大學(xué)生方程式賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、開題報(bào)告填寫要求1開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 74082005數(shù)據(jù)元和交換格式、信息

2、交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述1. 課題研究的背景大學(xué)生方程式賽車活動(dòng)以院校為單位組織學(xué)生參與，賽事組織的目的主要有：一是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、制造能力、成本控制能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力，使學(xué)生能夠盡快適應(yīng)企業(yè)需求，為企業(yè)挑選優(yōu)秀適用人才提供平臺(tái)； 二是通過活動(dòng)創(chuàng)造學(xué)術(shù)競(jìng)爭(zhēng)氛圍，為院校間提供交流平臺(tái)，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)科建設(shè)的提升； 大賽在提高和檢驗(yàn)汽車行業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，為汽車工業(yè)健康、

3、快速和可持續(xù)發(fā)展積蓄人才,增進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研三方的交流與互動(dòng)合作等方面具有十分廣泛的意義。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由轉(zhuǎn)向操作機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。1 它的作用：保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。2在賽車中轉(zhuǎn)向系統(tǒng)占有重要的地位。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是任何車輛都不可或缺的組成部分,其設(shè)計(jì)制造質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到車輛的操縱穩(wěn)定性、安全性等技術(shù)性能。3汽車操縱穩(wěn)定性又被人們稱為“高速車輛的生命線”。4由此，轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)是如此重要。通過對(duì)轉(zhuǎn)向系的優(yōu)化設(shè)計(jì)，來為賽車其他零部件分析優(yōu)化提供思路，以達(dá)到對(duì)賽車的結(jié)構(gòu)整體優(yōu)化。2. 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷程汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)

4、展經(jīng)歷了純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)3個(gè)基本階段，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為其發(fā)展趨勢(shì)。5 2.1、純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 機(jī)械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)， 由于產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的轉(zhuǎn)矩完全由機(jī)械力來提供， 所以為施加足 夠的轉(zhuǎn)矩而不得不適用大直徑的方向盤， 因此占用了很大的駕駛空間而使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)顯得很 笨拙，而且駕駛?cè)藛T操作起來也比較吃力，故適用范圍有很大局限性6。但是由于其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、故障率低，目前在一部分轉(zhuǎn)向操縱力不大、對(duì)操控性能要求不高的微型 轎車、農(nóng)用機(jī)械上仍有使用。 2.2、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)于 1953 年通用汽車公司首次使用。80 年代后期，這一系統(tǒng)進(jìn)一步 得到優(yōu)化

5、，出現(xiàn)了變流量泵液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Variable Displacement Power Steering Pump) 和電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向(Electric Hydraulic Power Steering，簡(jiǎn)稱 EHPS)系統(tǒng)7。變流量泵助力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車處于比較高的行駛速度或者不需要轉(zhuǎn)向的情況下，泵的流量會(huì)相應(yīng)地減 少，從而有利于減少不必要的功耗。電動(dòng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向泵，由于電機(jī) 的轉(zhuǎn)速可調(diào)，可以即時(shí)關(guān)閉，所以也能夠起到降低功耗的功效。 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)降低了轉(zhuǎn)向操縱力，從而大大減少了方向盤所占用的駕駛室空間， 同時(shí)也使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變得更加靈敏8。由于該類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)技術(shù)成熟、能提

6、供大的轉(zhuǎn)向操縱助 力，目前在部分乘用車、大部分商用車特別是重型車輛上廣泛應(yīng)用。但是該系統(tǒng)在系統(tǒng)布 置、安裝、密封性、操縱靈敏度、能量消耗、磨損與噪聲等方面存在不足。 2.3、汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS) EPS 在 1988 年由日本鈴木公司首次開發(fā)出來，此后，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)得到迅速發(fā) 展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)從微型轎車向大型轎車和客車方向發(fā)展。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)矩傳感器、車速傳感器、電子控制器、電動(dòng)機(jī)、電磁離合器和 減速機(jī)構(gòu)等組成， 汽車處于起動(dòng)或者低速行駛狀態(tài)操作轉(zhuǎn)向時(shí)， 轉(zhuǎn)矩傳感器不斷檢測(cè)作用 于轉(zhuǎn)向柱扭桿上的扭矩， 并將此信號(hào)與車速信號(hào)同時(shí)輸入電子控制器， 處理器對(duì)輸入信號(hào) 進(jìn)行運(yùn)算

7、處理，確定助力扭矩的大小和方向，從而控制電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)向，電動(dòng)機(jī)將轉(zhuǎn) 矩傳遞給牽引前輪轉(zhuǎn)向的橫拉桿，最終起到為駕駛?cè)藛T提供輔助轉(zhuǎn)向力的功效9；當(dāng)車速 超過一定的臨界值或者出現(xiàn)故障時(shí)， 為保持汽車高速時(shí)的操控穩(wěn)定性， EPS 系統(tǒng)退出助力 工作模式，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)轉(zhuǎn)向模式。不轉(zhuǎn)向的情況下，電動(dòng)機(jī)不工作。 2.4、汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由方向盤模塊、 轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和主控制器 3 個(gè)主要部分以及自動(dòng)防故障 系統(tǒng)、電源等輔助模塊組成。它是一種全新概念的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由于其取消了方向盤與轉(zhuǎn)向 車輪間的機(jī)械連接， 通過軟件協(xié)調(diào)它們之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系， 可以實(shí)現(xiàn)一系列傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無 法實(shí)現(xiàn)的特殊功能。

8、汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠減輕駕駛員的負(fù)擔(dān)、 提高整車主動(dòng)安全性， 使汽車性能適應(yīng)更 多非職業(yè)駕駛員的需求，對(duì)廣大消費(fèi)者有著巨大的吸引力10。但是由于可靠性要求及制造 成本較高，該系統(tǒng)距離普及仍有一段距離。3. 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)汽車電子化已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)，電子信息技術(shù)和汽車制造技術(shù)逐步走向融合，電子技術(shù)讓汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)到達(dá)一個(gè)新的領(lǐng)域。今后汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)質(zhì)上就是汽車電子技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，且隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電路及大規(guī)模集成電路技術(shù)的廣發(fā)運(yùn)用，微處理器的速度不斷提高使得將汽車控制集成化成為可能，集成控制系統(tǒng)已在現(xiàn)在化汽車上得到廣泛應(yīng)用。 如上提到，擁有電子模塊的全新概念的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在今后將

9、會(huì)得到廣泛應(yīng)用。汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)取消了轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接(即轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間通過控制信號(hào)連接),完全擺脫了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各種限制。11 駕駛員的轉(zhuǎn)向操作僅僅是向車輛輸入轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角指令,在一定的操縱穩(wěn)定條件下,由控制器根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角以及當(dāng)前車輛狀態(tài)等信息,依據(jù)有關(guān)控制算法確定合理的前輪轉(zhuǎn)角,實(shí)現(xiàn)駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖。 12線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不但可以自由設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向的力傳遞特性,而且可以設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向的角傳遞特性,給汽車轉(zhuǎn)向特性的設(shè)計(jì)帶來無限的空間,提高了汽車的轉(zhuǎn)向性能,是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重大革新。4. AutoCAD的介紹AutoCAD是由美國(guó)Autodesk歐特克公司于二十世紀(jì)八十年代初為微

10、機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)（Computer Aided Design，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）而開發(fā)的繪圖程序軟件包。CAD技術(shù)的基本功能包括繪圖（如二維繪圖、三維建模、三維動(dòng)畫、出圖打印等）、數(shù)據(jù)管理（如與工程數(shù)據(jù)庫結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)工程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢等功能）、數(shù)據(jù)分析（如數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算、有限元分析、碰撞分析等）和仿真模擬（如模擬裝配、飛行仿真、受力破壞分析、交通狀況模擬等）。13它具有廣泛的適應(yīng)性，可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行，并支持分辨率由320200到20481024的各種圖形顯示設(shè)備40多種，以及數(shù)字儀和鼠標(biāo)器30多種，繪圖儀和打印機(jī)十種，這就為AutoCAD的普及創(chuàng)造了條件。14至今

11、，CAD經(jīng)過不斷的完善，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)產(chǎn)業(yè)。在汽車產(chǎn)業(yè)上，CAD/CAM技術(shù)的成功應(yīng)用大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，并顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量。15參考文獻(xiàn)：1陳家瑞.汽車構(gòu)造M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.2 王望予. 汽車設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.3黃安華，卜憲衛(wèi)，淺談汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)J，農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2010，（01）.4 余志生. 汽車?yán)碚揗.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2006.5王常友，董愛杰.汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)J .北京汽車，2007，（03）.6 黃安華，卜憲衛(wèi).淺談汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)J .Automobile Parts,2010，1(1):81-82.7喻凡

12、，林逸.汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)M .北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 8Ali Mohammadzadeh, Salim Haidar. Analysis And Design Of Vehicle Suspension System Using MATLAB And SIMULINKJ. American Society for Engineering Education，2006.9喻凡.車輛動(dòng)力學(xué)及其控制M .人民交通出版,200410周名，余卓平，趙治國(guó).動(dòng)力轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展J.輕型汽車技術(shù)， 2004(10): 9-10 10E. Fischer, “Standard multi-body s

13、ystem software in the vehicle development process”, Journal of MultibodyDynamics, Vol. 221 (1)， (2007) .11劉永.汽車線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究D .武漢理工大學(xué)，2005.12楊勝兵.線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制策略研究D .武漢理工大學(xué)，2008.13唐嘉平.AutoCAD2006實(shí)用教程（第2版）M.清華大學(xué)出版社，2006.14劉善淑.AutoCAD2008工程制圖基礎(chǔ)教程M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.15汪文津，陳光澤.CAD/CAM技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用.天津汽車2000第3期. 畢 業(yè) 設(shè)

14、計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一、要研究和解決的問題：1.完成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)，要求與各子系統(tǒng)配合。2.防止轉(zhuǎn)向時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向沉重、轉(zhuǎn)向不足等故障。3.完成相關(guān)選型、設(shè)計(jì)、計(jì)算，并繪制出各零部件工程圖。二、擬采用的研究手段和解決途徑： 1調(diào)查和查閱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的相關(guān)資料，包括外文參考資料的翻譯。通過網(wǎng)絡(luò)和查閱相關(guān)圖書，掌握轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造與工作原理。 2. 分析轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)造與工作原理；根據(jù)任務(wù)書的設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并完成相關(guān)的選型、設(shè)計(jì)、計(jì)算。 首先，通過分析轉(zhuǎn)向系的功能要求，結(jié)合轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置設(shè)計(jì)，比較各類型的轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點(diǎn)，選用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 第二，研究與齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，結(jié)合FSAE賽車的參