fsae开题报告两篇
篇一：FSAE转向系设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目: FSAE赛车设计（转向系设计与计算）
院 系 名 称:机械工程学院
专 业 班 级:车辆工程091
学 生 姓 名: 徐荣
导 师 姓 名:张玉华
开 题 时 间:2013.2.25
开题报告内容及要求
1. 课题研究目的和意义；
2. 文献综述（课题研究现状及分析）
3. 主要任务；
4. 毕业设计进度计划；
5. 主要参考文献。
1、课题选题目的和意义
随着汽车工业的飞速发展以及人们对于舒适、安全性能要求的不断提高，对转向器的安全性及操作稳定性的要求也进一步提高。本次设计通过分析转向器的功能要求，结合转向器的布置设计，比较各类型的转向器的优缺点设计一款转向器。根据一些指定的参数结合《汽车设计》和其他相关书籍中关于转向器的理论知识，给出了优化设计的目标函数和设计变量的选择范围，使设计出的转向器符合使用要求。
作为汽车转向系统的一个重要组成部分，转向器对汽车的操纵稳定性和驾驶员的安全驾驶有这直接的影响。特别是在车辆高速化，车流密集化的今天，汽车转向器的设计极为重要。通过对转向器的优化设计，使其达到汽车总体设计的要求，以达到对汽车的机构整体优化，更好地提高相应性能，达到更高水平。
通过此次设计提高自身实习运用有关机械设计手册、查图表、画图规范等有关资料文献的能力，从而进一步培养自身识图、辩图，运算和编写技术文件等基本技能。通过汽车转向器的设计，培养理论联系实际的设计思想，巩固和加强所学的专业知识，加强机械设计计算和编写技术文件等的基本功能，为以后从事汽车设计方面的工作奠定良好的基础。
2、课题研究分析及现状
2.1结构研究分析
汽车车转向器机构涉及整车的操纵性、稳定性和安全性，它的质量也反映了车辆的质量，是直接关系到车辆性能的关键部件。
上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。液压助力系统HPS（Hydraulic Power Steering）是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车运行的稳定性。
近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也愈来愈多地采用电子器件。转向系统因此进入了电子控制时代，。从目前实用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：蜗杆销式、蜗杆滚轮式、循环球式、齿条齿轮式。这四种转向器型式，已经被广泛的使用在汽车上了。
（1）齿轮齿条式转向器
它是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。
（2）蜗杆曲柄销式转向器
它是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销用轴承支承在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴制成一体。转向时，通过转向盘转动蜗杆、嵌于蜗杆螺旋槽中的.锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴做圆弧运动，从而带动曲柄和转向垂臂摆动，再通过转向传动机构使转向轮偏转。
（3）循环球式转向器
这种转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速，使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合，因而滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向。
（4）齿轮齿条液压助力转向器
齿轮齿条液压助力转向器，是相对于齿轮齿条机械转向器而言的，主要是增加了转向油泵、转向油壶、转向油管、转向阀、转向油缸等部件，以期达到改善驾驶员手感，增加转向助力的目的的转向装置。
循环球式转向器的优点：效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线， 布置方便，特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。可以实现变速
比的特性，满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用，要求转向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，以减小转向力。由于循环球式转向器可实现变速比，应用正日益广泛。通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构，这也是它应用广泛的原因之一。
齿轮齿条式转向器的主要优点：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90%；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧，能自动消除间隙，这不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；制造成本低。
2.2 课题国内外研究现状
在国外，汽车循环球式转向器占45%左右，齿条齿轮式转向器占40%左右，蜗杆滚轮式转向器占10%左右，其他型式的转向器占5%。循环球式转向器也一直在稳步发展。在西欧的小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器的比重越来越大，在公交汽车上使用的循环球式转向器，已经由60年代的62.5%,发展到现今的100%了。大、小型货车大都采用循环球式转向器，但是齿轮齿条式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65%，齿条齿轮式占35%。可见国外循环球式转向器是想了专业化生产，同时以专业为主、大力进行研究和实验，大大提高了产品的产量和质量。
在国内转向器生产，除早期的解放牌汽车采用蜗杆滚轮式转向器，东风汽车用蜗杆转向器之外，掐大部分车型都采用循环球式结构，并都具有一定的生产经验。目前解放、东风也在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换车型上普遍采用了循环球式转向器。由此看来，我国的转向器也在大量生产循环球式转向器发展。
从国内外的实际情况来看专业化生产已经成为一种趋势，只有走这条道路，才能使产品质量高、产量大，成本低，在商场上有竞争力。齿轮齿条式转向器和循环球式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90％；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50％，法国已高达95％。由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。
基于以上调查和转向器的优点，循环球式转向器和齿轮齿条式转向器将是以后转向器的发展的趋势和潮流。
3、设计（论文）的主要任务
（1） 转向系的功能、结构组成、设计方案；
（2）转向机构的结构形式选择；
（3）转向器和梯形机构的主要参数及其选择；
（4）转向桥的结构设计；
（5）主要零、部件的设计计算、CAD图；
（6）产品造型
4、进度安排
查阅文献、收集有关资料。方案确定、完成设计 说明书中的总论部分。
（1）第1～2周 熟悉设计任务和内容，编制计划进度表阅读有关参考书。
（2）第3～9周 专题设计研究
（3）第10～15周 绘图或编程调试、文献翻译
（4）第16周整理说明书、图纸
（5）第17周准备答辩
5、主要参考文献
[1].FSAE设计手册
[2].刘惟信．《汽车设计》．[M].北京.清华大学出版社,2001.P667-749
[3].陈家瑞．《汽车构造》．[M].北京.机械工业出版社,2003.7.234～245
[4].余志生.《汽车理论》.[M].第3版.北京：机械工业出版社，2000.4
[5].彭文生．《机械设计手册》．[M].北京.华中理工大学出版社,2007.5
[6].林慕义.《车辆底盘构造与设计》[M].北京：冶金工业出版社，2007.7
[7].钱江.汽车转向器总成.[J]. 上海汇众汽车制造有限公司.2006.1
[8].毕大宁.略论我国汽车转向器发展之路.[J].山东省汽车研究设计院.1999
[9].邱峰.汽车转向系统的发展趋势与关键技术.[J].2007.5
[10].陈志鑫.汽车转向技术的昨天、今天和明天.[J].上海采埃孚转向机有限公司.2007.12
[11].王军.中型汽车转向系统结构分析与设计方法研究.[J].武汉理工大
篇二：FSAE悬架开题报告
开题报告
课题名称：大学生方程式赛车悬架系统设计
一、 课题研究意义
中国大学生方程式汽车大赛（简称FSAE），在2010年开始举办，至2012年已举办三届，大赛目的是为了提高大学生汽车设计与团队协作等能力，而华南农业大学2012年才组队设计赛车，现在还没有派队参加比赛，本文初步探讨SAE赛车悬架设计的方案，为日后华南农业大学参赛打下基础。
本课题的重点和难点
1、根据整车的布置对FSAE赛车悬架的结构形式进行的选择。 2、对前后悬架的主要参数和导向机构进行初步的设计。 3、用Catia或Proe建立悬架三维实体模型。
4、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能（包括得到车轮主要定位参数与轮距的变化情况）。
5、悬架设计方案确定后的优化改良。优化的方案一：用ADAMS/Insight进行优化，以车轮的定位参数（前束、外倾、主销内倾、后倾）优化目标，以上下横臂与车架的铰接点为设计变量进行优化。优化的方案二：轻量化，使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，强度校核，优化个部件结构，受力情况。
二、 课题研究方法
1、查阅FSAE悬架的设计。
2、运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。 3、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 4、用ADAMS/Insight进行优化，改善操纵稳定性。
5、使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。
三、 课题的技术设计路线
悬架设计流程如下：
（1）首先要确定赛车主要框架参数，包括：外形尺寸、重量、发动机马力等等。 （2）确定悬架系统类型，一般都会选用双横臂式，主要是决定选用拉杆还是推杆。
（3）确定赛车的偏频和赛车前后偏频比。
（4）估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。
（5）根据上面几个参数推算出赛车的悬架刚度和弹簧的弹性系数。
（6）推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬架刚度初值，并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形。
（7）计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布（Lateral Load Transfer Distribution, LLTD）。
（8）根据上面计算数值，选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度和 LLTD。 （9）最后确定减振器阻尼率。
（10）上面计算和选型完成后，再重新对初值进行校核。
（11）运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。 （12）在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能，并用ADAMS/Insight进行优化分析。
（13）使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。
四、 论文提纲
摘要
第一章 绪论
1.1 FSAE赛事简介 1.2 FSAE悬架研究现状
1.3 论文主要研究内容及意义 第二章 FSAE前后悬架设计
2.1悬架概述及设计流程 2.2悬架选型
2.2.1悬架分类及优劣分析 2.2.2确定悬架类型 2.3悬架参数设计2.3.1车轮定位参数2.3.2悬架几何2.3.3刚度计算2.3.4阻尼计算
2.3.4基本参数的确定 2.4零部件设计
第三章FSAE前后悬架运动学建模仿真分析及优化 3.1Adams/car及Adams/Insight概述 3.2FSAE前后悬架运动学建模
3.3FSAE前后悬架仿真分析 3.4FSAE前后悬架优化
第四章FSAE前后悬架有限元分析及优化
4.1FSAE赛车悬架关键部件静力学分析
4.2 FSAE赛车悬架关键部件结构强度仿真分析 4.3轻量化方法 结 论 参考文献
五、 计划进度
六、 参考文献
[1]. 吴健瑜, 大学生方程式赛车悬架设计及优化研究.华南理工大学, 2011(05). [2]. 李金三, 大学生方程式赛车总布置设计及优化. 华南理工大学, 2011(05). [3]. 李嫚, FSAE赛车悬架的优化设计及分析. 哈尔滨工业大学, 2011(06). [4]. 张武, FSAE赛车操纵稳定性的仿真研究. 湖南大学, 2008(05).
[5]. 刘美燕, FSAE赛车悬架仿真分析及操纵稳定性虚拟试验. 湖南大学, 2008(04). [6]. 柴天, FSAE赛车整车性能分析与研究. 湖南大学, 2009(10).
[7]. 蔡章林, 动力学仿真技术在悬架和整车开发中的应用研究. 吉林学,2004(05). [8]. 于海峰, 基于ADAMS/Car的悬架系统对操纵稳定性影响的仿真试验研究. 大连理工大学, 2007(06).
[9]. 饶剑, 基于ADMAs的悬架系统动力学仿真分析与优化设计. 武汉理工大学, 2005(10).
[10]. 王晓莲, 基于ADAMS和MATLAB的汽车主动悬架联合仿真研究. 吉林大学, 2009(04).
[11]. 王淑芳, 基于CATIA的汽车悬架动态仿真. 重庆交通大学, 2007(06). [12]. 刘伟忠, 基于虚拟样机技术的某车悬架K&C特性仿真分析及硬点优化.吉林大学, 2009(04).
[13].牛礼民等, FSAE赛车悬架系统结构设计. 汽车工程师, 2012 (09).
[14]. 王会超，龚国庆，王国权, FSAE 赛车双叉臂悬架的优化设计. 北京信息科技大学学报, 2011(12).
[15]. 蒋永深, FSAE赛车双横臂前悬架强度校核. 汽车与配件, 2012(01). [16]. 倪俊，徐彬, FSAE赛车双横臂前悬架运动学仿真及优化. 车辆与动力技术, 2011(06).
[17]. 吴健瑜，罗玉涛，黄向东, FSAE赛车双横臂悬架优化设计. 机械设计与制造, 2011(10).
[18]. 倪俊，徐彬, ADAMS的FSAE赛车建模与操纵稳定性仿真. 工程设计,2008(15).
[19]. 陈思忠，倪俊，吴志成, 基于转向轻便性与回正性的方程式赛车主销内倾角优化. 工程设计学报, 2012(02).
[20]. 徐彬，倪俊，朱丽君, 面向FSAE赛车侧风稳定性的悬架结构优化. 北京理工大学学报, 2012(07).
[21].诸葛晓宇, 基于CATIA/ADAMS的麦弗逊悬架运动分析. 研究与开发，2011(09). [22]. 邵昭晖, 汽车麦弗逊悬架三维设计与运动分析. 武汉理工大学, 2011(05). [23]. 王南,王晶,平恩, 基于ADAMS/Car的双横臂悬架的运动学建模与仿真. 河北工程大学学报, 2010(12).
[24]. 王南，郝莉红，张莉婷，张俊, 基于ADAMS/View的双横臂独立悬架的运动学仿真分析. 河北工业科技, 2012(07).
[25]. 罗卫平等, 基于ADAMS/VIEW汽车前悬架的建模及仿真. 金陵科技学院学报，2011(06).
[26]. 何丽华, 基于 ADAMS 的双叉臂式独立前悬架仿真分析. 现代机械,2012(05). [27]. 郑 超，吴晓君，路 超, 基于 ADAMS 的双横臂式前悬架的仿真分析与优化. 机械研究与应用, 2011(09).
[28]. 罗鑫源，杨世文，杨军，王拖连, 基于ADAMS的双横臂悬架的仿真及优化. 公路与汽运, 2011(09).
[29]. 侯永涛等, 基于 UG 的双横臂独立悬架运动学分析系统. 农业机械学报，2011(12).
[30]. 贾宝，梅雪峰, 汽车双横臂独立悬架参数优化与仿真研究. 沈阳航空航天大学学报,2012(06)
[31]. 孙涛，吕彩琴，王凯，孙经瑞, 汽车双横臂独立悬架的建模与仿真. 信息技术,2011(04)
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