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1、毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告设计（论文）题目 : 矿用越野车悬架系统的设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程 B07-2 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 2011 年 3 月 14 日 指导委员会审查意见：签字： 年 月 日毕业设计（论文）开题报告学生姓名 院系 汽车与交通工程学院 专业、班 级 车辆工程 B07-2指导教师姓名 职称 讲师 从事专业 车辆工程 是否外聘 是否题目名称 矿用越野车悬架系统的设计一、 课题研究现状、选题目的和意义(一) 矿用越野车现状近年来，越野车的越野性和安全性越来越被人们关注，应用范围也越
2、来越广，现在有多种用途的越野车辆，其中矿用越野车就是其中的一种。这类车不仅仅提高了汽车的牵引性和通过性，更重视汽车的转向性、行驶性和制动性。在我国大多数矿山、煤矿的恶劣路况条件下作业的专用矿用越野车比较少，很多都是现有的普通二驱车辆，不仅不能完成恶劣条件下的运输作业，而且防爆安全也存在重大的隐患。公司根据市场需求，研制适用于上述矿区条件的矿用越野车将会满足大多数矿区作业需求，填补国内同行业空白。由于井下道路状况较差，形同越野路面，矿用越野防爆车对于提高井下劳动效率，改善工人的劳动条件和减轻劳动强度显得尤为重要。我国目前尚未有此类产品，在用矿用越野车均为进口产品，因此设计该款车在替代进口，结束国
3、外公司的垄断，研发具有自主知识产权的矿用越野车等方面具有重要的意义。国内矿用井下越野车辆基本为澳大利亚的SMV及德国的PAUS垄断，购买和维护费用高昂，制约其大量推广使用，自主开发一款适合中国国情的，具有自主知识产权的矿用越野车显得迫在眉睫。本论文研究的特种防爆矿用越野车国产化程度高，无论在购买成本和使用成本等方面都将大大低于进口产品，设计针对性较强，在性能上将更加适应我国井下作业，针对井下作业车这一细分市场其前景非常看好。汽车悬架系统是安装在车桥和车轮之间, 用来吸收汽车在高低不平的路面上行驶所产生的颠簸力。因此, 汽车悬架系统对汽车的操纵稳定性、乘坐舒适性都有很大的影响。由于悬架系统的结构
4、得到不断改进, 其性能及其控制技术也得到了迅速的提高。(二) 国外汽车悬架系统现状在国外，汽车悬架运动学的研究起步较早，七十年代工业发达国家已经开始研究基于振动主动控制的主动、半主动悬架系统。这种悬架系统是典型的非线性机、电、液一体化动力系统。随着电子技术、测控技术、机械动力学等学科的快速发展，使汽车悬架系统由传统被动隔振发展到振动主动控制。特别是信息科学中对最优控制、自适应控制、模糊控制、人工神经网络等的研究，不仅在理论上取得令人瞩目的成绩，同时已开始应用于汽车悬架系统的振动控制，使悬架系统振动控制技术得以快速发展。目前，已经逐渐成为汽车性能完善的重要技术之一。，而汽车悬架弹性运动学的研究是
5、在上世纪80年代兴起的。德耶尔森赖姆帕尔著的汽车底盘基础对车轮定位参数做了准确的定义，着重分析了车桥运动学和弹性运动学时轴距、轮距、侧倾轴线和前轮定位参数的变化对悬架性能的影响以及对整车操纵稳定性的影响。阿达姆措莫托著的汽车行驶性能131和安培正人著的汽车的运动与操纵介绍了悬架运动学对汽车行驶性能的影响，并对悬架弹性运动学对汽车操纵稳定性的影响进行了较为系统的分析。德国Wolfgang Matschinsky编写的车辆悬架从悬架的理论建模、橡胶支撑的模型出发对悬架弹性运动学特性的理论分析作了较为深入的研究。在悬架运动学分析中，将悬架简化成多连杆机构，用图解法来分析轮胎的跳动所引起的悬架变形；在
6、悬架弹性运动学分析中，则对悬架模型作了受力分析，推导出变形与力的关系，并将橡胶衬套铰接的处理简化成三根两两垂直的弹簧。(三) 国内汽车悬架系统现状在国内，近几十年来才逐步开展对汽车悬架运动学的研究。中国工程院院士郭孔辉所著汽车操纵稳定性对悬架运动学作了最为系统的分析，并且在国内首次提出了从侧向力、纵向力转向的角度研究悬架运动学。吉林大学的林逸教授等人在90年代也先后在各报刊发表文章阐述了橡胶元件的基本性能，着重分析了独立悬架中橡胶元件对汽车操纵稳定性的和平顺性的影响，并提出了处理弹性运动学问题的一般思路和方法。吉林大学工学博士杨树凯发表博士论文橡胶衬套对悬架弹性运动与整车转向特性影响的研究，重
7、点分析了影响悬架弹性运动的因素及本质原因(橡胶衬套变形)。在分析悬架橡胶衬套工况特点和传统衬套模型不足的基础上，基于有限元与模态综合理论建立了面向结构的橡胶衬套柔性体模型，并进行了试验研究。虽然国内学者对普通汽车悬架的设计已经进行了大量的研究工作，如多连杆独立悬架、双横臂独立悬架等。但对一些特种车辆的悬架设计研究很少，如该矿用作业越野防爆车的多连杆非独立悬架。如果把普通汽车的悬架设计经验套加在此特种汽车悬架设计的研究上，是不合适的。因此，有必要将其作为特殊对象来加以研究。该特种矿用作业车是应我国某矿生产现场人员的强烈要求，为提高工作效率、减少安全事故专门开发的4x4防爆车辆。(四)选题的目的和
8、意义矿用越野车在我国应用较广，其中悬架是矿用越野车的的主要部件，其设计的成功与否决定着车辆的行驶平顺性和操纵稳定性、舒适性等多方面的设计要求。设计出结构简单、工作可靠、造价低廉的悬架系统，能大大降低整车生产的总成本，推动汽车经济的发展。所以本题设计一款结构优良的矿用越野车悬架系统具有一定的实际意义。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题本文研究的对象是某矿用越野特种防爆车，其前后悬架都采用多连杆非独立悬架的结构形式。考虑到该车载荷较大，且整车纵向长度有限制，在悬架设计时，采用螺旋簧式的多连杆非独立悬架结构形式。主要参数如下：总长 x 总宽 x 总高(mm) 5500x1800x2100
9、轴距(mm) 3300整车整备质量(kg) 4700 满载质量(kg) 7800空载前桥轴荷(kg) 2320 满载前桥轴荷(kg) 2380空载后桥轴荷(kg) 2380 满载后拼轴荷(kg) 5420主销后倾() 0 主销内倾() 8车轮外倾() 1 前束角 (mm) 3.58前簧中心距(mm) 770 前轮距(mm) 1575后簧中心距(mm) 1000 后轮距(mm) 1575最高车速(kmh) 50 满载质心高(mm) 1000车轮滚动半径(mm) 4981.设计的基本内容（1）悬架系统的总体方案设计，包括对悬架系统结构形式设计和系统各零部件的总体布置设计;（2）对悬架的主要参数进行
10、计算及强度校和;（3）运用 AutoCAD 软件做出悬架的装配图及零件图;（4）总结设计过程，完成设计说明书;2.拟解决的主要问题（1）悬架参数的选择及对参数的计算；（2）弹性元件的计算及校核;.（3）导向机构的计算及校核;（4）减震器的计算及校核；（5）运用 AutoCAD 绘出悬架系统的二维装配图及零件图;三、技术路线（研究方法）前悬架总体设计对主要参数进行强度校核悬架总体方案的确定弹性元件设计导向机构设计减振器结构设计完成设计说明书后悬架总体设计四、进度安排（1）调研、查阅相关资料、完成开题报告 第 12 周（2 月 28 日3 月 13 日） （2）确定总体方案 第 34 周（3 月
11、14 日3 月 27 日）（3）前悬架设计 第 5 周 （3 月 28 日3 月 3 日） （4）后悬架设计 第 6 周（3 月 4 日4 月 10 日） （5）零件参数设计 第 78 周（4 月 11 日4 月 24 日） （6）悬架主要零件强度校核 第 910 周（4 月 25 日 5 月 15 日） （7）书写设计说明书第 1113 周（5 月 16 日5 月 29 日） （8）设计审核、修改设计说明书第 1416 周（5 月 31 日6 月 19 日）（9）毕业设计答辩准备及答辩 第 17 周（6 月 20 日6 月 26 日）查阅资料五、参考文献1黄天泽，黄金陵汽车车身结构与设计机械
12、工业出版社，20002孙桓主编.机械设计.机械工业出版社出版3余志生 汽车理论M，机械工业出版社，19874李军. 汽车主动悬架控制方法的现状与发展J . 渝州大学学报 ,1999 4 :58 61. 5喻凡. 郭孔辉 ,车辆悬架的最优与自校正控制J . 汽车工程 ,1998 4:193 200. 6张求理. 主动悬架的发展和技术现状J.世界汽车 1996,84 6. 7陈无畏. 汽车半主动悬架的神经网络自适应控制J.汽车工程, 1998 （1）195 200. 8王望予汽车设计M北京：机械工业出版社(第 4 版)20059左曙光，熊伟，赵清理螺旋弹簧非独立悬架侧倾角刚度影响因素分析J武汉理工
13、大学学报(交通科学与工程版)第 26 卷第 6 期2002，1210张元胤，雷雨成，王小琼螺旋弹簧悬架安装倾角分析J机械设计与制造200411马春泉井下防爆轨道机车的特点和发展四煤矿自动化1998 年第 3 期。12鲍子强煤矿井下机车的粘着重量与牵引性能分析J煤矿机械1990 年第 10 期13郝中德煤矿防爆柴油机车应改进的一些问题J煤1995 年第 4 卷第 2 期14杨树凯橡胶衬套对悬架弹性运动与整车转向特性影响的研究吉林大学工学博士学位论文2008，0615【德国】约森赖姆佩尔(德国)悬架元件及底盘力学第一版吉林科学技术出版社199216陈家瑞汽车构造(下册) M人民交通出版社2005六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日
