畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)開 題 論 證 報(bào) 告專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 學(xué)生姓名 X X 班 級 B 機(jī)制 096 學(xué) 號 XX10101631 指導(dǎo)教師 X X X 完成日期 201X 年 2月 28日 課題名稱：汽車麥弗遜懸架設(shè)計(jì)及運(yùn)動學(xué)分析一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述1.課題來源生產(chǎn)實(shí)際2.課題研究的主要內(nèi)容通過建立 CATIA 三維模型，然后麥弗遜懸架運(yùn)動仿真，以便對四輪定位參數(shù)及相關(guān)零部件尺寸校核，并進(jìn)行有效快捷的調(diào)整。3.國內(nèi)外現(xiàn)狀隨著國內(nèi)汽車行業(yè)的發(fā)展，對汽車舒適性，平順性及操縱穩(wěn)定性的要求越來越高，麥弗遜獨(dú)立懸架由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成，絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿，其始終以其構(gòu)造簡單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性等眾多優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛。我國于上世紀(jì) 80 年代開始麥弗遜式懸掛的研究，90 年代開始收獲研究成果。其中，吉林大學(xué)郭孔輝院士最早將系統(tǒng)動力學(xué)理論與隨機(jī)振動理論引入汽車振動與載荷研究，同時(shí)編寫了《汽車操縱動力學(xué)》 ，同濟(jì)大學(xué)余卓平院長參與了“汽車半主動懸架研究”并做出卓越貢獻(xiàn)，另外清華大學(xué)劉惟信，西南交通大學(xué)丁渭平等學(xué)者也為我國麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的研究出了較大的貢獻(xiàn)。至于國外，1934 年 Olley 發(fā)明了被動懸架的基本原理，期間經(jīng)過不斷的發(fā)展和研究，被動懸架系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于各式車輛之中。20 世紀(jì) 60 年代美國 GE 公司提出了主動懸架概念；70 年代，豐田、沃爾沃等汽車公司就在汽車上作了成功試驗(yàn)，使主動懸架控制系統(tǒng)以優(yōu)越的減振性能滿足了多種車輛的性能要求，不過雖然主動懸架性能優(yōu)越卻由于制造成本昂貴而不能推廣應(yīng)用。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，隨著人們對汽車乘坐舒適性的不斷追求，近年來已有不少豪華轎車和豪華 SUV 紛紛換裝上了性能更優(yōu)越的電子控制式主動懸架。此外，德國汽車專家耶爾森·賴姆帕爾編寫了《汽車底盤基礎(chǔ)》對各種懸架系統(tǒng)做了詳盡的描述，從懸架系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)角度對懸架定位參數(shù)進(jìn)行了定義，德國汽車專家阿達(dá)姆.措莫托在其所著的《汽車行駛性能》里系統(tǒng)的對懸架對汽車行駛的穩(wěn)定性與舒適性影響進(jìn)行了闡述，在此方面做出了杰出的貢獻(xiàn)。在汽車行業(yè)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)一般采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)法以及幾何作圖等方法，雖然滿足設(shè)計(jì)要求，但是精度和效率不高。隨著現(xiàn)代競爭的白熱化，人們逐漸意識到提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期及降低產(chǎn)品開發(fā)成本，最有效的途徑是應(yīng)用仿真工具進(jìn)行系統(tǒng)水平的設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)等工具的普遍使用，虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)得到了大的推廣。目前在國外，ADAMS （機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)仿真分析軟件）是較常用的研究軟件，其中專門用于汽車動力學(xué)分析的 ADAMS/Car 模塊，由于其仿真分析時(shí)間短，可重復(fù)性好，對各種方案可以進(jìn)行快速優(yōu)化對比，并可以完成在試驗(yàn)條件下不能進(jìn)行的嚴(yán)酷工況分析，因此廣泛應(yīng)用于汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域。ADAMS 中的 Car 模塊是 MSC 與 Audi、BMW，Renault 和 Volvo 等公司合作開發(fā)的整車設(shè)計(jì)軟件包，集成了他們在汽車設(shè)計(jì)、開發(fā)方面的專家經(jīng)驗(yàn)，能夠幫助工程師快速建造高精度的整車虛擬樣機(jī)。它具有豐富的建模功能和強(qiáng)大的運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)解算能力，可以建立規(guī)模龐大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)級仿真模型，可對懸架和整車的性能進(jìn)行仿真分析和綜合性能的評價(jià)。對于懸架系統(tǒng)來說，ADAMS/Car 在仿真結(jié)束后，可自動計(jì)算出 38 種懸架特性，根據(jù)這些常規(guī)的懸架特性，用戶又可定義出更多的懸架特性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)完全可以通過這些特性曲線來對懸架進(jìn)行綜合性能的評價(jià)和分析。ADAMS/Insight 模塊能很方便地進(jìn)行虛擬試驗(yàn)，精確地預(yù)測所設(shè)計(jì)的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)在各種工作條件下的性能，并對試驗(yàn)結(jié)果提供專業(yè)化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。二、本課題擬解決的問題汽車懸架和懸掛質(zhì)量、非懸掛質(zhì)量構(gòu)成了一個振動系統(tǒng)，它在很大程度上決定了汽車的行駛平順性與舒適性，并進(jìn)一步影響到汽車輪胎的使用壽命。因而在設(shè)計(jì)懸架時(shí)必須考慮以下幾個方面的要求：（1）能滿足汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性的要求；（2）降低輪胎的磨損程度（3）所有零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和使用壽命；三、解決方案及預(yù)期效果1.解決方案（1）了解麥弗遜懸架，根據(jù)具體問題進(jìn)行分析；（2）基于 AutoCAD 繪制麥弗遜懸架的二維圖紙；（3）基于 CATIA 軟件建立麥弗遜懸架的三維模型；（4）基于 CATIA 軟件進(jìn)行麥弗遜懸架運(yùn)動仿真。2.預(yù)期效果（1）查閱資料，分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方向，深入了解麥弗遜懸架；（2）討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行可行性論證分析確定項(xiàng)目實(shí)施方案；（3）計(jì)算說明書；（4）用 CATIA 三維建模；（5）用 CATIA 進(jìn)行運(yùn)動仿真。四、課題進(jìn)度安排12 月 23 日～1 月 19 日．畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，到多個公司實(shí)踐，撰寫 實(shí)習(xí)報(bào) 告。1 月 6 日～2 月 28 日．開題階段。提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖，填寫開題報(bào)告，前期 檢查。2 月 24 日～5 月 6 日． 設(shè)計(jì)初稿階段。完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖，中期檢查。5 月 7 日～5 月 29 日． 設(shè)計(jì)完善工作階段。完善設(shè)計(jì)圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。5 月 30 日～5 月 31 日．畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。6 月 1 日～6 月 5 日．畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。圖紙修改、設(shè)計(jì)說明書修改、定稿，材料復(fù) 查。6 月 6 日～6 月 7 日．畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評閱。6 月 8 日～6 月 9 日．畢業(yè)答辯。6 月 10 日～6 月 20 日．材料整理裝袋。五、指導(dǎo)教師意見簽名 年 月 日六、專業(yè)系意見簽名 年 月 日七、學(xué)院意見簽名 年 月 日