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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目: 礦用越野車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí): 車輛工程B07-2
學(xué) 生 姓 名: 王萌
導(dǎo) 師 姓 名: 王永梅
開 題 時(shí) 間: 2011年3月14日
指導(dǎo)委員會(huì)審查意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
王萌
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級(jí)
車輛工程B07-2
指導(dǎo)教師姓名
王永梅
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
礦用越野車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
(一) 礦用越野車現(xiàn)狀
近年來，越野車的越野性和安全性越來越被人們關(guān)注，應(yīng)用范圍也越來越廣，現(xiàn)在有多種用途的越野車輛，其中礦用越野車就是其中的一種。這類車不僅僅提高了汽車的牽引性和通過性，更重視汽車的轉(zhuǎn)向性、行駛性和制動(dòng)性。在我國(guó)大多數(shù)礦山、煤礦的惡劣路況條件下作業(yè)的專用礦用越野車比較少，很多都是現(xiàn)有的普通二驅(qū)車輛，不僅不能完成惡劣條件下的運(yùn)輸作業(yè)，而且防爆安全也存在重大的隱患。公司根據(jù)市場(chǎng)需求，研制適用于上述礦區(qū)條件的礦用越野車將會(huì)滿足大多數(shù)礦區(qū)作業(yè)需求，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)同行業(yè)空白。由于井下道路狀況較差，形同越野路面，礦用越野防爆車對(duì)于提高井下勞動(dòng)效率，改善工人的勞動(dòng)條件和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度顯得尤為重要。我國(guó)目前尚未有此類產(chǎn)品，在用礦用越野車均為進(jìn)口產(chǎn)品，因此設(shè)計(jì)該款車在替代進(jìn)口，結(jié)束國(guó)外公司的壟斷，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的礦用越野車等方面具有重要的意義。國(guó)內(nèi)礦用井下越野車輛基本為澳大利亞的SMV及德國(guó)的PAUS壟斷，購買和維護(hù)費(fèi)用高昂，制約其大量推廣使用，自主開發(fā)一款適合中國(guó)國(guó)情的，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的礦用越野車顯得迫在眉睫。本論文研究的特種防爆礦用越野車國(guó)產(chǎn)化程度高，無論在購買成本和使用成本等方面都將大大低于進(jìn)口產(chǎn)品，設(shè)計(jì)針對(duì)性較強(qiáng)，在性能上將更加適應(yīng)我國(guó)井下作業(yè)，針對(duì)井下作業(yè)車這一細(xì)分市場(chǎng)其前景非常看好。
汽車懸架系統(tǒng)是安裝在車橋和車輪之間, 用來吸收汽車在高低不平的路面上行駛所產(chǎn)生的顛簸力。因此, 汽車懸架系統(tǒng)對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性都有很大的影響。由于懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到不斷改進(jìn), 其性能及其控制技術(shù)也得到了迅速的提高。
(二) 國(guó)外汽車懸架系統(tǒng)現(xiàn)狀
在國(guó)外，汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究起步較早，七十年代工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始研究基于振動(dòng)主動(dòng)控制的主動(dòng)、半主動(dòng)懸架系統(tǒng)。這種懸架系統(tǒng)是典型的非線性機(jī)、電、液一體化動(dòng)力系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)等學(xué)科的快速發(fā)展，使汽車懸架系統(tǒng)由傳統(tǒng)被動(dòng)隔振發(fā)展到振動(dòng)主動(dòng)控制。特別是信息科學(xué)中對(duì)最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的研究，不僅在理論上取得令人矚目的成績(jī)，同時(shí)已開始應(yīng)用于汽車懸架系統(tǒng)的振動(dòng)控制，使懸架系統(tǒng)振動(dòng)控制技術(shù)得以快速發(fā)展。目前，已經(jīng)逐漸成為汽車性能完善的重要技術(shù)之一。，而汽車懸架彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究是在上世紀(jì)80年代興起的。[德]耶爾森．賴姆帕爾著的《汽車底盤基礎(chǔ)》對(duì)車輪定位參數(shù)做了準(zhǔn)確的定義，著重分析了車橋運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)軸距、輪距、側(cè)傾軸線和前輪定位參數(shù)的變化對(duì)懸架性能的影響以及對(duì)整車操縱穩(wěn)定性的影響。阿達(dá)姆·措莫托著的《汽車行駛性能》131和安培正人著的《汽車的運(yùn)動(dòng)與操縱》介紹了懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)汽車行駛性能的影響，并對(duì)懸架彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析。德國(guó)Wolfgang Matschinsky編寫的《車輛懸架》從懸架的理論建模、橡膠支撐的模型出發(fā)對(duì)懸架彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的理論分析作了較為深入的研究。在懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中，將懸架簡(jiǎn)化成多連桿機(jī)構(gòu)，用圖解法來分析輪胎的跳動(dòng)所引起的懸架變形；在懸架彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中，則對(duì)懸架模型作了受力分析，推導(dǎo)出變形與力的關(guān)系，并將橡膠襯套鉸接的處理簡(jiǎn)化成三根兩兩垂直的彈簧。
(三) 國(guó)內(nèi)汽車懸架系統(tǒng)現(xiàn)狀
在國(guó)內(nèi)，近幾十年來才逐步開展對(duì)汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究。中國(guó)工程院院士郭孔輝所著《汽車操縱穩(wěn)定性》對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)作了最為系統(tǒng)的分析，并且在國(guó)內(nèi)首次提出了從側(cè)向力、縱向力轉(zhuǎn)向的角度研究懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)。吉林大學(xué)的林逸教授等人在90年代也先后在各報(bào)刊發(fā)表文章闡述了橡膠元件的基本性能，著重分析了獨(dú)立懸架中橡膠元件對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的和平順性的影響，并提出了處理彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的一般思路和方法。吉林大學(xué)工學(xué)博士楊樹凱發(fā)表博士論文《橡膠襯套對(duì)懸架彈性運(yùn)動(dòng)與整車轉(zhuǎn)向特性影響的研究》，重點(diǎn)分析了影響懸架彈性運(yùn)動(dòng)的因素及本質(zhì)原因(橡膠襯套變形)。在分析懸架橡膠襯套工況特點(diǎn)和傳統(tǒng)襯套模型不足的基礎(chǔ)上，基于有限元與模態(tài)綜合理論建立了面向結(jié)構(gòu)的橡膠襯套柔性體模型，并進(jìn)行了試驗(yàn)研究。雖然國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)普通汽車懸架的設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作，如多連桿獨(dú)立懸架、雙橫臂獨(dú)立懸架等。但對(duì)一些特種車輛的懸架設(shè)計(jì)研究很少，如該礦用作業(yè)越野防爆車的多連桿非獨(dú)立懸架。如果把普通汽車的懸架設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)套加在此特種汽車懸架設(shè)計(jì)的研究上，是不合適的。因此，有必要將其作為特殊對(duì)象來加以研究。該特種礦用作業(yè)車是應(yīng)我國(guó)某礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員的強(qiáng)烈要求，為提高工作效率、減少安全事故專門開發(fā)的4x4防爆車輛。
(四)選題的目的和意義
礦用越野車在我國(guó)應(yīng)用較廣，其中懸架是礦用越野車的的主要部件，其設(shè)計(jì)的成功與否決定著車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性、舒適性等多方面的設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的懸架系統(tǒng)，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以本題設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的礦用越野車懸架系統(tǒng)具有一定的實(shí)際意義。
二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
本文研究的對(duì)象是某礦用越野特種防爆車，其前后懸架都采用多連桿非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)形式?？紤]到該車載荷較大，且整車縱向長(zhǎng)度有限制，在懸架設(shè)計(jì)時(shí)，采用螺旋簧式的多連桿非獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式。主要參數(shù)如下：
總長(zhǎng)x總寬x總高(mm) 5500x1800x2100 軸距(mm) 3300
整車整備質(zhì)量(kg) 4700 滿載質(zhì)量(kg) 7800
空載前橋軸荷(kg) 2320 滿載前橋軸荷(kg) 2380
空載后橋軸荷(kg) 2380 滿載后拼軸荷(kg) 5420
主銷后傾(°) 0 主銷內(nèi)傾(°) 8
車輪外傾(°) 1 前束角 (mm) 3.58
前簧中心距(mm) 770 前輪距(mm) 1575
后簧中心距(mm) 1000 后輪距(mm) 1575
最高車速(km／h) ≤50 滿載質(zhì)心高(mm) 1000
車輪滾動(dòng)半徑(mm) 498
1.設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
（1）懸架系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，包括對(duì)懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)和系統(tǒng)各零部件的總體布置設(shè)計(jì);
（2）對(duì)懸架的主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算及強(qiáng)度校和;
（3）運(yùn)用AutoCAD軟件做出懸架的裝配圖及零件圖;
（4）總結(jié)設(shè)計(jì)過程，完成設(shè)計(jì)說明書;
2.擬解決的主要問題
（1）懸架參數(shù)的選擇及對(duì)參數(shù)的計(jì)算；
（2）彈性元件的計(jì)算及校核;.
（3）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的計(jì)算及校核;
（4）減震器的計(jì)算及校核；
（5）運(yùn)用AutoCAD繪出懸架系統(tǒng)的二維裝配圖及零件圖;
三、技術(shù)路線（研究方法）
查閱資料
前懸架總體設(shè)計(jì)
對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行強(qiáng)度校核
懸架總體方案的確定
彈性元件設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
完成設(shè)計(jì)說明書
后懸架總體設(shè)計(jì)
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報(bào)告 第1～2周（2月28日～3月13日） （2）確定總體方案 第3～4周（3月14日～3月27日）
（3）前懸架設(shè)計(jì) 第5周 （3月28日～3月3日） （4）后懸架設(shè)計(jì) 第6周（3月4日～4月10日） （5）零件參數(shù)設(shè)計(jì) 第7～8周（4月11日～4月24日） （6）懸架主要零件強(qiáng)度校核 第9～10周（4月25日～ 5月15日） （7）書寫設(shè)計(jì)說明書第11～13周（5月16日～5月29日） （8）設(shè)計(jì)審核、修改設(shè)計(jì)說明書第14～16周（5月31日～6月19日）
（9）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月20日～6月26日）
五、參考文獻(xiàn)
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[16]陳家瑞．汽車構(gòu)造(下冊(cè)) [M]．人民交通出版社．2005．
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日