節(jié)能賽車轉向系統(tǒng)設計開題報告
《節(jié)能賽車轉向系統(tǒng)設計開題報告》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《節(jié)能賽車轉向系統(tǒng)設計開題報告(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
開 題 報 告文 獻 綜 述1.1 課題研究背景 在石油資源日益枯竭、全球石油儲藏量急劇下降的背景下,我國汽車保有量卻以平均每年 12.07%的速度增加,使得我國對燃油的消費需求以驚人的快速度增長,但有很大一部分依賴進口。一方面,我國汽車節(jié)油技術的應用有限,燃油的使用效率普遍不高,汽車百公里耗油約比發(fā)達國家高 20%;另一方面,機動車排放污染已經(jīng)成為我國污染物的主要來源之一 [1]。因此,汽車節(jié)油和環(huán)保問題日益突出,面對有限的石油資源和國家能源戰(zhàn)略遇到的威脅與挑戰(zhàn),汽車節(jié)能與環(huán)保技術已成為汽車技術領域的研發(fā)熱點 [2]。 隨著能源危機日趨嚴重,節(jié)能減排已成為影響當今世界各國可持續(xù)發(fā)展的重要課題。同時“十二五”規(guī)劃中,節(jié)能減排是經(jīng)濟結構調(diào)整的重點,因此,應該抓住這個機遇,不斷提高創(chuàng)新能力和自身研發(fā)實力,把握節(jié)能車市場,研究和開發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保的節(jié)能車,具有重要的理論意義和廣闊的應用前景 [3]。1.2 Honda 節(jié)能競技大賽的背景及規(guī)則1981 年,本田公司在日本東京贊助舉辦了第一屆“本田宗一郎杯”燃油耗費競技大賽。(Honda Econo Power Race)比賽以本田公司創(chuàng)始人本田宗一郎的名字命名。大賽的宗旨是利用現(xiàn)有的技術和能力,尋找應對能源危機和環(huán)境污染的 最 佳 途 徑 , 喚 醒 人們 的 節(jié) 能 和 環(huán) 保 意 識 , “大 家 行 動 起 來 , 充 分 利 用 有 限 的 地球資源是參賽人員的一致心愿” [4]。比賽要求參賽車輛使用統(tǒng)一的本田低油耗汽油發(fā)動機(125cc),而車架和車身等部件完全由各車隊獨自創(chuàng)作,賽車在指定的賽道內(nèi)跑完賽程,比賽消耗燃油最少的獲勝 [5]。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。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 [6]。 1.3 Honda 節(jié)能競技大賽在國內(nèi)的發(fā)展 Honda 節(jié)能競技大賽創(chuàng)辦至今已有 34 年歷史,在日本已經(jīng)舉辦了 2 屆,在泰國也已經(jīng)舉辦了 9 屆。在中國已經(jīng)成功舉辦 3 屆(包括一次試行) [7]。2007 年 11 月 11 日,第一屆 Honda 中國節(jié)能競技大賽在上海國際賽車場勝利舉辦。來自全國各地 30 所高校的大學代表隊、Honda 相關企業(yè)代表隊、媒體代表隊,以及來自泰國和日本的特邀代表隊等共 77 只車隊參加了本屆大賽。最終來自東風本田發(fā)動機有限公司的 Fly 代表隊以每升油行駛 868.680km 的成績獲得了本屆 Honda 節(jié)能競技大賽的總冠軍 [8]。而最佳設計獎和最佳技術獎分別被中國農(nóng)業(yè)大學的“農(nóng)之魂代表隊”和汽車導報深圳職業(yè)技術學院的“汽車導報高職院代表隊”獲得。 2009 年 9 月 25—27 日,第三屆 Honda 中國節(jié)能競技大賽總決賽在上海 F1 國際賽場成功舉辦。參賽的 120 支節(jié)能車隊的激烈角逐,最終北京理工大學翼升車隊以 1279km/L 的成績打破了由同濟大學創(chuàng)造的 966km/L 的中國記錄,奪得大學組冠軍寶座,即一升油使自造節(jié)能汽車行駛 1279 公里。1.4 課題研究的意義Honda 節(jié)能競技大賽的目的是通過比賽提高社會的節(jié)能和環(huán)保意識,它結合了關于發(fā)動機總成改造、車架和機械機構設計、車身空氣動力學、材料應用等的相關知識,讓參賽車隊通過各項技術挖掘一升汽油的無限潛能 [9]。同時,比賽也為參賽者提供體驗親手設計和制作賽車的樂趣的機會,提高實踐能力。Honda 創(chuàng)始人本田宗一郎曾說,節(jié)能競技大賽的宗旨在于“讓肩負著人類未來的年輕人通過思考和實踐來體會如何更有效地利用資源,如何把我們生存的這個星球更完好地傳遞給下一代?!?[10]。Honda 節(jié)能競技大賽鼓勵參與者秉持“用最少的能源行駛更遠的距離”的想法,親身參與賽事感受“挑戰(zhàn)節(jié)能極限”樂趣、體驗“減排即是環(huán)保”的理念、認知“環(huán)保從我做起”的實際意義 [11]。自 2007 年在中國舉辦首屆賽事以來,賽事在向社會廣泛普及環(huán)境保護理念和知識的同時,也喚起了中國年輕一代對節(jié)能環(huán)保事業(yè)的關注,吸引了越來越多的人參與到環(huán)保行動中。三十多年前殼牌(Shell)公司向全世界的工程師提出挑戰(zhàn):開發(fā)和研制用 1 公升汽油跑 100 公里的低消耗的節(jié)能車,這個提議讓所有的人都興奮不已 [12]。一升汽油能行駛多少公里?按照慣性思維,您可能會直接根據(jù)百公里油耗換算,比如每百公里 5升,夠低了吧?如果您估計一升油能跑 20 公里,那您就太低估賽車的油耗潛力了,“本田節(jié)能大賽”目前的最高記錄是 3435 公里!相當于北京到重慶高速公路的往返里程 [13]。汽 車 節(jié) 能 減 排 的 重 要 性 不 言 而 喻 , 考 慮 到 當 前 我 國 的 汽 車 節(jié) 能 技 術 發(fā) 展 的 實際 情 況 [14]。除 了 要 積 極 推 進 以 混 合 動 力 、 燃 料 電 池 、 先 進 柴 油 ,醇 類 汽 車 等 為 代表 的 新 能 源 汽 車 技 術 的 發(fā) 展 外 ,另一個推進汽車節(jié)能減排工作的措施就是大力研究開發(fā)適合我國現(xiàn)階段汽車行業(yè)技術現(xiàn)狀,并適合大量在用汽車的高性能節(jié)能產(chǎn)品 [15]【16】 。參考文獻:[1]發(fā)改委.“十二五”規(guī)劃綱要發(fā)布[J].環(huán)境經(jīng)濟,2011(4):24.[2]黃金陵.汽車車身設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011:52. [3]陳家瑞.汽車構造 [M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2012:13.[4]張啟明.節(jié)能競技車的發(fā)展[J].機電設備,2013,25(8):43[5]方國浩,范明志,盛利平.節(jié)能競技的發(fā)展歷史與趨勢[J].專用汽車,2008(10):94-95 [6] 喬軍奎. Honda 節(jié)能競技大賽[J].汽車工程學報,2012,2(2):146[7]李江濤. 《節(jié)能賽車設計及其 CAE 分析優(yōu)化》[J].太原科技大學學報,2014(3).[8]姚 喜 貴 .Honda 節(jié) 能 競 技 大 賽 車 的 分 析 與 研 制 [J].專用汽車,2010(4):18~19.[9]穆 能 伶 .工 程 力 學 [M].北京:機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2011:167-169.[10]Frederic Dieu. Structural Optimization of A Vehicle Using Finite Element Techniques, SAE885135. 225-260.[11]Bendsoe M.R,Kikuchi N Generating optimal topologies in structural design using a homogenization .method. Comput. Methods APPI. Mech. Engrg2012,71; 197-224[12]趙聰 .《節(jié) 能 賽車轉向系統(tǒng)設計及性能分析》[J ]. 太原科技大學學報,2012(1).[13]邵志剛.節(jié)能減排的思考 [J ].交通世界, 2010(6): 68~70.[14]Ali Mohammadzadeh, Salim Haidar. Analysis And Design Of Vehicle Suspension System Using MATLAB And SIMULINK[J]. American Society for Engineering Education2013.(10): 9-10 [10][15]劉濤.汽車設計[M].北京:北京大學出版社,2012:10.[16]張文春.汽車理論[M].北京:機械工業(yè)出版社,2010:3. 開 題 報 告2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):1.研究解決的問題:傳統(tǒng)的汽車的轉向裝置包括轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動機構三大部分組成。由于該系統(tǒng)結構復雜,適用于前兩輪的節(jié)能車。節(jié)能賽車是前一輪的配置形式,采用自行車的前叉來進行直接轉向,這樣不僅構造簡單而且大大減輕了整車重量。由于節(jié)能賽車和賽道特殊的特點,節(jié)能賽車的操控性輪胎的單側偏磨問題一直困擾著參賽者,賽車的操控性和轉向穩(wěn)定性問題非常重要。賽道的摩擦系數(shù)可以達到 f=3.5,這就意味著輪胎的溫度會很高,若出現(xiàn)單側偏磨現(xiàn)象,將會是一個很大的安全隱患。因此,提高轉向系統(tǒng)操作穩(wěn)定性和轉向穩(wěn)定十分重要。2.研究方案:為了更好的了解所作題目,查閱已有文獻資料是十分重要的,由于資料很少。因此,在設計過程中,廣泛的搜集資料,并借鑒了賽車的一些數(shù)據(jù)資料對我的設計工作起了很大的幫助。在這些文獻綜述中,詳細的介紹了節(jié)能賽車的一般設計思路,如外形的設計,驅動方式如何,具體結構等等,都對我即將所作的設計提供了很大的幫助,此外,為了更好的設計節(jié)能賽車,在軸、帶、齒輪等重要元件的設計過程中保證其結構的準確性,又對機械設計等專業(yè)課本進行了系統(tǒng)的復習,但還是有很多關鍵技術是專利項目,不會公布在資料之中的。所以,我參考用的資料并不能解決我在設計過程中所遇到的所有難點,有許多的問題是根據(jù)我自己的想法來做的。因為我的這些想法并不成熟,沒有太多的實踐性,所以,在解決一些棘手問題時并不能夠很好的解決。在今后的設計中,還需要通過實踐,對其一步一步的進行改進。賽車轉向系統(tǒng)總體方案的確定1 轉向系統(tǒng)方案的選型大賽規(guī)定轉向系統(tǒng)為機械轉向系統(tǒng),目前應用較廣泛的機械轉向系統(tǒng)有齒輪條式轉向器、循環(huán)球式轉向器、蝸桿曲柄銷式轉向器??紤]到比賽賽車體積較為緊湊的轉向系統(tǒng)安裝位置有限,對于轉向系統(tǒng)的靈敏性要求較高,而賽道道路條件較好,路面不會對于車輪產(chǎn)生較大的沖擊等因素,決定選擇該賽車的轉向系為齒輪齒條式轉向系統(tǒng)。 2 齒輪齒條轉向系統(tǒng)的總體布置形式1)輸入輸出型式:中間輸入兩端輸出 ( 結構簡單、制造方便、成本低 )。2)齒輪齒條選擇:斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合(重合度增加,運轉平穩(wěn),沖擊與噪聲均降低,而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿足總體設計要求)。3)齒條斷面形狀:圓形(制造簡便)。最終的布置為:采用中間輸入兩端輸出的輸出形式,齒輪齒條采用斜齒,齒條斷面采用圓形斷面。3 與齒輪齒條轉向器配用的傳動機構一般來說,這種轉向系統(tǒng)的傳動結構大多如圖所示。轉向軸的末端與轉向器的齒輪軸 1 直接相連或通過萬向節(jié)軸相連,齒輪與裝于同一殼體的齒條 2 嚙合,外殼則固定于車身或車架上。齒條通過兩端的轉向節(jié) 3、4 與分開的橫拉桿 5、6 相連,因此,齒條 2 既是轉向器的傳動件,又是轉向梯形機構中三段式橫拉桿的一部分。4 齒輪軸的確定1)齒輪齒條傳動受力分析。若不考慮齒面之間的摩擦力,則節(jié)點 P 受法向力 Fn,F(xiàn)n 可分解為徑向力 Fr 和分力 F,分力 F 又可分解為軸向力 Fa 和圓周力 Ft。2)齒輪軸最小軸徑確定。由于齒輪的基圓直徑 ,數(shù)值較小,若齒輪與軸之間采用鍵連接必將對軸和齒輪的強度大大降低,因此,將其設計為齒輪軸。5 轉向傳動機構1)轉向橫拉桿。轉向橫拉桿是轉向梯形的底邊。一般由橫拉桿體和旋裝在兩端的橫拉桿接頭組成。橫拉桿接頭通過球頭銷與左右轉向梯形臂連接。兩接頭通過螺紋與橫拉桿連接,接頭螺紋與橫拉桿體連接,接頭螺紋部分有切口,具有彈性。橫拉桿體旋裝到接頭上后,用螺栓通過沖壓制成的卡箍將橫拉桿夾緊。橫拉桿兩端的螺紋一端左旋,一端右旋。因此,在旋松卡箍上的螺栓后,轉動橫拉桿體,即可改變橫拉桿的長度,從而可調(diào)整轉向輪前束。2)球頭銷。球頭銷是聯(lián)接轉向橫拉桿和轉向梯形臂的重要零件。球頭銷的外形尺寸是成比例的,所以在選定球頭直徑后可安比例確定其他尺寸。6 結論 1 節(jié)能車轉向裝置總成的分析與計算。目前能夠選用的轉向總成方案比較多結合賽車車架的設計以及整車布局合理確定轉向裝置的總成對于下一步工作具有指導意義。 2 節(jié)能車轉向裝置各零件的參數(shù)計算與強度及剛度分析。其中最為重要的是車輪定位參數(shù)的合理確定,這對于節(jié)能競技車的滑行效果及車手操縱的輕便與舒適性影響較大。 3 轉向裝置三維模型的建立與工作狀態(tài)模擬。轉向機構各零件之間的連接關系的選定較重要,合理的連接關系的選擇有利于達到設計目標。轉向裝置的輕量化對于減少整車質(zhì)量,降低油耗有幫助。 開 題 報 告指導教師意見:指導教師: 年 月 日所在系審查意見:系主任: 年 月 日- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權。
- 關 鍵 詞:
- 節(jié)能 賽車 轉向 系統(tǒng) 設計 開題 報告
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學習交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權,請勿作他用。
鏈接地址:http://www.hcyjhs8.com/p-176240.html