件之一。MATLAB 原是矩陣實驗室 20 年 80 代用來提供 LINPACK 和軟件包EISPACK 的接口程序,采用 FORTRIN 語言編寫的。20 世紀 90 年代,MATLAB 己經(jīng)成為國際控制界公認的標準計算軟件,而且在國際上 30 多個數(shù)學類科技應用軟件中,MATLAB 在數(shù)值計算方面獨占鰲頭。 汽車傳動系這方面的研究國外開展得比較早,1972 年,美國通用汽車公司首先開發(fā)了汽車動力性和燃油經(jīng)濟性的通用預測程序 GPSIM 系統(tǒng)[15],該系統(tǒng)可以模擬汽車在任何形式工況下的瞬時油耗、累計油耗、行駛時間和距離,預測汽車設計參數(shù)如重量、傳動系傳動比、空氣阻力系數(shù)等的變化對汽車性能的影響。電子計算機的應用和測試手段的提高,使通過模擬計算與實驗相結合的方法來研究汽車動力傳動系統(tǒng)匹配問題成為可能。目前,國外各大汽車公司在這方面作了大量的研究工作,并開發(fā)了各自的模擬程序,除美國通用汽車公司的 GPSIM 外,還有福特汽車公司的 TOEFP、美國康明斯公司的 VMS,日本日產(chǎn)汽車公司的 CSVFEP,德國奔馳汽車公司的 TRASCO 等。這些程序的使用在樣車制造前就能準確的對汽車動力性燃料經(jīng)濟性進行預測,并可以根據(jù)幾種傳動系速比的變化引起整車性能的變化,找到這種變化間的關系,形成“最佳動力性、燃料經(jīng)濟性曲線”,從而找到能與所選發(fā)動機合理匹配的傳動系,節(jié)省了大量的試驗費用, 大大縮短了設計周期一。我國在這方面研究起步較晚,進入年代后,吉林工業(yè)大學、清華大學、長春汽車研究所等單位開展了一些工作,取得了一些成果。如吉林大學的《載貨汽車燃料經(jīng)濟性的計算機模擬》,清華大學的《動力性燃料經(jīng)濟性的計算機模擬程序》,長安大學的《汽車動力性燃料經(jīng)濟性模擬與主減速器速比優(yōu)化的研究》,長春汽車研究所的《汽車動力性燃料經(jīng)濟性模擬程序及動力系統(tǒng)合理匹配的研究》等。目前, 國內主要圍繞以下幾個方面開展工作的：（1）汽車動力傳動系數(shù)學模型的研究；（2） 按給定工況模式的模擬研究；（3）按實際道路條件隨機模擬的研究；（4）模擬程序的應用研究。 近些年來,國內在對汽車動力性、燃料經(jīng)濟性模擬程序研究的基礎上,開始對發(fā)動機、傳動系的最優(yōu)匹配[7]進行探討,主要內容包括：（1）發(fā)動機給定,對傳動系速比進行優(yōu)化設計,依此進行調整,達到改進目的；（2）傳動系給定,優(yōu)選發(fā)動機。前者又包括以動力性為設計目標、以燃料經(jīng)濟性為約束條件和以燃料經(jīng)濟性為設計目標、以動力性為約束條件兩種方法。以動力性為設計目標的方法一般取加速時間為動力性指標以燃料經(jīng)濟性為設計目標的方法,一般以六工況和某一車速下等速工況兩者加權油耗作為燃油經(jīng)濟性目標。另外江蘇理工大學的何仁老師提出的以能量利用率為設計目標的汽車動力性、燃油經(jīng)濟性優(yōu)化設計,這些研究和成果使我國在這個領域的研究水平提高到一個新的階段,也有力地推動了汽車節(jié)能工作。但這些研究往往是建立在犧牲汽車某一性能燃油經(jīng)濟性或動力性的前提下來提高另一個性能動力性或燃油經(jīng)濟性, 因此本文提出了汽車動力性和燃油經(jīng)濟性綜合優(yōu)化目標函數(shù),通過加權的方法來達到不同側重點的優(yōu)化目的。本文基于這種思想編制的優(yōu)化軟件可以通過輸入不同的權值來達到不同重要度的優(yōu)化,如城市出租車更注重汽車的燃油經(jīng)濟性,而越野車則更注重汽車的動力性。 本田節(jié)能競技大賽適時迎合了時代提高社會節(jié)能和環(huán)保意識的要求,激發(fā)各參賽車隊通過各項獨創(chuàng)技術不斷挖掘一升汽油的無限潛能,使其從中體會到節(jié)能重要性的同時,提高參賽者的思考和實踐能力,更為將來汽車節(jié)能方面的實際應用帶來了無限新的可能。提高汽車行駛效率主要是通過改善結構來減小汽車在行駛過程中的自身消耗,可以通過以下途徑[4]來實現(xiàn)：減少行駛阻力,通過改進車身造型、改善車身結構來減少空氣阻力通過改進輪胎結構減少滾動阻力；底盤輕量化,采用新型輕質材料,通過可靠性設計技術使整車輕量化,使各總成部件、附件緊湊；提高驅動效率,采用自動或無級變速系統(tǒng),減少軸承和齒輪的摩擦損失,提高傳動系統(tǒng)的傳動效率。 本次選題擬展開的工作是，首先根據(jù)大賽要求和發(fā)動機的各項參數(shù)對傳動系的各關鍵部件進行改進設計，同時設計匹配發(fā)動機轉速和傳動系的離合器，然后在以往參賽賽車的基礎上對轉向系進行各關鍵部件進行改進設計，最后為保證安全設計可靠的剎車系統(tǒng).