四軸小巴車雙軸轉向系統設計(含CAD零件圖裝配圖)

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資料介紹:

四軸小巴車雙軸轉向系統設計(含CAD零件圖裝配圖)(任務書,開題報告,文獻摘要,外文翻譯,論文說明書17000字,CAD圖6張)
摘要
雙軸轉向系統在多軸汽車上占有舉足輕重的地位,許多大型商用車都采用雙軸轉向系統,目前人們正在考慮在一些電動巴車上裝配雙軸轉向系統,以滿足一些景區旅游運輸的需要,因此雙軸轉向系統的設計顯得尤為重要。
本文對四軸小巴車的雙前軸轉向系統進行了主要的設計,首先介紹了雙前軸轉向系統的研究目的以及國內外的研究現狀,分析了雙前軸轉向系統應用在小巴車上的可行性以及對人類的深遠意義;指出了目前研究設計中所存在的一些尚未解決的難點問題。隨后介紹了雙前軸轉向系統的設計計算過程,在設計計算之前先對有關轉向系統的一些理論知識進行了簡單說明,然后應用數學幾何知識建立目標車型雙前軸轉向系統的轉向機構數學計算模型,得出了在初始設計條件下的實際轉向輪轉角關系;緊接著利用MATLAB對設計的轉向機構尺寸參數進行優化計算,得到了具有較好轉向性能的尺寸結果;最后對轉向機構中一些關鍵零件進行了強度分析,驗證了此次設計的合理性。

關鍵詞:雙前軸轉向;轉角關系;數學模型;優化設計;建模

Abstract
Dual-axle steering system plays an important role in multi-axle vehicles. Many large commercial vehicles adopt dual-axle steering system. At present, people are considering installing dual-axle steering system on some electric buses to meet the needs of tourism transportation in some scenic spots. Therefore, the design of dual-axle steering system is particularly important.           
This paper mainly designs the dual front axle steering system of four-axle minibus. Firstly, it introduces the research purpose of the dual front axle steering system and the research status at home and abroad, analyses the feasibility of the application of the dual front axle steering system in minibus and its far-reaching significance to human beings, and points out some unsolved difficulties in the current research and design. Secondly, the design and calculation process of the Dual-front-axle steering system is introduced. Before the design and calculation, some theoretical knowledge about the steering system is briefly explained. Then, the mathematical calculation model of the steering mechanism of the Dual-front-axle steering system of the target vehicle model is established by using mathematical geometry knowledge, and the actual steering wheel angle relationship under the initial design conditions is obtained. Then, the setting up of the steering system is carried out by using MATLAB. The dimension parameters of the steering mechanism are optimized, and the dimension results with better directional performance are obtained. Finally, the strength analysis of some key parts of the steering mechanism is carried out to verify the rationality of the design.

Key words:Double front axle steering; Angle relationship;Mathematical model;Optimization design; Modeling

2.2.1 設計目標車型分析
在確定轉向系統的整體設計方案之前,需要對目標車型進行全面分析,以便選擇出適合目標車型的轉向系統布置方案。為設計出一套適合目標車型的轉向系統布置方案,需要對該車型的整車尺寸、軸距、輪距、軸荷等參數進行綜合分析;下面是本次設計的四軸小巴車的一些參數:
表2-1 目標車型參數表
參數    值
第一軸與第二軸之間的距離(mm)    700
第二軸與第三軸之間的距離(mm)    3890
第三軸與第四軸之間的距離(mm)    750
各軸的輪距(mm)    1755
車輪半徑(mm)    306
前輪氣壓(kPa)    330
后輪氣壓(kPa)    375
各軸的軸荷(kg)    1300
內輪最大轉角(°)    39
外輪最大轉角(°)    33.5
由這些參數可以看出,該車型的小巴車總長超過5米,各軸的軸荷也相對比較大,主要影響轉向系統布置的是第一二軸的軸距和輪距,這兩個參數限制了轉向系統的傳動機構和轉向梯形的尺寸,汽車各軸的軸荷尤其是前軸軸荷將影響轉向器的選型。
設計的主要內容
本設計主要對四軸小巴車的雙前軸轉向系統的整體布置和結構尺寸進行了設計,建立了四軸小巴車的雙前軸轉向系統數學計算模型,利用MATLAB編寫程序對其進行優化設計,設計出符合要求的轉向系統,主要包括如下內容:
(1) 基于懸架系統的設計要求確定轉向車輪的定位參數;
(2) 由經驗公式進行轉向阻力矩計算;
(3) 基于載荷和轉向阻力矩進行轉向器的選型;
(4) 小巴車雙軸轉向系統整體布置方案的確定;
(5) 基于幾何關系建立轉向系統的計算模型;
(6) 利用MATLAB對轉向機構的尺寸參數進行優化設計;
(7) 對轉向系統重要零件進行力學分析及強度校核;
(8) 基于汽車轉向輪的最大內外輪轉角計算汽車的最小轉彎半徑;
1.4 主要設計方法和技術路線
本次設計我主要利用MATLAB的優化工具箱對小巴車的雙軸轉向系統進行優化設計。首先確定好轉向系統整體的布置方案以及各個部件之間的連接關系及相互作用關系,然后對其空間結構進行簡化,得到了轉向機構的簡化示意圖,利用數學幾何知識建立整體轉向系統的計算模型,再根據轉向系統設計要求得出設計變量的約束條件,最后利用MATLAB優化工具箱中的fmincon函數對轉向系統的各個結構參數進行優化,得到符合設計要求的各結構的尺寸參數。本次設計的技術路線總結如下,后面的設計工作將按照這個路線圖執行。
 

四軸小巴車雙軸轉向系統設計(含CAD零件圖裝配圖)
四軸小巴車雙軸轉向系統設計(含CAD零件圖裝配圖)
四軸小巴車雙軸轉向系統設計(含CAD零件圖裝配圖)
四軸小巴車雙軸轉向系統設計(含CAD零件圖裝配圖)


目錄
第1章 緒論    1
1.1 本設計的研究背景、意義    1
1.2 國內外研究現狀    1
1.3 設計的主要內容    2
1.4 主要設計方法和技術路線    3
1.5 本章小結    3
第2章 雙前軸轉向系統設計基礎    4
2.1轉向系統功能和設計要求    4
2.2雙前軸轉向系統整體設計    5
2.2.1 設計目標車型分析    5
2.2.2 轉向阻力矩計算    6
2.2.3 轉向器的選型    6
2.2.4 轉向系統的整體布置    7
2.3 轉向輪定位參數    8
2.3.1 主銷后傾    8
2.3.2 主銷內傾    9
2.3.3 車輪外傾    9
2.3.4 車輪前束    9
2.4汽車轉向理論    9
2.4.1 單軸轉向車輪轉角關系    9
2.4.2 雙前軸轉向車輪轉角關系    10
2.5 本章小結    12
第3章 轉向系統數學模型的建立    13
3.1 雙前軸轉向系統傳動機構數學模型    13
3.2 轉向梯形機構的數學模型    15
3.3 轉向系統整體數學模型    17
3.4 本章小結    17
第4章 轉向系統桿系的優化計算    18
4.1 優化設計理論簡介    18
4.2 系統的優化模型    18
4.2.1 優化設計變量的選擇    18
4.2.2 確定約束條件    19
4.2.3 目標函數的建立    20
4.3 基于MATLAB的優化結果    20
4.4 優化結果分析    21
4.5 本章小結    23
第5章 雙前軸轉向系統動力學分析    24
5.1 轉向系統的受力分析    24
5.2 轉向系統主要部件強度計算    25
5.2.1 縱拉桿強度計算    25
5.2.2 轉向橫拉桿強度校核    26
5.2.3 轉向搖臂強度校核    27
5.2.4 球頭銷強度校核    28
5.3 最小轉彎半徑計算    29
5.4本章小結    29
第6章 總結    30
參考文獻    31
附錄    33
致謝    36

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