崔桂宇 0开题报告.doc

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1、毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目:长安星卡汽货后悬架系统设计 院 系 名 称:汽车与交通工程学院 专 业 班 级:车辆工程 08-12 学 生 姓 名:崔桂宇 导 师 姓 名:王强 开 题 时 间: 2012.03.14 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日1. 课题研究目的和意义汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。随着人们生活品质的提高，人们对汽车的要求也越来越高，人们更追求安全、智能和清洁的汽车。也就是对汽车的操纵稳定性、平顺性、舒适性的要求越来越高，而汽车的这些性能都与汽车的悬架系统紧密相关。其中，舒适性是汽车最重要

2、的使用性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。进入21世纪，汽车悬架成多元化发展，按导向机构结构不同悬架可分为非独立悬架和独立悬架；按控制形式不同可分为被动悬架和主动悬架。现在很多高级轿车都用上了独立悬架，大大提高了轿车的乘坐舒适型，而载货汽车由于成本因素的影响，用的则是传统的非独立悬架。在主动悬架和被动悬架方面，目前汽车大多还是用传统的被动悬架，但主动悬架经过近十几年的研发，也开始在一部分汽车上应用。安全、智能和清洁的绿色智能悬架将是今后汽车悬架发展的趋势。 轻型货车后悬架的设计，尤其是悬架结构形式和性能参数的选择，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和

3、舒适性有很大的影响。可以说，悬架系统是现代汽车最重要的总成之一，是汽车保证操纵稳定性、平顺性和舒适性的最重要部件。所以，悬架的设计是整个汽车设计最重要环节之一。我所做的毕业设计课题，也是对我四年来对所学的汽车专业理论知识的检验，我相信这对我将来从事汽车设计工作也将会是一次锻炼的机会。对于钢板弹簧后悬架设计的基本原则是在不影响强度和刚度要求的前提条件下，尽量简化结构，降低成本，容易制造，保养维修方便。并且，要尽量减小车轮跳动对转向轮定位的影响和轮胎磨损量。本设计的汽车后悬架属轻型载货汽车，使用的悬架类型为非独立被动悬架。非独立悬架因其结构简单,工作可靠,制造容易,维修方便被广泛应用于货车的后悬架

4、。在非独立悬架中大多数采用钢板弹簧作为弹性元件。设计时，须对悬架结构进行合理布置，达到结构合理、操纵灵便、可靠性好、零部件通用性强、生产成本低、易于组织生产和备件供应的要求。2. 文献综述（课题研究现状及分析）钢板弹簧悬架(简称板簧悬架)又分为少片变截面钢板悬架与等截面多片板簧悬架。目前国内95%以上的重卡悬架系统是以钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工艺成熟，工作可靠。缺点是汽车平顺性、舒适性较差；簧下质量大，无法适应重卡轻量化的发展，并且不能同时兼顾重卡的舒适性与操纵稳定性。半主动悬架的研究工作开始于1973年,由D.A.Crosby和D

5、.C.Karnopp首先提出。半主动悬架以改变悬架的阻尼为主,一般较少考虑改变悬架的刚度。工作原理是:根据簧上质量相对车轮的速度响应、加速度响应等反馈信号,按照一定的控制规律调节弹簧的阻尼力或者刚度。半主动悬架产生力的方式与被动悬架相似,但其阻尼或刚度系数可根据运行状态调整,这和主动悬架极为相似。有级式半主动悬架是将阻尼分成几级,阻尼级由驾驶员根据“路感”选择或由传感器信号自动选择;无级式半主动悬架根据汽车行驶的路面条件和行驶状态,对悬架的阻尼在几毫秒内由最小到最大进行无级调节。由于半主动悬架结构较简单,工作时不需要消耗车辆的动力,而且可取得与主动悬架相近的性能,具有广阔的发展空间。美国翰德森

6、公司是专业从事中型和重型车辆悬架系统设计和制造的跨国公司，是全球最大的悬架系统供应商。该公司成立于1913年，总部设在美国芝加哥，现有职工3000多人。翰德森公司除了供应橡胶悬架外，还是北美主要的空气悬架供应商，在美国重型卡车和挂车的悬架市场份额超过75%。 目前，翰瑞森在中国主要销售HN522橡胶悬架，其特点是悬架刚度更软，提高了车辆的的平顺性；自质量轻，增加有效载荷，减少轮胎磨损，降低维修成本，再售价值更高；悬架刚度可变，辅助橡胶弹簧，横向、纵向稳定杆等，提高车辆的稳定性和安全性。另外翰德森公司还与中国重汽合作开发RS-850(载质量)重型车悬架系统项目，业内其他竞争者在类似的重载悬架系统

7、方面则无法匹敌。由于种种原因,我国的汽车绝大部分采用被动悬架。在半主动和主动悬架的研究方面起步晚,与国外的差距大。在西方发达国家,半主动悬架在20世纪80年代后期趋于成熟,福特公司和日产公司首先在轿车上应用,取得了较好的效果。主动悬架虽然提出早,但由于控制复杂,并且牵涉到许多学科,一直很难有大的突破。进入20世纪90年代,仍仅应用于排气量大的豪华汽车。未见国内汽车产品采用此技术的报道,只有北京理工大学和同济大学等少数几个研究机构对主动悬架展开研究国内汽车悬架弹簧生产企业160余家，遍布全国各地，具有规模的专业生产企业(生产规模在0.8万吨以上)约80余家。产品质量水平已达到国外先进国家90年代

8、水平。大部分企业规模较小，生产集中度低，散乱差问题较严重。其中真正形成大规模、大批量生产的企业为数不多，大多仍停留在简单生产工艺的水平上，产品成本较高，难以参与国际市场竞争。国内能够生产高档次汽车钢板悬架弹簧的企业只有4家：一汽集团辽阳汽车弹簧厂、东风汽车悬架弹簧有限公司、重庆红岩汽车弹簧厂、山东汽车弹簧厂，他们都具有生产多种叠片簧、渐变刚度弹簧、少片变截面钢板弹簧和双曲率半径及平直段的汽车钢板弹簧的能力。国内能够同时生产客车、货车、轿车悬架弹簧的厂家只有三个：一汽集团辽阳汽车弹簧厂、东风汽车悬架弹簧有限公司、山东汽车弹簧厂。预测在未来的5到10年，国内悬架技术将超越国外知名生产企业，写下中国

9、汽车制造业最辉煌的明天。3. 基本内容、拟解决的主要问题（1）基本内容1）完成长安星卡SC1022D7型汽车后悬架的结构选型：结构形式分析及方案选择2）完成长安星卡SC1022D7型汽车后悬架的设计与计算：悬架主要参数的确定、钢板弹簧主要参数确定、各片长度的确定、弧高及曲率半径计算、弧高核算、强度验算3）绘制钢板弹簧总成图、衬套、缓冲块零件图（2）拟解决的主要问题1）确定钢板弹簧的主要尺寸，以便完成悬架的整体设计2）校核钢板弹簧的强度和刚度，使悬架有一定的刚度、硬度和寿命，以保证悬架系统的可靠性3）设计减振器时应当满足基本要求是，在使用期间保证汽车的行驶平顺性的性能稳定 4. 技术路线或研究方

10、法以长安星卡SC1022D7汽车为设计对象，确定悬架系统主要设计参数，主要利用AutoCAD软件完成弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块及横向稳定器的二维结构设计及校核，并利用Pro/E或UG软件完成悬架系统的三维建模及虚拟装配，利用ANSYS软件进行关键零件的静力学分析及模态分析。调研和查找资料悬架系统方案设计及校核计算钢板弹簧断面形状弹簧端部形状弹簧卷耳弹簧包耳钢板弹簧中心螺栓弹簧夹箍钢板弹簧设计的参数参数共同曲率法介绍悬架系统二维总体结构设计及零件设计悬架系统Pro/E或UG三维建模及虚拟装配零件ANSYS有限元静力学分析及模态分析 撰写说明书钢板弹簧的种类钢板弹簧主要元件选取钢板弹簧设计

11、普通多片钢板弹簧少片变截面钢板弹簧两级变刚式钢板弹簧渐变刚度钢板弹簧5. 进度安排（1） 调研、查阅相关资料、完成开题报告 第12周（3月2日3月14日） （2） 确定总体方案 第3周（3月15日3月22日） （3） 悬架系统二维结构设计及校核计算 第49周（3月23日5月3日） （4） Pro/E三维建模及总装配图设计 第1012周（5月4日5月24日） （5） 关键零件的有限元受力分析 第13周（5月25日5月31日） （6) 撰写设计说明书 第1415周（6月1日6月14日）（7） 设计说明书审核及修改 第16周 (6月15日6月21日） （8） 毕业设计答辩 第17周 （6月22日6月

12、28日） 6. 主要参考文献1袁涌,蔡静. Matlab/GUI在钢板弹簧悬架设计中的应用J.湖北汽车工业学院学报,2011,(2). 2王伟,陈昆山.基于MATLAB的重型车辆提升桥空气悬架设计方法研究J. 煤矿机械,2011,(4). 3邓志君,董铸荣,马德粮.电动轿车独立转向轮悬架设计J.汽车技术,2010,(12). 4郑银环.汽车钢板弹簧计算模型研究D武汉理工大学,2005. 5胡国友,夏品奇,杨劲松.渐变刚度钢板弹簧刚度特性计算的曲率-载荷混 合法J南京航空航天大学学报,2008,(01). 6王其东,方锡邦,卢剑伟,赵猛.汽车钢板弹簧多体动力学建模及动特性仿 真研究J合肥工业大学

13、学报(自然科学版), 1999,(06). 7马文伦.重型载货车少片变截面钢板弹簧的研究D. 哈尔滨工程大学, 2009,(11). 8刘慧斌.Strut-Links型后悬架硬点及衬套刚度优化方法的研究D.吉林 大学.2011. 9林小瑛.少片不等长变截面钢板弹簧的优化设计J福州大学学报(自然科 学版), 2001,(01) . 10王其东,方锡邦,卢剑伟,赵猛.汽车钢板弹簧多体动力学建模及动特性仿 真研究J合肥工业大学学报(自然科学版), 1999,(06) . 11魏道高.汽车前轮定位参数研究与展望J合肥工业大学学报(自然科学 版),2004,(12) . 12M.B.GERRARD. K

14、inematic Suspension Linkages-A Model for Their Behavior and a Procedure for Their Design .SAE 2002 -01-0281. . 13Daniel Kirby,Richard Charniga. A Finite Element and Experimental Analysis of a Light Truck Leaf Spring System Subjected to Pre-Tension and Twist Loads .SAE Technical Paper.2005-01-3568. .