【正文】 單，且因管路短而供暖效率高；發(fā)動機、離合器、變速器與駕駛員位置近，所以操縱機構簡單；發(fā)動機橫置時能縮短汽車的總長，加上取消了傳動軸等因素的影響，汽車消耗的材料明顯減少，使整備質量減輕；發(fā)動機橫置時，原主減速器的錐齒輪需要用圓柱齒輪取代，這又降低了制造難度，同時在裝配和使用時也不必進行齒輪調整工作，此時，變速器和主減速器可以使用同一種潤滑油。車架設計從車架的結構設計、材料選擇、管件規(guī)格選擇與力學分析方面進行了敘述。 汽車車身結構主要包括：車身殼體、車門、車窗、車前鈑金制件、車身內外裝飾件和車身附件、座椅以及通調節(jié)裝置等等。 車身內部的通風、暖氣、冷氣以及空氣調節(jié)裝置是維持車內正常環(huán)境、保證駕駛員和乘客安全舒適的重要裝置。 針對于大學生節(jié)能車要求在等油耗情況下，不采取 ECU 智能化調節(jié)的模式，在具備基本汽車特性上的同時減輕汽車自身自重，減輕車架質量，通過 UG 三維建模運用 ANSYS 分析優(yōu)化車架設計。復合材料與鋼或者鋁相比在同等質量下有著更高的強度與剛度，所以此類車架的重量在各類車架中是最輕的。該種車架的材料也可用高強度復合材料來代替，但是因為高強度復合材料成本較高，所以桁架式車架多是金屬制的。 （ 2） 節(jié)能車 車架的制造過程必須保證所要求的強度。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 17 圖 前輪轉向架 圖 駕駛員坐板 圖 和圖 分別為車架配件轉向機構的轉向桿和駕駛坐板，需要螺栓與車 架定位連接。特別是對于精度要求高的部分更要高精度加工，比如懸架安裝處，確保誤差在更小的范圍。 首先，我們應該從設備上來保證焊接加工的精度。當車架內應力釋放完畢后，再對車架進行最后的調整，這樣才能得到符合設計要求的車架。主環(huán)部分基本滿足設計要求即可 (5)焊接側防撞結構。 (9)后懸架安裝系統(tǒng)與車架主體進行對接。同時，通過最優(yōu)的結構用最少的材料達到最大的剛度。結果造成結構中局部應力水平較高，其它部分應力水平很低的不均勻現(xiàn)象。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 第 3 章 節(jié)能車車架建模設計 基于 UG軟件三維建模 通過軟件建模在虛擬平臺建立三維模型，目前有多款軟件可達到制作要求如： Pro E、 CATIA、 CAD、 UG 等多款軟件。 UG 軟件簡介 UG 是美國通用公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。 節(jié)能車架三維建模 UG 是當今較為流行的一種模具設計軟件，主要是因為其功能強大 。 （ 6） 做箱體包裹整個產(chǎn)品，用 無 縫好的片體分割。繪制出三維立體框架。 車架裝配 在 UG 軟件中進行配件與主車間之間的裝配有兩種方法。 第 4 章 。 （ 2）坐標法裝配：在軟件中選擇裝配操作選定所裝配的配件確定裝配角度，確定裝配法相面，確定裝配固定點進行坐標確定，輸入指定坐標將裝配件裝配至指定坐標位置進行裝配。繪制出三維立體框架。 以上是 手動分模的步驟，手動分模具有很大的優(yōu)勢，是利用 MOLDWIZARD分模所達不到的，在現(xiàn)場自動分?；旧鲜切胁煌?。分模有兩種：一種是自動的，另一種是手動的，當能也不是純粹的手動，也要用到自動分模工具條的命令，即模具導向 ， 自動分模的過程 。 設計對象的混合建模：在 UG 的設計環(huán)境中，無論是實體還是曲面，做到了真正的互操作；變量和參數(shù)化混合建模：在設計時，設計者不必考慮如何參數(shù)化設計目標， UG 提供了變量驅動及后參數(shù)化能力。 NX 獨特之處是其知識管理基礎，它使得工程專業(yè)人員能夠推動革新以創(chuàng)造出更大的利潤。因此，如何處理載荷施加問題是我們必須考慮的。相比較而言對受外力碰撞時對駕駛員的保護性更高，因為采用底環(huán)受力式結構，由多個三角形及梯形基本元素結構組成，在軟件分析 及以往實測試驗中驗證了這兩種基本元素結構受力時的抗壓強度及結合材料特性（鋁合金）的材料自身反彈度相對較好。焊接車架上其余斜支撐管，這些管在車架主體完成后在主體上直接測量后加工焊接即可。 (6)焊接發(fā)動機安裝區(qū)。保證底盤前懸架安裝區(qū)的尺寸嚴格滿足設計要求，其他部分基本滿足設計要求。焊接加工時以平臺作為基準面，由于平臺上的各管件有著夾具的固定，焊接之后管件出現(xiàn)熱變形也無法移動，這對于控制車架焊接后熱變形起著極大地作用。車架在設計中已經(jīng)進行過受力分析，但是在制作時還必須達到設 計時要求，特別是焊點的強度。 節(jié)能車架制作工藝分析 車架是支撐賽車其他部件，構成賽車主體的重要部件。車架在設計中已經(jīng)進行過受力分析，但是在制作時還必須達到設計時要求，特別是焊點的強度。因為桁架式屬車架具有較好的強度與剛度，加工容易，不需專業(yè)的設備與技術、材料成本與加工成本都較為低廉 ，所以參加這次節(jié)能車大賽的賽車選用的是桁架式金屬車架。一體式復合材料車架不易于修理、制作車架的復合材料的價格一般較貴、加工過程困難這些都是該種車架的缺點。 車架的形式多種多樣，參賽的規(guī)則對車架結構有著很多的要求，本部分首先介紹了車架的形式，然后對車架的具體結構設計進行了闡述，最后對車架進行了分析，確定了各管件的材料與壁厚、外徑。座椅由骨架、座墊、 背和調節(jié)機構等組成?？蛙囓嚿矶鄶?shù)具有明顯的骨架，而轎車車身和貨車駕駛室則沒有明顯的骨架。 汽車車身既是駕駛員的工作場所，也是承載整車機械及部件的場所。 方案二 發(fā)動機中置后輪驅動（ RR） 優(yōu)點分析：動力總成布置成一體而使機構緊湊，因為發(fā)動機后置，汽車前部高度有條件降低，改善駕駛員視野；同時 排氣管不必從前部向后部延伸，加上可以省掉傳動軸，故可向內地板凸包只需要有較低的高度用來容納操縱機構的桿件和加強地板剛度即可，這就改善了后排座椅中間座位乘員出入的條件；整車整備質量??；乘客座椅能夠布置在舒適區(qū)域；上坡行駛時，由于驅動輪上的附著力增加，爬坡能力提高；當發(fā)動機布置在軸距外時軸距短，汽車機動性能好。本設計幾個方面主要包括； （ 1） 車架 的種類和型式 ； （ 2） 發(fā)動機布置 和驅動型式 ； （ 3）車頭和駕駛室的型式及發(fā)動機與前軸的位置關系 ； （ 4）輪 胎的選擇 。采用輕質材料代替鋼材是近年汽車制造常用的方法，鋁材料已經(jīng)廣泛應用在發(fā)動機、輪圈、儀表板裝飾及其它零部件上，但是大量用于車身制造上還是少見，主要是受到加工技術和成本的約束。汽車車身各結構的形狀、受力不一樣，對強度、剛度、拉延和塑性變形的要求各有不同，一般要根據(jù)構件的形式、要求和的使用材料來選擇沖壓工藝。通過體驗比賽過程，培養(yǎng)人們豐富的創(chuàng)意和動手能力，體驗學習和創(chuàng)造帶來的樂趣。自 1958 年起，擁有超前環(huán)保意識的 Honda 就開始思索起了環(huán)保課題，著手并開發(fā)了更節(jié)能更環(huán)保的發(fā)動機產(chǎn)品。 研究內容 （ 1）節(jié)能車總體方案設計； （ 2）節(jié)能車 AutoCAD 二維結構設計及校核計算； （ 3）節(jié)能車制作工藝分析； （ 4）節(jié) 能車 UG 三維建模及虛擬裝配； （ 5）車架 ANSYS 有限元分析及結構優(yōu)化設計。調查結果顯示：購車時考慮車的安全性的人數(shù)為 80，占總人數(shù)的 比例為 75%；其次為汽車的價格、油耗和加速性，考慮加速性的人數(shù)為 51，所占的比例為 48%。從社會心理學的角度看，現(xiàn)代社會對男性的社會角色要求是堅強、果敢，這都與控制性有關。其次本車的直接銷售對象為中青年，其中青年占多數(shù)，在營銷推廣中我們需要考慮他們的需求特點。大學生方程式賽車更能適合大眾消費者的口味，因為它不但具有賽車的各項功能和刺激而且比 F1 賽車還減少了 一些嚴格的規(guī)定和限制，如輪胎的規(guī)定、風翼的規(guī)定、及使用電子輔助駕駛的規(guī)定等。與此同時，汽車增購和換購的比例將會上升。從技術方面來講主要措施有輕量化和電子化，可以將汽車的燃料或能量消耗量、廢氣排放量減到最低。預期分析，該車架的應力值小于材料的強度極限，是否滿足設計的要求，是否強度偏大，比較經(jīng)濟性。分別討論該車架靜態(tài)時在純彎曲工況和扭轉工況下的靜強度分析，進行靜態(tài)時的剛度分析； 分析車架在彎曲工況、扭轉工況、搓板路工況和緊急轉彎情況下的靜態(tài)動強度分析。汽車領域的節(jié)能和減排，對保障國民經(jīng)濟健康持續(xù)發(fā)展、保護我們賴以生 存的環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。 節(jié)能車發(fā)展歷程 目前國內隨著 居民收入水平的提高和政府鼓勵轎車進入居民家庭政策的出臺，汽車正在快速進入普通家庭。它較高的車速和靈活的轉彎能力在很大程度上滿足了當代青年人追求速度與感受刺激的需求，成為當代青年的熱寵，人們休閑娛樂的好工具。 節(jié)能車國內外研究狀況及結 果 人們不僅把汽車做為代步工具，而且越來越多的人開始喜歡充滿刺激、競爭黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 性強的賽車?！毙睦韺W家分析汽車能滿足男性的控制欲。 圖 家庭年收入 對汽車市場的消費需求擁有一個更加充分和明確的認識，我們進行了多角度的市場調查活動，消費者在購車過程中所考慮的因素主要包括：汽車的動力性、加速性、安全性、油耗、車輛配置以及其他顯示汽車的質量和性能的指標，通過我們對受訪人群的調查可知，結果表明較多的人更加注重汽車的安全性能，這也會成為汽車的研發(fā)者和制造商需要重點關注和改進的方面，調查結果如圖 7 所示。 及研究方法 目前，在我國還沒完全開發(fā)節(jié)能車的模擬仿真實驗平臺及完整的節(jié)油、測控體系，只有將汽車節(jié)油工程實踐和虛擬測控仿真結合起來，才能真正加快汽車節(jié)油節(jié)能的發(fā)展歷程。 現(xiàn)在的中國正面臨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，在工業(yè)化進程不斷推進的同時，能源問題、環(huán)境問題變成我們迫切需要解決的課題。 人人參與 簡單的競技規(guī)則，為每個人提供了一個參賽的機會。材料與加工工藝是密切相關的，新材料的應用伴隨新工藝的產(chǎn)生， 現(xiàn)代 汽車制造技術得到新的發(fā)展。汽車上采用 “拼焊”的部件常有側面框架、車門內板、車身底板、立柱等。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 9 節(jié)能車車架設計要求 根據(jù)設計原則、目標和用戶的需求特點 ，整車設計人員要提出被開發(fā)的車型的整車型式方案，主要包括以下幾個部分： 設計參數(shù)要求： 驅動型式： 3 1；總質量： ；最高車速 55km/h；最大爬坡： 20%； 車身長小于 3m，自重小于 60kg，乘載 1人，駕駛員重量小于 40kg， 1公升汽油能行駛里程大于 300公里，行駛速度大于 50km/h，能夠變速，要求零部件材質輕，車身外形設計要求風阻小，流線型好，即節(jié)油又要美觀。 缺點分析：前輪驅動并轉向需要采用等速萬向節(jié)，其結構和制造工藝均復雜；前橋負 荷較后軸重，并且前輪又是轉向輪，故前輪工作條件惡劣，輪胎壽命短；上坡行駛時因驅動輪上的附著力減小，汽車爬坡能力降低，特別是在爬越泥濘的坡路時，驅動輪容易打滑并使汽車喪失操縱穩(wěn)定性；由于后軸負荷小而且制動時軸荷要前移，后輪容易抱死并引起汽車側滑；當發(fā)動橫置時受空間限制，總體布置工作困難，維修與保養(yǎng)時的接近性變差；一旦發(fā)生正面碰撞事故，因發(fā)動機及其附件損失較大，維修費用高。車架制作部分詳細闡述了車架制造基本要求。 車身殼體是一切車身部件的安 裝基礎，通常是指縱、橫梁和支柱等主要承力元件以及與它們相連接的鈑金件共同組成的剛性空間結構。座椅也是車身內部重要裝置之一。保持普通汽車基本安全性、操控性、舒適性的情況下，以求等油耗的 情況下行駛距離最遠有效距離，以求追尋大賽口號“挑戰(zhàn)一升，節(jié)油一生”的宗旨。但是生產(chǎn)這種車架需要專用的加工模具，并且如果車架的設計發(fā)生修改的話模具還需要重新 再制造一個。 賽車應該從車架強度剛度、加工難易程度，是否需要專用設備與技術，材料成本與加工成本等各方面來進行綜合考慮，這樣才能使賽車有在比賽中有良好的表現(xiàn)。賽車在運動過程的力最后都會傳到車架上由賽車的車架承受，車架必須有一定的強度以保證在車運動過程中不會出現(xiàn)斷裂。 綜述分析以上如圖所示為設計車架各零部件部分及基本功能用途。 （ 2）車架的制造過程必須保證所要求的強度 賽車在運動過程的力最后都會傳到車架上由賽車的車架承受，車架必須有一定的強度以保證在車運動過程中不會出現(xiàn)斷裂。我們購入了一個焊接平臺和設計制造了諸多夾具，整個焊接過程就是把管件用夾具固定在這個平臺上來完成。 (1)焊接底盤。側防撞結構的頂管尺寸需要嚴格保證按照設計要求。對接位置要嚴格按照設計要求。 圖 整車框架三維圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 20 圖 原節(jié)能車車架 圖 構上更為新穎采用框架支撐受力。 圖 人機工程學設計草圖 如圖所示 車架主要承受來自駕駛員、發(fā)動機和車架自身的重量，傳動及轉向系統(tǒng)的重量均可忽略不計。在本設計中采用 UG 為三維建模軟件， NX 是 UGS PLM 新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，它可以通過過程變更來驅動產(chǎn)品革新。作為 PLM 協(xié)同解決方案的一個重要組成部分，它可以幫助制造廠商設計他們未來的產(chǎn)品，并支持從項目前階段、具體的設計、分析、模擬、組裝到維護在內的全部工業(yè)設計流程。三維建模 設計的流程很多，其中分模就是其中關建的一步。 （ 7） 分出上下模具后，看是那個與產(chǎn)品重合，重合的那邊用產(chǎn)品求差就可以了。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 26 圖 圖組 動力裝置定位板及加強筋 圖 圖組動力裝置定位板及加強筋在 UG基本建模中，首先確定尺寸繪制二維線框圖，其次軟件對二維線框圖進行拉伸，在拉伸的同時選擇拉伸功能表中的求和選項整體加載。 （ 1）手動裝配：在軟件中選擇裝配操作選定所裝配的配件確定軸向位置，通過手動移動將裝配件移動至指定 裝配位置進