行李牵引车悬架系统设计(附件)
本设计对机场行李牵引车悬架系统进行了设计与优化。汽车悬架系统是机场行李牵引车的核心部件之一。如今社会快速发展,飞机已经成为众人的常用交通工具,而机场行李牵引车也被运用的更加频繁,因此增强机场行李牵引车悬架系统的性能极为重要。本设计对机场行李牵引车的悬架系统总体进行设计,包括了悬架系统的组成分析、布置方案设计以及其工作过程的分析;对悬架系统各部件的设计计算,包含悬架的选型设计,减振器的选型设计。本文首先对机场行李牵引车悬架系统进行了一个具体的分类和汇总,并详细地阐述了机场行李牵引车悬架系统的工作原理、组成结构以及类型;接着根据阅读的相关文献和掌握的基本设计方法,确定机场行李牵引车悬架系统的基本形式以及基本设计方案;然后确定悬架的主要性能参数,并分析和计算悬架系统的选择;最后采用Pro/e软件和CAD软件对机场行李牵引车悬架典型零件图、装配图、工作原理图进行3D建模与虚拟装配,并对减振器零部件进行的有限元分析以及有限元的分析。关键词 悬架系统,减振器,CAD,有限元分析
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究状况 1
1.3 主要工作内容 2
2 悬架系统总体方案设计 2
2.1 装置的组成分析 2
2.2 布置方案的设计 3
2.3 主要参数的确定 4
2.4 前悬架各部件的计算 5
2.5 后悬架弹性元件的设计 11
3 导向机构的布置参数 20
3.1 侧倾中心及轴线的确定 20
3.4 纵向平面内上、下横臂的布置方案 21
3.5 水平面内上、下横臂的布置方案 21
3.6 上、下横臂长度的确定 22
4 悬架系统的建模与装配 22
4.1 减振器装置主要部件的3D建模 22
4.2 零部件的2D工程图建模 25
5 减振器零部件的有限元分析 26
5.1 上档环的有限元分析 26
5.2 驱动轴的有限元分析 28
5.3 有限元结果分析 28
结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景及意义
最近几年航天航空事业的迅猛发展,使它的附属产业的也得到了巨大的提升空间,而专用车辆——机场行李牵引车也是其中附属产业的一部分。在航天航空事业发展的同时,也为专用车行业提供了广阔的平台,使专用汽车市场得到了迅速的发展,呈现出一片繁荣的景象。
为了适应现代社会和工人对它提出的各种性能要求,机场对行李牵引车也在不断地改善和优化之中,为了提升驾驶人员的舒适性和牵引车行驶的稳定性,机场行李牵引车的悬架系统更是在不断地提升。本课题就是为了能够进一步改善、优化悬架系统而提出的。
1.2 国内外研究状况
由于现代的汽车技术和汽车理论不断地进步与发展,汽车的悬架装置系统也得到了进一步的研究和拓展。世界各地的专家们先后研究出了主动悬架和半主动悬架两种悬架系统,成为了现代悬架装置系统发展的一种新的潮流,一种新的走向。而国内外学者对悬架控制所涉及到的大部分方式以及分支都进行了研究和试验,其中包函PID控制、模糊控制等。
在18世纪70年代中期,世界上的第一个悬架装置现世了,相对于现在的汽车悬架系统不同,这第一个悬架装置是应用于马车上的叶片弹簧。其实在19世纪80年代出现了第一辆蒸汽机车后,学者们对悬架系统的研究从未停止过,随后又发明了扭杆、空气、橡胶、钢板等类型的弹性元件。直到20世纪30年代中期,才找到了更为良好的替代品——螺旋弹簧(构成的被动悬架),被动悬架的参数按照实验及优化设计的方法确定,在行驶过程中保持稳定。之后由D.A.Crosby和D.C. Karnopp于1973提出了半主动悬架。半主动悬架主要是通过改变悬架的阻尼,从而调整汽车的运行状态,一般不考虑通过改变悬架刚度来调整汽车的运行状态,它的生产力的方式类似于被动悬架,但是它的阻尼系数和刚度系数的调整方式又类似于主动悬架。
随着时代的发展,螺旋弹簧构成的被动悬架的缺陷就逐渐显露出来了——汽车高速行驶时无法提供良好的操纵性和舒适性。为此,专家们又重新开发出来主动悬架——在被动悬架上加装一个控制装置(用于调节悬架的刚度和阻尼系数)。从而使任何汽车能够在任何不良路面能够平稳高速的行驶,而且具有非常优秀的乘坐舒适性和驾驶舒适性。但是它也存在一定的缺点,例如成本较高、结构比较复杂、能耗也比较高等等。
目前我国机场行李牵引车行业存在的困难有三:一是整体实力较弱,企业布局较散,大多数企业规模偏小,专业化程度较低,专业技术人员缺失,研发本领较弱,产品技术含量广泛偏低;二是企业建设重复度较高,企业竞争水平较低,出现恶性循环。三是机场行李牵引车企业在产品技术上还和国外优秀企业存在差距,技术研发投入不够。总体上来说就是我国的科研机构和企业内部对这些项目的开发研究起步晚于其他国家,资金的投入和重视的程度也不成比例,同其他国家相比还有一定的距离。但是近年来,我国的也处于一个飞速发展的状态,不断地投入人力、物力进行研究,逐渐跟上了国外的步伐,甚至有了赶超他们的趋势。
1.3 主要工作内容
(1) 去图书馆查阅相关资料,并根据资料确定悬架系统的整体布置方案以及确定主要的相关参数。
(2)对悬架的主要参数、悬架弹簧的参数及导向机构的布置参数等进行了计算和校核,总体上完成汽车悬架系统的设计及计算。
(3)通过Croe以及CAD软件对悬架减振器的各个零部件进行三维和二维的建模,为后期的有限元分析铺垫。
(4)通过Ansys软件对减振器的各个零部件进行有限元分析,其中包括应力以及应变的分析云图
2 悬架系统总体方案设计
2.1 装置的组成分析
悬架系统装置的组成如表2.1所示:
表2.1 悬念系统装置的组成及分析
名称
作用
弹性元件
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究状况 1
1.3 主要工作内容 2
2 悬架系统总体方案设计 2
2.1 装置的组成分析 2
2.2 布置方案的设计 3
2.3 主要参数的确定 4
2.4 前悬架各部件的计算 5
2.5 后悬架弹性元件的设计 11
3 导向机构的布置参数 20
3.1 侧倾中心及轴线的确定 20
3.4 纵向平面内上、下横臂的布置方案 21
3.5 水平面内上、下横臂的布置方案 21
3.6 上、下横臂长度的确定 22
4 悬架系统的建模与装配 22
4.1 减振器装置主要部件的3D建模 22
4.2 零部件的2D工程图建模 25
5 减振器零部件的有限元分析 26
5.1 上档环的有限元分析 26
5.2 驱动轴的有限元分析 28
5.3 有限元结果分析 28
结 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1 研究背景及意义
最近几年航天航空事业的迅猛发展,使它的附属产业的也得到了巨大的提升空间,而专用车辆——机场行李牵引车也是其中附属产业的一部分。在航天航空事业发展的同时,也为专用车行业提供了广阔的平台,使专用汽车市场得到了迅速的发展,呈现出一片繁荣的景象。
为了适应现代社会和工人对它提出的各种性能要求,机场对行李牵引车也在不断地改善和优化之中,为了提升驾驶人员的舒适性和牵引车行驶的稳定性,机场行李牵引车的悬架系统更是在不断地提升。本课题就是为了能够进一步改善、优化悬架系统而提出的。
1.2 国内外研究状况
由于现代的汽车技术和汽车理论不断地进步与发展,汽车的悬架装置系统也得到了进一步的研究和拓展。世界各地的专家们先后研究出了主动悬架和半主动悬架两种悬架系统,成为了现代悬架装置系统发展的一种新的潮流,一种新的走向。而国内外学者对悬架控制所涉及到的大部分方式以及分支都进行了研究和试验,其中包函PID控制、模糊控制等。
在18世纪70年代中期,世界上的第一个悬架装置现世了,相对于现在的汽车悬架系统不同,这第一个悬架装置是应用于马车上的叶片弹簧。其实在19世纪80年代出现了第一辆蒸汽机车后,学者们对悬架系统的研究从未停止过,随后又发明了扭杆、空气、橡胶、钢板等类型的弹性元件。直到20世纪30年代中期,才找到了更为良好的替代品——螺旋弹簧(构成的被动悬架),被动悬架的参数按照实验及优化设计的方法确定,在行驶过程中保持稳定。之后由D.A.Crosby和D.C. Karnopp于1973提出了半主动悬架。半主动悬架主要是通过改变悬架的阻尼,从而调整汽车的运行状态,一般不考虑通过改变悬架刚度来调整汽车的运行状态,它的生产力的方式类似于被动悬架,但是它的阻尼系数和刚度系数的调整方式又类似于主动悬架。
随着时代的发展,螺旋弹簧构成的被动悬架的缺陷就逐渐显露出来了——汽车高速行驶时无法提供良好的操纵性和舒适性。为此,专家们又重新开发出来主动悬架——在被动悬架上加装一个控制装置(用于调节悬架的刚度和阻尼系数)。从而使任何汽车能够在任何不良路面能够平稳高速的行驶,而且具有非常优秀的乘坐舒适性和驾驶舒适性。但是它也存在一定的缺点,例如成本较高、结构比较复杂、能耗也比较高等等。
目前我国机场行李牵引车行业存在的困难有三:一是整体实力较弱,企业布局较散,大多数企业规模偏小,专业化程度较低,专业技术人员缺失,研发本领较弱,产品技术含量广泛偏低;二是企业建设重复度较高,企业竞争水平较低,出现恶性循环。三是机场行李牵引车企业在产品技术上还和国外优秀企业存在差距,技术研发投入不够。总体上来说就是我国的科研机构和企业内部对这些项目的开发研究起步晚于其他国家,资金的投入和重视的程度也不成比例,同其他国家相比还有一定的距离。但是近年来,我国的也处于一个飞速发展的状态,不断地投入人力、物力进行研究,逐渐跟上了国外的步伐,甚至有了赶超他们的趋势。
1.3 主要工作内容
(1) 去图书馆查阅相关资料,并根据资料确定悬架系统的整体布置方案以及确定主要的相关参数。
(2)对悬架的主要参数、悬架弹簧的参数及导向机构的布置参数等进行了计算和校核,总体上完成汽车悬架系统的设计及计算。
(3)通过Croe以及CAD软件对悬架减振器的各个零部件进行三维和二维的建模,为后期的有限元分析铺垫。
(4)通过Ansys软件对减振器的各个零部件进行有限元分析,其中包括应力以及应变的分析云图
2 悬架系统总体方案设计
2.1 装置的组成分析
悬架系统装置的组成如表2.1所示:
表2.1 悬念系统装置的组成及分析
名称
作用
弹性元件
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