【正文】 （ 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 裝配位置進行裝配。 （ 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。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(shè)計他們未來的產(chǎn)品，并支持從項目前階段、具體的設(shè)計、分析、模擬、組裝到維護在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計流程。 圖 人機工程學設(shè)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(zhuǎn)向系統(tǒng)的重量均可忽略不計。對接位置要嚴格按照設(shè)計要求。 (1)焊接底盤。 （ 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。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。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(shè)計發(fā)生修改的話模具還需要重新 再制造一個。座椅也是車身內(nèi)部重要裝置之一。車架制作部分詳細闡述了車架制造基本要求。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 節(jié)能車車架設(shè)計要求 根據(jù)設(shè)計原則、目標和用戶的需求特點 ，整車設(shè)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(shè)計參數(shù)要求： 驅(qū)動型式： 3 1；總質(zhì)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(zhì)輕，車身外形設(shè)計要求風阻小，流線型好，即節(jié)油又要美觀。材料與加工工藝是密切相關(guān)的，新材料的應(yīng)用伴隨新工藝的產(chǎn)生， 現(xiàn)代 汽車制造技術(shù)得到新的發(fā)展。 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。 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(diào)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(zhì)量和性能的指標，通過我們對受訪人群的調(diào)查可知，結(jié)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(guān)注和改進的方面，調(diào)查結(jié)果如圖 7 所示。 節(jié)能車國內(nèi)外研究狀況及結(jié) 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(shè)計 3 性強的賽車。 節(jié)能車發(fā)展歷程 目前國內(nèi)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。分別討論該車架靜態(tài)時在純彎曲工況和扭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)工況、搓板路工況和緊急轉(zhuǎn)彎情況下的靜態(tài)動強度分析。從技術(shù)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。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。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(guān)。 研究內(nèi)容 （ 1）節(jié)能車總體方案設(shè)計； （ 2）節(jié)能車 AutoCAD 二維結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。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。采用輕質(zhì)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(yīng)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(shù)和成本的約束。 方案二 發(fā)動機中置后輪驅(qū)動（ RR） 優(yōu)點分析：動力總成布置成一體而使機構(gòu)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(nèi)地板凸包只需要有較低的高度用來容納操縱機構(gòu)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(zhì)量??；乘客座椅能夠布置在舒適區(qū)域；上坡行駛時，由于驅(qū)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?？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。 車架的形式多種多樣，參賽的規(guī)則對車架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)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。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(shè)備與技術(shù)、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。 節(jié)能車架制作工藝分析 車架是支撐賽車其他部件，構(gòu)成賽車主體的重要部件。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。 (6)焊接發(fā)動機安裝區(qū)。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(jié)構(gòu)，由多個三角形及梯形基本元素結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)受力時的抗壓強度及結(jié)合材料特性（鋁合金）的材料自身反彈度相對較好。 NX 獨特之處是其知識管理基礎(chǔ)，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。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 。繪制出三維立體框架。 第 4 章 。繪制出三維立體框架。 節(jié)能車架三維建模 UG 是當今較為流行的一種模具設(shè)計軟件，主要是因為其功能強大 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 第 3 章 節(jié)能車車架建模設(shè)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。同時，通過最優(yōu)的結(jié)構(gòu)用最少的材料達到最大的剛度。主環(huán)部分基本滿足設(shè)計要求即可 (5)焊接側(cè)防撞結(jié)構(gòu)。 首先，我們應(yīng)該從設(shè)備上來保證焊接加工的精度。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 圖 前輪轉(zhuǎn)向架 圖 駕駛員坐板 圖 和圖 分別為車架配件轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向桿和駕駛坐板，需要螺栓與車 架定位連接。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。 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(diào)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(zhì)量，通過 UG 三維建模運用 ANSYS 分析優(yōu)化車架設(shè)計。 汽車車身結(jié)構(gòu)主要包括：車身殼體、車門、車窗、車前鈑金制件、車身內(nèi)外裝飾件和車身附件、座椅以及通調(diào)節(jié)裝置等等。 優(yōu)點分析：與后輪驅(qū)動的乘用車相比較，前輪驅(qū)動乘用車的前橋軸荷大，有明顯的不足轉(zhuǎn)向性能；因為前輪是驅(qū)動輪，所以越過障礙的能力高；主減速器和變速器裝在同一個殼體內(nèi)，動力總成結(jié)構(gòu)緊湊，且不需要在變速器與主減速器之間設(shè)置傳動軸，車內(nèi)地板凸包高度降低，有利提高乘坐舒適性；發(fā)動機布置在軸距外時，汽車的軸距可以縮短，因而有利于提高汽車的機動性；汽車的散熱器布置在汽車前部，散熱條件好，發(fā)動機可以得到足夠 的冷卻；行李箱布置在汽車后部，固有足夠大的行李箱空間；容易改裝為客貨兩用車或救護車；供暖機構(gòu)簡單，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(gòu)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(zhì)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(diào)整工作，此時，變速器和主減速器可以使用同一種潤滑油。拼焊鋼板的應(yīng)用簡化了生產(chǎn)工藝、改善了構(gòu)件性能、減輕了重量。節(jié)能競技大賽正是提供給大家一個共同來實現(xiàn)夢想和挑戰(zhàn)的舞臺。大學生方程式賽車滿足消費者需求，在消費者的經(jīng)濟能力承受范圍內(nèi)，適應(yīng)汽車市場的發(fā)展趨勢，一定會在未來汽車市場中占有一席之地。一家汽車銷售店的店員表示，“每三個來買車的人中，至少有兩個是男的。它具有外型小巧、重心低、易操控，加速時間短、最高車速高、轉(zhuǎn)彎能力強等特點，并且成本低廉、易于維修、可靠性好，逐漸引起了人們的興趣。從技術(shù)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。本文還進行了車架的動態(tài)分析，主要是模態(tài) 分析，它是結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計的核心，克服了靜態(tài)方法的局限性，強調(diào)從結(jié) 構(gòu)的整體考慮問題。首次購車的目的以家用和商務(wù)為主 ，二次及以上購車偏向于休閑娛樂車型。例如隨著計算機的發(fā)展，更多的青年人從網(wǎng)絡(luò)接受廣告而不是傳統(tǒng)的方式。這表明安全性一直是人們購車時考慮的首要因素，在滿足了日常需求和安全的情況下，越來越多的人開始注重汽車所帶來的速度和刺激，這要求汽車的加速時間短，最高車速高。 1981 年， Honda 在日本舉行了首屆節(jié)能競技大賽，至今已 有 29屆的歷史。過去的沖壓工藝首先把鋼板剪裁成沖壓板料，然后沖壓成為沖壓件，再將各個沖壓件焊接成所需要的部件。 HLJIT3A 專用發(fā)動機。 車身應(yīng)對駕駛員提供便利的工作條件，對乘員提供舒適的乘坐條件，保護他們免受汽車行駛時的振動、噪聲，廢氣的侵襲以及外界惡劣氣候的影響。座墊和背應(yīng)具有一定的彈性。 （ 3）桁架式金屬車架 所謂桁架式金屬車架就是由金屬管焊接成具有空間三角結(jié)構(gòu)的框架，車上的其它零部件全都以此框架作為安裝基礎(chǔ)。 大學生節(jié)能車結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計主要針對節(jié)能車整體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，其中主 要針對車架進行優(yōu)化設(shè)計，車架基本結(jié)構(gòu)有焊接相連，部分配件需要螺栓鏈連接及其通過螺栓進行定位固定。 上屆參加大賽的賽車車架所選用的材料即為普通的 20鋼， 20鋼具有良好的焊接性能，焊接工藝簡單，不需要特殊的設(shè)備，只需用普通的手工電弧焊即可完成焊接任務(wù)。 (2)焊接前隔板，前隔板支撐，與前環(huán)。在重點位置焊接加強板，以加強車架的整體剛度。在新車架的設(shè)計中，我們將駕駛員的小腿以下約 50N 的重量均勻分布在轉(zhuǎn)向支架的下橫梁上、小腿至臀部約 200N 的重量均勻分布在兩根主承載梁前部，其余 350N重量均勻分布在兩根 座椅靠背支架梁上，發(fā)動機重量（約 200N）以集中力的形式施加在座椅靠背支架后部的兩個支撐梁（發(fā)動機支架）中部，車架自重（約31N） ， 座椅和水平面成 5度夾角即可 ： 臀角為 90至 115 度 ， 背角為 5 至 28度 ，以車輛人機工程學理論為設(shè)計準則。幾何和智 能工程混合建模：對于一個企業(yè)，可以將企業(yè)多年的經(jīng)驗積累到 UG 的知識庫中，用于指導本企業(yè)新手，或指導新車型的開發(fā)，加速新型號推向市場的時間。但是里面的命令是比較的好用的，我們可以用的有關(guān)命令來提高我們的工作效率 。 在本設(shè)計中為了精確裝配度選用坐標法裝配 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 29 圖 裝配車架 在 UG 軟件中干涉檢查的目的檢查裝配件之間是否產(chǎn)生干涉現(xiàn)象影響各部件之間的關(guān)聯(lián)配合，也可以檢查焊接架各關(guān)聯(lián)之間配合。 輕量化分析 對車架進行性及配件進行抽殼輕量化處理，以下為軟件抽殼處理過程： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 圖 圖組 抽殼處理 圖 圖組借助 UG 軟件的抽殼功能為三位建模輕量化處理。 （ 5） 抽取顏色面，將其與分型面和補孔的片體縫合，使之成為一個片體。 這設(shè)計時方便設(shè)計者在設(shè)計建模中更好的對三維建模進行掌控。然而，傳統(tǒng)的車架設(shè)計多采用類比的方法進行經(jīng)驗設(shè)計，然后驗算其強度和剛度。此部分尺寸要嚴格按設(shè)計要求。當整體車架完成后，還要把車架再靜置一段時間。 （ 1） 車架的制造過程尺寸誤差必須在允許范圍內(nèi) 車架的設(shè)計是根據(jù)規(guī)則要求與各部件布置確定的，制造過程中尺寸的偏差有可能不符合規(guī)則的要求，也有可能致使部分部件不能順利安裝在車架上。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。 （ 2）一體式復合材料車架 此類車架結(jié)構(gòu)形式與一體式金屬車架相同，只是所選用的材料變?yōu)閺秃喜暮邶埥こ虒W院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 料，如碳纖維。在轎車上廣泛采用天然纖維或合成纖維的紡織品、人造革或黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 多層復合材料、連皮泡沫塑料等表面覆飾材料；在客車上則 大量采用纖維板、紙板、工程塑料板、鋁板、花紋橡膠板以及復合裝飾板等覆飾材料。本文敘述車架從最初設(shè)計到制造整個過程，其主要包含二大部分內(nèi)容：車架設(shè)計、車架制作。鎂合金也在日本生產(chǎn)的汽車上采用，例如鎂合金變速桿、變速箱體、車門內(nèi)框、扶手等等。為了減少汽車重量，工程師主要從材料、工藝和結(jié)構(gòu)上想辦法。 為了把我們賴以生存的地球更完好地傳遞給下一代，讓肩負著人類未來的年輕 人通過思考和實踐，親身體會如何利用有限資源的重大意義，一起動手共同感受制作車輛的樂趣 。大學生方程式賽車的研發(fā)成本控制在 8 萬元左右，實際投入生產(chǎn)后，黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 4