節(jié)能賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)【獨(dú)家畢業(yè)課程設(shè)計(jì)含任務(wù)書+開題報(bào)告+外文翻譯+中期報(bào)告+答辯PPT】,節(jié)能,賽車,轉(zhuǎn)向,系統(tǒng),設(shè)計(jì),獨(dú)家,畢業(yè),課程設(shè)計(jì),任務(wù)書,開題,報(bào)告,講演,呈文,外文,翻譯,中期,答辯,ppt 開 題 報(bào) 告 文 獻(xiàn) 綜 述 題研究背景 在石油資源日益枯竭、全球石油儲(chǔ)藏量急劇下降的背景下，我國(guó)汽車保有量卻以平均每年 速度增加，使得我國(guó)對(duì)燃油的消費(fèi)需求以驚人的快速度增長(zhǎng)， 但 有很大一部分依賴進(jìn)口。一方面，我國(guó)汽車節(jié)油技術(shù)的應(yīng)用有限，燃油的使用效率普遍不高，汽車百公里耗油約比發(fā)達(dá)國(guó)家高 20%；另一方面，機(jī)動(dòng)車排放污染已經(jīng)成為我國(guó)污染物的主要來(lái)源之一 [1]。因此，汽車節(jié)油和環(huán)保問題日益突出，面對(duì)有限的石油資源和國(guó)家能源戰(zhàn)略遇到的威脅與挑戰(zhàn)，汽車節(jié)能與環(huán)保技術(shù)已成為汽車技術(shù)領(lǐng)域 的研發(fā)熱點(diǎn) [2]。 隨著能源危機(jī)日趨嚴(yán)重 ,節(jié)能減排已成為影響當(dāng)今世界各國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。同時(shí)“十二五”規(guī)劃中 ,節(jié)能減排是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn) ,因此 ,應(yīng)該抓住這個(gè)機(jī)遇 ,不斷提高創(chuàng)新能力和自身研發(fā)實(shí)力 ,把握節(jié)能車市場(chǎng) ,研究和開發(fā)高效、節(jié)能、環(huán)保的節(jié)能車 ,具有重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景 [3]。 能競(jìng)技大賽 的 背景及規(guī)則 1981年 ,本田公司在日本東京贊助舉辦了第一屆“本田宗一郎杯”燃油耗費(fèi)競(jìng)技大賽。（ 賽以本田公司創(chuàng)始人本田宗一郎的名字 命名。大賽的宗旨是利用現(xiàn)有的技術(shù)和能力，尋找應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染 的最佳途徑，喚醒人們的節(jié)能和環(huán)保意識(shí)， “大家行動(dòng)起來(lái)，充分利用有限的地 球資源是參賽人員的一致心愿 ” [4]。 比賽要求參賽車輛使用統(tǒng)一的本田低油耗汽油發(fā)動(dòng)機(jī)（ 125而車架和車身等部件完全由各車隊(duì)獨(dú)自創(chuàng)作，賽車在指定的賽道內(nèi)跑完賽程，比賽消耗燃油最少 的獲勝 [5]。在日本，每年都有來(lái)自初中、高中和大學(xué)等的學(xué)校代表隊(duì)、企業(yè)代表隊(duì)，以及來(lái)自社會(huì)上的共約 500 支車隊(duì)，創(chuàng)作出具有新穎構(gòu)思和創(chuàng)意的賽車參加比賽。同時(shí)，這項(xiàng)比賽也逐漸向海外擴(kuò)展， 泰國(guó)、巴基斯坦、俄羅斯、韓國(guó)等的參賽者相繼參加了日本的比賽 [6]。 能競(jìng)技大賽在國(guó)內(nèi)的發(fā)展 4年歷史，在日本已經(jīng)舉辦了 2屆，在泰國(guó)也已 經(jīng)舉辦了 9屆。在中國(guó)已經(jīng)成功舉辦 3屆 (包括一次試行 )[7]。 2007年 11月 11日，第一屆 國(guó)節(jié)能競(jìng)技大賽在上海國(guó)際賽車場(chǎng)勝利舉辦。來(lái)自全國(guó)各地 30所高校的大學(xué)代表隊(duì)、 關(guān)企業(yè)代表隊(duì)、媒體代表隊(duì)，以及來(lái)自泰國(guó)和日本的特邀代表隊(duì)等共 77只車隊(duì)參加了本屆大賽。最終來(lái)自東風(fēng)本田發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司的 成績(jī)獲得了本屆 能競(jìng)技大賽的總冠軍 [8]。而最佳設(shè)計(jì)獎(jiǎng)和最佳技術(shù)獎(jiǎng)分別被中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的“農(nóng)之魂代表隊(duì)”和汽車導(dǎo)報(bào)深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院的“汽車導(dǎo)報(bào)高職院代表隊(duì)”獲得。 2009 年 9月 25— 27日，第三屆 1國(guó)際賽場(chǎng)成功舉辦。參賽的 120支節(jié)能車隊(duì)的激烈角逐，最終北京理工大學(xué)翼升車隊(duì)以 1279 的成績(jī)打破 了 由同濟(jì)大學(xué)創(chuàng)造的 966的中國(guó)記錄，奪得大學(xué)組冠軍寶座，即一升油使自造節(jié)能汽車行駛 1279 公里。 題研究的意義 結(jié)合了關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)總成改造、車架和機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、車身空氣動(dòng)力學(xué)、材料應(yīng)用等的相關(guān)知識(shí)，讓參賽車隊(duì)通過各項(xiàng)技術(shù)挖掘一升汽油的無(wú)限潛能 [9]。同時(shí)，比賽也為參賽者提供體驗(yàn)親手設(shè)計(jì)和制作賽車的樂趣的機(jī)會(huì)，提高實(shí)踐能力。 能競(jìng)技大賽的宗旨在于“讓肩負(fù)著人類未來(lái)的年輕人通過思考和實(shí)踐來(lái)體會(huì)如何更有效地利用資源，如何把我們生存的這個(gè)星球更完好地傳遞給下一代?！?[10]。 參與者秉持“用最少的能源行駛更遠(yuǎn)的距離”的想法，親身參與賽事感受“挑戰(zhàn)節(jié)能極限”樂趣、體驗(yàn)“減排即是環(huán)?！钡睦砟睢⒄J(rèn)知“環(huán)保從我做起”的實(shí)際意義 [11]。自 2007年在中國(guó)舉辦首屆賽事以來(lái)，賽事在向社會(huì)廣泛普及環(huán)境保護(hù)理念和知識(shí)的同時(shí)，也喚起了中國(guó)年輕一代對(duì)節(jié)能環(huán)保事業(yè)的關(guān)注，吸引了越來(lái)越多的人參與到環(huán)保行動(dòng)中 。 三十多年前殼牌（ 司向全世界的工程師提出挑戰(zhàn)：開發(fā)和研制用 1 公升汽油跑 100 公里的低消耗的節(jié)能車，這個(gè)提議讓所有的人都興奮不已 [12]。一升汽油能行駛多少公里？按照慣性思維， 您可能會(huì)直接根據(jù)百公里油耗換算，比如每百公里 5升，夠低了吧？如果您估計(jì)一升油能跑 20 公里，那您就太低估賽車的油耗潛力了，“本田節(jié)能大賽”目前的最高記錄是 3435 公里！相當(dāng)于北京到重慶高速公路的往返里程 [13]。 汽車節(jié)能減排的重要性不言而喻，考慮到當(dāng)前我國(guó)的汽車節(jié)能技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況 [14]。 除了要積極推進(jìn)以混合動(dòng)力、燃料電池、 先 進(jìn)柴油 ,醇類汽車等為代表 的新能源汽車技術(shù)的發(fā)展外 ，另一個(gè)推進(jìn)汽車節(jié)能減排工作的措施就是大力研究開發(fā)適合我國(guó)現(xiàn)階段汽車行業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀，并適合大量在用汽車的高性能節(jié)能產(chǎn)品 [15]【 16】 。 參考文獻(xiàn) ： [1]發(fā)改委 .“十二五”規(guī)劃綱要發(fā)布 [J]2011(4):24. [2]黃金陵 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2011:52. [3]陳家瑞 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2012:13. [4]張啟明 J]2013， 25(8):43 [5]方國(guó)浩 ,范明志 ,盛利平 J]汽 車 ,2008(10):94[6] 喬軍奎 . 能競(jìng)技大賽 [J]2012,2(2):146 [7]李江濤 .《節(jié)能賽車設(shè)計(jì)及其 [J]2014(3). [8]姚喜貴 能競(jìng)技大賽車的分析與研制 [J]2010(4):18～ 19. [9]穆能伶 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,2011:167[10] A 225[11] in a 1; 19712]趙聰 .《 節(jié)能 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)及性能分析 》 [J]. 太原科技大學(xué)學(xué)報(bào) ,2012(1). [13]邵志剛 [J] 2010(6): 68～ 70. [14]f ]. 10): 910] [15]劉濤 M]．北京：北京大學(xué)出版社， 2012:10. [16]張文春 M]．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2010:3. 開 題 報(bào) 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 傳統(tǒng)的汽車的轉(zhuǎn)向裝置包括轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于前兩輪的節(jié)能車。節(jié)能 賽車 是前一輪的配置形式 ,采用自行車的前叉來(lái)進(jìn)行直接轉(zhuǎn)向，這樣不 僅構(gòu)造簡(jiǎn)單而且大大減輕了整車重量。 由于節(jié)能 賽車和賽道特殊的特點(diǎn)， 節(jié)能 賽車的操控性輪胎的單側(cè)偏磨 問 題一直困擾著參賽者 ,賽車的操控性和轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性問題非常重要。賽道的摩擦系數(shù)可以達(dá)到 f=就意味著輪胎的溫度會(huì)很高，若出現(xiàn)單側(cè)偏磨現(xiàn)象，將會(huì)是一個(gè)很大的安全隱患。因此，提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操作穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向穩(wěn) 定 十分重要 。 為了更好的了解所作題目，查閱已有文獻(xiàn)資料是十分重要的，由于資料很少。因此，在設(shè)計(jì)過程中，廣泛的搜集資料，并借鑒了 賽車 的一些數(shù)據(jù)資料對(duì)我的設(shè)計(jì)工作起了很大的幫助。在這些文獻(xiàn) 綜述中，詳細(xì)的介紹了 節(jié)能 賽車 的一般設(shè)計(jì)思路，如外形的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)方式如何，具體結(jié)構(gòu)等等，都對(duì)我即將所作的設(shè)計(jì)提供了很大的幫助，此外，為了更好的設(shè)計(jì) 節(jié)能 賽車 ，在軸、帶、齒輪等重要元件的設(shè)計(jì)過程中保證其結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，又對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)等專業(yè)課本進(jìn)行了系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，但還是有很多關(guān)鍵技術(shù)是專利項(xiàng)目，不會(huì)公布在資料之中的。所以，我參考用的資料并不能解決我在設(shè)計(jì)過程中所遇到的所有難點(diǎn)，有許多的問題是根據(jù)我自己的想法來(lái)做的。因?yàn)槲业倪@些想法并不成熟，沒有太多的實(shí)踐性，所以，在解決一些棘手問題時(shí)并不能夠很好的解決。在今后的設(shè)計(jì)中，還 需要通過實(shí)踐，對(duì)其一步一步的進(jìn)行改進(jìn)。 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體方案的確定 1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案的選型 大賽規(guī)定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，目前應(yīng)用較廣泛的機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有齒輪條 式轉(zhuǎn)向器、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、蝸桿曲柄銷式轉(zhuǎn)向器?？紤]到比賽賽車體積較為緊湊 的 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝位置有限，對(duì)于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的靈敏性要求較高，而賽道道路條件較好，路 面不會(huì)對(duì)于車輪產(chǎn)生較大的沖擊等因素 ， 決定選擇該賽車的轉(zhuǎn)向系為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)。 2 齒輪齒條轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體布置形式 1）輸入輸出型式：中間輸入兩端輸出 ( 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造 方便、成本低 )。 2）齒輪齒條選擇：斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合（重合度增加，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊與 噪聲均降低，而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿足總體設(shè)計(jì) 要 求）。 3）齒條斷面形狀：圓形（制造簡(jiǎn)便）。最終的布置為：采用中間輸入兩端輸出的輸出形式，齒輪齒條采用斜齒，齒條斷面采用圓形斷面。 3 與齒輪齒條轉(zhuǎn)向器配用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 一般來(lái)說，這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)大多 如圖 所示。轉(zhuǎn)向軸的末端與轉(zhuǎn)向器的齒輪 軸 1 直接相連或通過萬(wàn)向節(jié)軸相連，齒輪與裝于同一殼體的齒條 2 嚙合，外殼則固 定于車身或車 架上。齒條通過兩端的轉(zhuǎn)向節(jié) 3、 4 與分開的橫拉桿 5、 6 相連，因 此，齒條 2 既是轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)件，又是轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)中三段式橫拉桿的一部分。 4 齒輪軸的確定 1）齒輪齒條傳動(dòng)受力分析。若不考慮齒面之間的摩擦力，則節(jié)點(diǎn) P 受法向力 分解為徑向力 F，分力 F 又可分解為軸向力 圓周力 2）齒輪軸最小軸徑確定。由于齒輪的基圓直徑 ，數(shù)值較小，若齒輪與軸之間采用 鍵連接必將對(duì)軸和齒輪的強(qiáng)度大大降低，因此，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸。 5 轉(zhuǎn)向傳 動(dòng)機(jī)構(gòu) 1）轉(zhuǎn)向橫拉桿。轉(zhuǎn)向橫拉桿是轉(zhuǎn)向梯形的底邊。一般由橫拉桿體和旋裝在兩端的 橫拉桿接頭組成。橫拉桿接頭通過球頭銷與左右轉(zhuǎn)向梯形臂連接。兩接頭通過螺紋與 橫拉桿連接，接頭螺紋與橫拉桿體連接，接頭螺紋部分有切口，具有彈性。橫拉桿體 旋裝到接頭上后，用螺栓通過沖壓制成的卡箍將橫拉桿夾緊。橫拉桿兩端的螺紋一端 左旋，一端右旋。因此，在旋松卡箍上的螺栓后，轉(zhuǎn)動(dòng)橫拉桿體，即可改變橫拉桿的 長(zhǎng)度，從而可調(diào)整轉(zhuǎn)向輪前束。 2）球頭銷。球頭銷是聯(lián)接轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向梯形臂的重要零件。球頭銷的外形尺寸 是成比例的 ，所以在選定球頭直徑后可安比例確定其他尺寸。 6 結(jié)論 1賽 車車架的設(shè)計(jì)以及整車布局合理確定轉(zhuǎn)向裝置的總成對(duì)于下一步工作具有指導(dǎo)意義。 2定 位參數(shù)的合理確定，這對(duì)于節(jié)能競(jìng)技車的滑行效果及車手操縱的輕便與舒適性影響較大。 3選 定較重要，合理的連接關(guān)系的選擇有利于達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。轉(zhuǎn)向 裝置的輕量化對(duì)于減少 整車質(zhì)量，降低油耗有幫助。 開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見 ： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主任： 年 月 日