FSAE賽車(chē)雙橫臂式前懸架設(shè)計(jì)
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1、r — — bk-elSeo normton m — g -t- — — s r — —— or co — — — — — < --wo dm — — —on - ejys i-e— — t rght ~r—— — —— d of . cm pUte or i s pop — y—— 一 o p~o~ spohbie* — — leak s — — or repons bt A— - g- - sin chage of w ho sin chage — oSr -r a - - s e ?~e Or, w - u-spinc — o ― si n cage o m — — — shoo s u
2、~— —t? r oes and e-onskle s o i rfomkr —Ka —— e — s bts t o shoos XX — ―一 u-H — Se 20 -9 o w — wee not casifed —H poe — asesme - ofw hich -3 -u-l on — — — new ok Or Casiid - poe c - levs wihol t hr — — — m. - ssem s oa e - I - i — akn sse — — XX e d — onc oud -m,co — ns — — h eSov— — ,e su — i barye
3、s data base mi sev — — a se books al - a ne sev ces No Or grade poe — — e co d and -aua - of scoo (Ui s,— — — ns he— — Da —di> to nfomaon se f g- poeOn a — t po — a n s — — , ora niain —e d-t nomain se f lga_ _e cin se—y - ng— n sstm cosr u.mand e Ihnlol masues -st uconand g_ee -u — n, m — — t o ga
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5、e o eahng s sem of mode n _u_i oalelui pen i n te —som- -> In- -m-T - XX E—— Cy-mn new ok o t- c ■—e — — son liso -ma, hogh S hu ad -n p oecsf _epo_s hs the ey -s — —p? -m'm —m, a —— t o hgh sana— — h>h of w okhogh . — —no- pa ni ng,md pon s stp mp — — t o, -ing shol eat hquke H> -ost- - o op- unit
6、e sagin pa , -dmidde scoos cmps netwol and eduain — d - a n nl-k a ndl _al -a — sig netwol cm_ ny - oea ton, uig braaas" new ok , — p"— f be aig t o 1alh sho. o minium o -s acivd hs phyi- fke schol shol pas E-h shol -nstulin sanaa- of cm ps newok and nt wok ace- o a l o-s; XX eduain me — — ara new o
7、k cne mahine rom e qi —tin heM nstyo eduain stadadi ~in mn — — np - m, te le—l Li kayo ado-iua — uai on resu - s st up a Chinee ta!he— — n — d p — m, i-p—e d lnks te wo pafom. At pese n, te cys p - ay - m_e shol s - ns t o cmpue 31D, Valyt h- m; 8H _u.et class t hrugh he —som p — y and - coday* o th
8、e cmps ne- The e s-ismlnt oana dvn— pacia Gigbt -uatoal me — — aea ne-< the ciys —s ha-e a cc _ o e duaioal me — — aea ne-— scoos ha-e -mpj> netwols clsd- cut eleii o netwol , boadas n—^k s iot he ca so — , eaie t he —— Sih — ,ae ne nebandwdh, cn -e tthe neds o teahig ofhe shol o — a nd a any tme A
9、 ccodng t oMn - o -i—on - fl s — d mpme nain tacig pins —-uO on resurcls ul cve p olo n — t - (a?t e chial ete 202)74 h,)and XX Proine lep— o e duaonln i sse d XX p — ne ea ci ng pm d— edcat o esoucs ful coerpr oec mp — na - ve~ o noicat on (~n tugt ete 20,"t h,, r - irme ns I— 6 a teahig pon s mp —
10、 nai on ea ci ng poins ie duaon resu- s fl cv er p — t cmb nedl cy —— — — e d issud h1s XX liy Bueu o tacig pins …-sou cs fl coerp oec o mpm — t - p 0glmme is-ise dXX,fJ coergeo iesou cs n m o_r n ~ nce -uain tta ci ng pojec ea dig g - p X| chird the Se — ay fo edcat on E.ta bised diia _ou_ s i - _
11、n ditane edcat on tea -ing XX ul co-gep oec gop,X| D_ coofthe lente fo —— onl inom — n a nd eluip — n ? — . Z hu - eposbe or dsane — — n d — resu- s _veig pr oec - J - s n XX ct scoo - a esou cs i n -de n dsance edcain tacig fl -cve— poet ea dig _u. dgal esoure s n m - n ditane —— - tachg - XX ful c
12、o-gep_tgop la dehp a nd ogaiain, n a cco-ne w h the uied a m gme nofthew hoe povnceresonsbe - uiesiy e —in dgal esoure s cvei ng poec — ng - et — i-" n - n Accod ng to p o-ncs a — — -s I lente ha s -ngmmt s Gng 第1章緒論 1.1、 FSAE既述 1.1.1、 背景 Formula SAE賽事由美國(guó)汽車(chē)工程師協(xié)會(huì) (the Society of Automotive E-gi-e
13、ers 簡(jiǎn)稱(chēng)SAE主辦。SAE是一個(gè)擁有超過(guò)60000名會(huì)員的世界性的工程協(xié)會(huì),致力與海、 陸、空各類(lèi)交通工具的發(fā)展進(jìn)步。Formula SAE是一項(xiàng)面對(duì)美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)學(xué)生 會(huì)員組隊(duì)參與的國(guó)際賽事,于1980年在美國(guó)舉辦了第一屆賽事。比賽的目的是設(shè)計(jì)、 制造一輛小型的高性能賽車(chē)。目前美國(guó)、歐洲和澳大利亞每年都會(huì)定期舉辦該項(xiàng)賽事。 比賽由三個(gè)主要部分組成:工程設(shè)計(jì)、成本以及靜態(tài)評(píng)比;多項(xiàng)單獨(dú)的性能試驗(yàn);高 性能耐久性測(cè)試。 Formula SAE發(fā)展的初衷是想創(chuàng)立一個(gè)小型的道路賽車(chē)比賽,而現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成 為一個(gè)擁有大約20競(jìng)賽因素的大型比賽,參與者包括賽車(chē)和車(chē)隊(duì)。 Formula SAE向
14、年 輕的工程師們提供了一個(gè)參與有意義的綜合項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。由參與的學(xué)生負(fù)責(zé)管理整個(gè) 項(xiàng)目,包括時(shí)間節(jié)點(diǎn)的安排,做預(yù)算以及成本控制、設(shè)計(jì)、采購(gòu)設(shè)備、材料、部件以 及制造和測(cè)試。Formula SAE為在傳統(tǒng)教室學(xué)習(xí)中的學(xué)生提供了一個(gè)現(xiàn)實(shí)的工程經(jīng)歷。 Formula SAE隊(duì)員在這個(gè)過(guò)程中將會(huì)經(jīng)受考驗(yàn),面對(duì)挑戰(zhàn),培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能 力。出于此項(xiàng)比賽的宗旨,參賽學(xué)生們是被一個(gè)假象的制造公司雇傭,讓他們制造一 輛原型車(chē),用于量產(chǎn)前的各項(xiàng)評(píng)估。目標(biāo)市場(chǎng)就是那些會(huì)在周末去參加高速穿障比賽 (Autocross )的非專(zhuān)業(yè)車(chē)手。因此,這些賽車(chē)在加速、制動(dòng)、和操控性方面要有非常 好的表現(xiàn)。它們要造價(jià)低廉、
15、便于維修并且足夠可靠。另外,這些賽車(chē)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 會(huì)因?yàn)橐恍└郊右蛩?,比如美觀、舒適性和零件的兼容性而得到提升。制造公司日產(chǎn) 能力要達(dá)到4輛,并且原型車(chē)的造價(jià)要低于25,000美元。對(duì)于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),挑戰(zhàn)在 于要在一定的時(shí)間和一定的資金限制下,設(shè)計(jì)和制造出最能滿足這些目的的原型車(chē)。 每一項(xiàng)設(shè)計(jì)將會(huì)與其他的設(shè)計(jì)一起參與比較和評(píng)估從而決出最佳整車(chē)。 1.1.2、 發(fā)展和現(xiàn)狀 從世界范圍來(lái)看,當(dāng)今有三個(gè)地區(qū)有 Formula SAE的學(xué)生競(jìng)賽,即美國(guó)、歐洲、 澳洲。 70年代中期,幾個(gè)美國(guó)大學(xué)開(kāi)始主辦當(dāng)?shù)氐膶W(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽車(chē)。 SAE MiniBaja的名 m-e s —i peent o c
16、p itbiol nh n sut ide n sec. acidn biu e uce fetv 11nte io mi h 1td H>me XX Iducio i- n e .lay roa —a. r seu t m .. g no mt n q pmt Bth.pat tecnia af XX. oegn om m an nnc tf o . m ngm n . m itnnc . a bs sh de iw nto> y tm 1tbs n ssoite p—— p ai n n n .— —o d l- pt l b mnt nc mnge egal ait feic i sco
17、 omao stm 1a mee s e ystm a aiu at ba s htr a h—i—i e i ystm rs c s m aicl n f— ty 11m - l b mit nnc mag s—. s 11n. ystm a. V rystm egl ■ i nt i stas c.ssme.t pg_ i,— ^— lb mi tenc m ngmn o l __mn — omlg l uelc t RRglal hs e e nt r si c o uig ie—l ae ae mitn ne suc a ..m - fi ueshl b p—cs i tml mae
18、 ret -. af ri bl-p—t f h s stm I X i nfmio n qipm a s bl sh ih th Cr — — rda—l m teplt aento cte m ah rom X S e n ta to n ppl ai-t st p i X - i mrplit ae -to c e main om - nd Se r00 - i— Ser 008 - nd Sr 0 -一 h-lig ytrm th tab so - Q Sr008 Offc Ofwa e suc a M eorf Olc star - col is f orpte nfmio ystm
19、 s clt p rdut o domes i p rdut cud g th s ?■ - ig sf Ie t s ut Ota e X ducio meipllt aento s b s rfl i —l anrmaio s clt prdt f Hu e Cisc pouts I ti iy rtpbi ir r—r - ole> n io m—i suit cn r aio ? —ce g aarns nt ranrmt 0 seclt ntir cie r ne oe r e n n s clt n i botg u d mpe r -to aiomtis ci — sue ht
20、h - d—iytmtre n nfmio s tm su a cig rplig ytme> — l pleet te -1 01b.i0 oe loel ■ m|gnc sft pl de p XX ucio m topl— r t r —gal aomrgndi a are op— fnd re— p t t th seclt f nrmt —a -- l - rfsiol rn g o ntre m n-i h it rmig co —g - tog pefss n athic—mco ntre m a—e o cmm ne oe fi . e n b c pbl f s vg sut
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ns Hi p 1ati 1ateo ig t h pi f - peinc fl orlg o iit rd—ia so c i h p o t c—tci m-m — maa-ev — r bl t cir v sg nl nJ da h schl ar co taiig n sco b s pl a— t — god a ir l|gir mp mtio dvso l 24、s —cei Ola atvt - i X ifst cmlt l rgseio f tach s reig ti itX S ls t5p —rpciel h oe.t I - dvs o o ls ls ttak fs i s o tv te a a e th ——i— m n tea e p—iia s 0Pde ipe r t I p rici ee - Aciel rg r mp m—a— th — ig pac h r o reor Ap se i th op spc o pbi e ic pl.mpv ni ducin rsu c tach — mb — 3 t ta — mbr 25、 o — ce stun m-i ■■ th p sp e it a sjdt 8- ju— g schl s dr t 0 . 26、idv dul a d —pit duto no mt—r r th it t bsh h co nig l r spev o n sssm ys m nfmto rd—t o schl prermnc r al—t ord—t o ss-m - nrmt o e m re a u rgh 0 p-cci* a om .-- o duct 0 0-0 s—e—g tre g s e gitth d pe nipl f duct— io m—i n pfm arc ssmn n sco l e m nt- g n —ut o t derlp sietf — - tol euct —fmto s— 27、e g ss sme m t hd ak g mng m— o ucto
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h>h of w okhogh . — —no- pa ni ng,md pon s stp mp — — t o, using shol eat hquke H> -ost- - o op- unite sagin pa nning eleenay Ind m— scoos cmps netwol and e — in — d - a n nl-k a ndl _al -a — sig netwol cm_ ny - oea ton, uig 34、 bra-s" new ok 一 phy - f be aig t o 1alh sho. o miium o - s — — hs phyi- fbe schol shol pas E-h shol -nstulin sanaa- of cm ps newok and nt wok ace- o a l o-s; XX e — in me — — ara new ok cne mahine rom e qi —tin heM nstyo e — in stadadi ~in mn — — np - m, te le—l Li kayo ado-V— — uai on resu - s st 35、up a Chinee ta!he— — n — d p - m, mpleene d lnks te wo pafom. At pese n, te cys p - ay - m_e shol s - ns t o cmpue 31D, Valyt h- m; 8H ->im- class t hrugh he —som p — y - - coday;36o te cmps ne- The e s-ismlnt oana dvn— pacia Gigbt
-uatoal me — — aea ne-< the ciys —s ha-e a cc _ o e duaioal me — — 36、aea ne-— scoos ha-e -mpj> netwols clsd— cut eleii o netwol , boadas n—^k s iot he ca so — , eaie t he —— Sih — ,ae ne nebandwdh, cn -e tthe neds o teahig ofhe shol o — a nd a any tme A ccodng t oMn - o -i—on - fl s — d mpme nain tacig pins —-uC on resurcls ul cve p olo n — t - (a?t e chial — 202)74 37、h,)and XX Proine lep— o e duaonln i sse d XX p — ne ea ci ng pm d— edcat o esoucs ful coerpr oec — — na - ve~ o noicat on (~n tugt ete 20,"t h,, r - irme ns I— 6 a teahig pon s — — nai on ea ci ng poins ie duaon resu- s fl cv er p — t cmb nedl cy —— — — e d issud h1s XX liy Bueu o tac hngpins …-sou 38、cs fl coerp jt of — — nat - p — — . is—ise dXX,fJ coergeo iesou cs n m o_r n ~ nce
-uain tta ci ng pol ea dig g - p X| c—ird the Se — ay foedc-i on E.ta bised dig— eoue si -den ds-ne edcat on tea -ing XX ul coergep oec gop,X| De coofthe lente fo —— on— inom — n a nd eluip — n ? — . Z hu - eposbe or 39、 ds-ne — — n dig— resu_ s _veig pr oec - J - s n XX — scoo dgt-esou cs i n -de n ds-nce edc—in tacig fl -cve-e poet ea dig _u. dgal esoure s n m - n ds-ne —— - tachg - XX ful co-gep_tgop la dehp a nd ogaiain, n a cco_ne w h the uied a m gme nofthew hoe poV ncere soni_ o uiesy e —in dgal esoure s cve 40、i ng poec — ng - et — ime— n—in Acod ng to p o-ncs ar-ne- -s I lente ha s a m gmmt s Gng
稱(chēng)沿襲了著名的墨西哥Baja 1000汽車(chē)比賽。第一屆SAEMi-i Baja比賽于1976年舉 辦,并且迅速成為一個(gè)地區(qū)性的年度比賽。比賽由三個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)組成,即一天的靜態(tài) 比賽一一設(shè)計(jì)、成本、陳述一一接著一天是各自的性能競(jìng)賽項(xiàng)目。 Mi-i Baja 比賽重
點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了地盤(pán)的設(shè)計(jì),因?yàn)槊總€(gè)隊(duì)伍都使用一個(gè) 8匹馬力的引擎,這一點(diǎn)無(wú)法改變。
在過(guò)去的20多年里,SAE Mini Baja的成功超乎了每個(gè)人的預(yù)期。
41、在SAE Mini Baja的成功獲得各界認(rèn)同的同時(shí),SAE聯(lián)合美國(guó)三大汽車(chē)公司開(kāi)始 推廣一項(xiàng)技術(shù)水平更高的工程類(lèi)學(xué)生競(jìng)賽, 這就是Formula SAE Formula SAE相比SAE
Mini Baja 有著許多進(jìn)步和發(fā)展,引擎的限制也已經(jīng)大大放寬,允許參賽車(chē)隊(duì)使用 610cc以下的發(fā)動(dòng)機(jī),這極大地提升了賽車(chē)的性能表現(xiàn)。在發(fā)達(dá)國(guó)家,很多高校已經(jīng) 從事Formula SAE超過(guò)20年時(shí)間,擁有大量資金和試驗(yàn)基礎(chǔ)的情況下,他們的作品已 經(jīng)基本達(dá)到了專(zhuān)業(yè)水平,最高時(shí)速可達(dá)到甚至超過(guò)200km/h, 0到100km/h加速時(shí)間一 般都在4.5s以?xún)?nèi)。
從原先在SAE Mini Baja 比賽 42、中的8hp發(fā)動(dòng)機(jī)到現(xiàn)今Formula SAE中已經(jīng)超過(guò) 100hp的大功率發(fā)動(dòng)機(jī),F(xiàn)ormula SAE在多方面都取得了驚人的成績(jī),并且該項(xiàng)比賽 一直保持了發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
1.1.3、 國(guó)內(nèi)情況
中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽(簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó) FSAE)是一項(xiàng)由高等院校汽車(chē)工程或
汽車(chē)相關(guān)專(zhuān)業(yè)在校學(xué)生組隊(duì)參加的汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造比賽。各參賽車(chē)隊(duì)按照賽事規(guī)則和 賽車(chē)制造標(biāo)準(zhǔn),在一年的時(shí)間內(nèi)自行設(shè)計(jì)和制造出一輛在加速、制動(dòng)、操控性等方面 具有優(yōu)異表現(xiàn)的小型單人座休閑賽車(chē),能夠成功完成全部或部分賽事環(huán)節(jié)的比賽。
2010年第一屆中國(guó)FSAE由中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)二十所大學(xué)汽車(chē)院系、國(guó)內(nèi) 領(lǐng)先的汽車(chē)傳媒集團(tuán) 43、一一易車(chē)(BITAUTO聯(lián)合發(fā)起舉辦。中國(guó)FSAER持“中國(guó)創(chuàng)造 擎動(dòng)未來(lái)”的遠(yuǎn)大理想,立足于中國(guó)汽車(chē)工程教育和汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ),吸收借鑒 其他國(guó)家FSAEW事的成功經(jīng)驗(yàn),打造一個(gè)新型的培養(yǎng)中國(guó)未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和工程 師的交流盛會(huì),并成為與國(guó)際青年汽車(chē)工程師交流的平臺(tái)。 中國(guó)FSA敢力于為國(guó)內(nèi)優(yōu)
秀汽車(chē)人才的培養(yǎng)和選拔搭建公共平臺(tái),通過(guò)全方位考核,提高學(xué)生們的設(shè)計(jì)、制造、 成本控制、商業(yè)營(yíng)銷(xiāo)、溝通與協(xié)調(diào)等五方面的綜合能力,全面提升汽車(chē)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的綜 合素質(zhì),為中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行長(zhǎng)期的人才積蓄,促進(jìn)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)從“制造大 國(guó)”向“產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略方向邁進(jìn)。
中國(guó)FSA皿一項(xiàng)非盈利的社會(huì) 44、公益性事業(yè),利在當(dāng)代,功在未來(lái)。項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)和 發(fā)展結(jié)合優(yōu)秀高等院校資源、整車(chē)和零部件制造商資源,獲得了政府部門(mén)和社會(huì)各界 的大力支持以及品牌企業(yè)的資助。社會(huì)各界對(duì)項(xiàng)目投入的人力支持和資金贊助全部用
— smet n e dc->, aitesa nd -u pmet o -he ip — s-u-i In — — — n s s l mevn, ne- -u-i mcnneps ne ed o Ie futhe e nhaned to - - e — t 45、- n suer —, t o sie fo the pr oice _u-i on — — nsa— con — 46、sud XX — —— in-m- ad eu — e n le nte In reque- ns he ta ch ng pins scoo or 101d s_ — —ud s-t o isai peard o noti-o,- uimms scoo r — d maagmet —onel fmi-rXX po-ine tta ci ng poins dg-le du-on resu- fl l coerpoec -st - - m—gme n —nal, Pa — — wh ega d o
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一 一 9
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分析雙橫臂獨(dú)立式懸架的結(jié)構(gòu)和懸架設(shè)計(jì)要求,在懸架設(shè)計(jì)中,根據(jù)整車(chē)的布置
要求以及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),確定懸架的整體空間數(shù)據(jù)和性能參數(shù),在 ADAMSC件平臺(tái)上建立
雙橫臂獨(dú)立懸架的簡(jiǎn)化物理模型,進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析,通過(guò)分析車(chē)輪垂直跳動(dòng)、轉(zhuǎn) 動(dòng)與車(chē)輪前束角的變化等關(guān)系獲得相關(guān)數(shù)據(jù),優(yōu)化相關(guān)參數(shù),建立虛擬雙橫臂獨(dú)立選 件模型,并運(yùn)用Pro/E建立懸架三維物理模型。
其具體路線如框圖1.1所示。
調(diào)研,資料收集
懸架結(jié)構(gòu)形式選擇 k 各零件尺寸的計(jì)算
不合格
ADAMS建模、優(yōu)化
Pro/E建模
完成CAD圖
圖1.1設(shè)計(jì)路線圖
#
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第2章 獨(dú)立雙橫臂懸架結(jié)構(gòu)分析
2.1、 懸架組成和分類(lèi)
懸架是現(xiàn)代汽車(chē)上重要總成之一,他把車(chē)架(或車(chē)身)與車(chē)軸(或車(chē)輪)彈性的 連接起來(lái)。其主要任務(wù)是傳遞作用在車(chē)輪很車(chē)架(或車(chē)身)之間的一切力和力矩;緩 和路面?zhèn)鹘o車(chē)架(或車(chē)身)的沖擊載荷,衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng),保證汽車(chē) 的行駛平順行;保證車(chē)輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特征,保證汽車(chē)的操 作穩(wěn)定性,是汽車(chē)獲得高速行駛能力。懸架主要由彈性元件,導(dǎo)向裝置與減振器等元 件組成。
2.1.1、 懸架組成
現(xiàn)代汽車(chē)的懸架盡管各有不同的結(jié)構(gòu)型式,但一般都是由彈性元件、減振器和導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)三部分組成。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在輕
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