摩托车用液压阻尼减震器设计及建模.pdf
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1、江江 苏苏 科科 技技 大大 学学本本 科科 毕毕 业业 设设 计(论文)计(论文)二零一四年六月江苏科技大学本科毕业论文摩托车用液压阻尼减震器设计及建模摩托车用液压阻尼减震器设计及建模Motorcycle shock absorber with hydraulic damping designMotorcycle shock absorber with hydraulic damping designand modelingand modeling毕业设计(论文)题目:毕业设计(论文)题目:摩托车用液压阻尼减震器设计及建模一、一、毕业设计(论文)内容及要求(包括原始数据、技术要求、达到的指标
2、和应做的实验等)1 提供条件:提供摩托车技术参数,液压阻尼减振器结构组成示意图,工作原理图,autoCAD 软件等;2 设计内容与要求:(1)调研收集分析有关资料,总结液压阻尼减振器结构特点;(2)确定液压阻尼减振器的总体设计原则;(3)针对摩托车结构特点,确定液压阻尼减振器的结构设计和设计计算:a)结构设计主要是确定减振器的类型、布置形式、安装角度和选用数量。b)设计计算的过程主要包括相对阻尼系数以及最大卸荷力的确定,减振器工作缸、活塞、活塞杆、阀系以及相关零部件的尺寸计算。c)液压阻尼减振器的三维模型建立,包括工作缸、活塞、活塞杆及相关零件的模型建立及其装配。二、二、完成后应交的作业(包括
3、各种说明书、图纸等)1.毕业设计论文一份(不少于万字);2.外文译文一篇(不少于 5000 英文单词);3.液压阻尼减振器工程图。4.液压阻尼减振器实体模型。三、三、完成日期及进度2014 年 3 月 25 日至 2014 年 5 月 31 日,共 10 周。进度安排:1.3 月 25 日4 月 7 日:阅读相关文献、准备开题报告。提交开题报告、外文文献翻译。2.4 月 8 日4 月 15 日:确定液压阻尼减振器设计总体原则。3.4 月 16 日4 月 27 日:液压阻尼减振器结构设计。4.4 月 28 日5 月 20 日:工作缸、活塞、活塞杆、阀系以及相关零部件的设计计算。5.5 月 21
4、日5 月 28 日:三维建模,撰写毕业设计论文。6.5 月 30 日5 月 31 日:答辩四、主要参考资料(包括书刊名称、出版年月等):1.魏军介.摩托车减震器性能测试试验台设计D;天津大学;2009 年2.施宇锋.液压减振器阻尼特性仿真分析及其优化设计 D;武汉理工大学;2012 年3.牟凤平.摩托车后减震器阻尼特性数学模型的建立及其测试平台搭建D;江苏科技大学;2012 年4.杨建国.摩托车悬架系统动力学仿真与匹配研究D;重庆大学;2012 年5.马秋生,杨建伟,王宁侠.机械设计基础M.机械工业出版社,2005.(3)6.吉林大学,陈家瑞.汽车构造M.机械工业出版社,2005.(1)7.周
5、松鹤,徐烈恒.工程力学M.机械工业出版社,2003.(2)8.谭刚,李华.KYB SL20 减震器演算书J,1998.(2)9.马震来.汽车液压减震器参数优化设计J,2004.(3)10.张冰蔚,王笛.双筒减震器数学模型的建立与仿真测试J;江苏科技大学学报(自然科学版);2009 年 03 期11.刘学军,刘存香.误差补偿 PID 调节的电液伺服减振器测试台设计J;测控技术;2010 年 07 期.12.成大先主编.机械设计手册.单行本.弹簧.北京:化工工业出版社,13.张龙全.摩托车减震器弹簧的设计计算及工作图的绘制.摩托车技术 2004 年第 5 期14.刘爱红.后减震器阻尼阀的研究与分析
6、.摩托车技术 2004 年第 1期15.刘爱红.纯阀片阻尼结构在摩托车后减震器的研究及应用.摩托车技术 2006 年第 7 期16.天之.浅谈摩托车用减震器.摩托车 2003 年第 5 期 Kil Hong.Advancement of Aerospace Education and CollaborativeResearch in the 21th Century.Hankuk:Hankuk Aviation University.18.廖念钊等.互换性与技术测量.北京:中国计量出版社,第 5 版19.庄志等编著.摩托车理论与机构设计.武汉:武汉测绘科技大学出版社,系(教研室)主任:(签章)
7、年月日学院主管领导:(签章)年月日摘摘要要作为车辆悬架结构当中的重要阻尼部件之一,减震器为人们在驾乘摩托车的过程当中,吸收道路不平度产生的震动能量,对保障安全、舒适性起了重大作用。它是有别于采用充气式轮胎来减缓行车颠簸的另一种装置。能否合理设计其结构参数,使之能够得到预想的性能将会直接影响到车辆行驶的平稳性以及驾乘人员的舒适性与安全性。随着汽车产业的兴起与高速公路的迅猛发展,人们对行车的安稳性也提出了更高的要求,各国对减震器质量与种类的研制开发工作投入了更大的力量和资金。发展到今天,减震器结构复杂,形式多样。根据其工作介质可以分成如下几类:弹簧式减震器、气簧式减震器、气液组合式减震器、充气式减
8、震器以及液压阻尼式减震器等。由于液压阻尼式减震器结构简单,加工制造成本低廉,被广泛运用于汽车摩托车以及其他机械产品的生产制造当中。本文还要运用软件对设计的减震器进行三维建模,模拟其装配过程。现如今,被广泛运用的三维软件有很多,比如 3DMAX,RHINO,MAYA,CATIA,UG,CAD 等。其中,3DMAX 可用于平面设计及动画;而MAYA 则比较高级,常用来制作电影特效和动画制作;UG 则被广泛应用于汽车制造行业。此次项目将采用 Pro/E 对减震器进行三维建模并仿真装配。关键词关键词:摩托车;减震器;液压阻尼;设计参数;三维建模AbstractAbstractVibration ene
9、rgy as one among the important vehicle suspensionstructure damping components,shock absorbers for people to ridea motorcycle in the process,absorb road roughness generated,andto ensure the safety,comfort plays a major role.It is differentfrom the use of inflatable tires to slow down the bumpy road o
10、fanother device.Can rational design of its structural parameters,so that it can achieve the anticipated performance will directlyaffect the comfort and security as well as stability of the vehicles occupants.With the rapid development of the automotive industry and therise of the highway,driving peo
11、ple to the calm is also put forwardhigher requirements,the quality and type of shock absorber Statesresearch and development work into a greater power and money.Development today,shock absorbers complex forms.According toits working medium can be divided into the following categories:spring shock ab
12、sorbers,gas springs shock absorbers,gas-liquidmodular shock absorbers,gas-filled shock absorbers and hydraulicdamping shock absorbers and so on.Because of the simple structureof the hydraulic shock absorber damping,low manufacturing costs,is widely used in car and motorcycle manufacturing,and otherm
13、echanical products which.In this paper,but also to use software designed shockabsorbers for three-dimensional modeling to simulate the assemblyprocess.Now,are widely used three-dimensional software thereare many,such as 3DMAX,RHINO,MAYA,CATIA,UG,CAD and so on.Which,3DMAX can be used for graphic desi
14、gn and animation;whileMAYA is more advanced,used to make a movie special effects andanimation;UG were widely used in the automobile manufacturingindustry.The project will use Pro/E for three-dimensionalmodeling and simulation of the shock absorber assembly.Keywords:motorcycle;shock absorber;hydrauli
15、c damping;designparameters;dimensional modeling目目录录第一章第一章绪绪论论.错错误误!未定义书签。未定义书签。选题的目的和意义.错错误误!未定义书签。未定义书签。国内外研究现状.错错误误!未定义书签。未定义书签。减震器设计的未来发展趋势展望.错错误误!未定义书签。未定义书签。研究的主要内容及方法.错错误误!未定义书签。未定义书签。第二章第二章 减震器数学模型的建立减震器数学模型的建立.错错误误!未定义书签。未定义书签。摩托车减震器的工作原理.错错误误!未定义书签。未定义书签。减震器的振动模型.错错误误!未定义书签。未定义书签。减震器示功图分析.错
16、错误误!未定义书签。未定义书签。实测示功图分析.错错误误!未定义书签。未定义书签。第三章第三章 液压减震器的结构设计液压减震器的结构设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。减震器的主要零件结构参数.错错误误!未定义书签。未定义书签。工作缸径 D.错错误误!未定义书签。未定义书签。贮油筒直径Dc.错错误误!未定义书签。未定义书签。减震器基长 L.错错误误!未定义书签。未定义书签。工作行程 S.错错误误!未定义书签。未定义书签。摩托车减震器主要零件的结构设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。弹簧的结构尺寸设计计算.错错误误!未定义书签。未定义书签。减震弹簧按实际工作状态绘图的优点.错错误误!未定
17、义书签。未定义书签。减震器减震杆.错错误误!未定义书签。未定义书签。活塞环.错错误误!未定义书签。未定义书签。贮油筒设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。导向套设计.错错误误!未定义书签。未定义书签。油封.错错误误!未定义书签。未定义书签。第四章第四章减震器的三维建模与装配仿真减震器的三维建模与装配仿真.错错误误!未定义书签。未定义书签。减震器各零件的三维图绘制.错错误误!未定义书签。未定义书签。摩托车减震器的装配模拟.错错误误!未定义书签。未定义书签。总结总结.错错误误!未定义书签。未定义书签。致致谢谢.错错误误!未定义书签。未定义书签。参考文献参考文献.错错误误!未定义书签。未定义书签。
18、第一章第一章绪绪论论选题的目的和意义选题的目的和意义作为车辆悬架结构当中的重要阻尼部件之一,减震器为人们在驾乘摩托车的过程当中,吸收道路不平度产生的震动能量,对保障安全、舒适性起了重大作用。它是有别于采用充气式轮胎来减缓行车颠簸的另一种装置1。根据减震器安置地点的差别可以分成两大类别前减震器和后减震器。前减震器,对车轮、摩托车体之间的所有设备的通用术语。它的主要功能是降低前轮途经障碍遭受冲击之后传递到车架的冲击载荷与震荡。按照它的结构组成,能够分成两大类下拉杆式和套筒式2。经由对各类摩托车前减震器的研究与开发,时至今日,摩托车前置减震器普遍采用套筒式。按照减震器的结构,后液力减震器可以分为单筒
19、式和双筒式,但是相比于单筒减震器,双筒减震器的结构更佳合理,能够保证其工作的持久性和稳定性,所以当前后减震器是以双筒减震器为主。近年来,伴随路况的逐渐改善,车辆速度的增大,在车辆的乘骑舒适性和行驶平顺性方面,人们也提出了更加苛刻的要求。以往设计时,参数的制定多依赖于设计者的经验。之后反复进行测试实验,不断地修改参数值,直至达到预计要求为止。一般使用的方式是把不同结构参数的减震器安设在原本想要装备的机车之上,经过专业试车员不断进行实车驾驶测试检验并评价。依靠这种方式,一方面设计耗资大、耗时长,另外一方面结果也很难获得最为优化的减震器特性。国内外研究现状国内外研究现状自 19 世纪末页,世界上第一
20、台摩托车,经由德国工程师戴姆勒发明(虽然由于3技术的不成熟,行车速度只有 12km/h,并没有使用价值),摩托车产业在世界兴起。上世纪 20 年代初,世界上出现了在现实意义上具有使用价值的简易减震器,使用金属弹簧装置连接摩托车的车身愿意前轮。此后,经过 20 年的发展,于 30 年代出现了现今意义上的液压减震器。之后,随着技术的进步,涌现出各式各样的减震器。上世纪五十年代洪都机械厂仿制 M72 型摩托车的成功,拉开了我国摩托车生产的序幕。改革开放后,国内摩托车产量飞速增长,各类品种层出不穷。时至今日,在我国摩托车产业属于自己的生产体系早已形成,发展至 1995 年,年产量已经大于 700万,在
21、当时已然是世界上第一摩托车生产国。发展至今日,我国已经可以自主生产多种减震器,大体上实现了国内摩托车制造的自给,其中有部分产品也达到了国际上同类产品的相同水准,为国内摩托车产业的技术提高和进步做好了良好的铺垫。通过半个多世纪的发展,摩托车已然成为我国最普遍使用的交通工具之一。伴随迅猛发展的高速公路,人们对行车平稳性要求的逐步越高,国家对减震器质量与种类的研制与开发工作投入了更大的力量和资金。许多国内大学的老师与研究院的教授对减震器的设计也投入了更多的眼光,在充气式减震器和电子控制技术等领域取得了许多骄人的成果5。国外对减震器的研发历时长久,货源充足、技术老练、高集中度的生产,具有更具影响的品牌
22、效应。比如日本的KYB、韩国的万都以及德国的路太在世界各国都很瘦欢迎。此外,海外国家还不停研发出更多的新式减振器和电子控制的技术,不断将减振器技术发展提升到更高层次。当前国际对充气式减振器的开发进程已然到了电子控制式减振器。但国内的研发集中方面还依旧在单筒充气式减振器,并且进程相对迟缓。需要我们基于前人在充气减振器研究成果之上,更进一步地剖析和研发,尽快减小同发达国家之间的距离。通过对充气式减振器不断开发,对我国汽车产业生产水准的提高具有重要推进作用,使得汽车的制造成本能得到有效的降低,对我国的经济发展具有强而有力的推动最用。减震器设计的未来发展趋势展望减震器设计的未来发展趋势展望时代在发展,
23、技术在进步,人们对行车舒适性的要求只会越来越严格,越来越苛刻,这也就要求人们必须加快减震器的设计与研发的脚步,不断提高减震器的性能。由于审美观的作用,甚至在外观上的需求也会在设计时列入考虑范畴。此外,为了响应全世界环保生活的提倡,在设计材料上也会有很大的改变,比如塑料等合成材料或许会被广泛应用于减震器的制造生产当中。随着计算机性能的不断提升,计算机与生产生活的联系将会愈加紧密。在设计过程中,计算机的仿真与计算功能应用将会占据更加重要的地位,“先仿真后设计”的设计模式将会成为主流,这会大大缩短产品的设计周期以及设计成本,并且提高产品的设计性能。需要分外说明的是,传感器以及电子控制器技术的运用在未
24、来的减震器设计当中也会占据一席之地。基本上未来减震器的发展趋势是美化,智能化,可控制,高精度,高效能。而我国的减震器行业应该会加大研发力度,更多引进国外技术,努力减小与海外各国的差距,加大出口量,与国际市场进一步接轨。研究的主要内容及方法研究的主要内容及方法研究内容:1、减震器整体方案分析与设计;2、减震器的速度特性及阻尼力;减震弹簧的弹力特性;减震器的速度特性;减震器阻尼力产生原理;3、液压减震器的结构设计;减震器贮油筒的设计;减震器工作缸的设计;减震器密封装置、导向套以及端盖等的设计;4、应用三维软件对减震器进行三维实体建模并模拟装配过程;5、应用 CAD 等平面软件绘制零件图以及装配图。
25、研究方法:以减震器的运动学和动力学的基础理论为依据,建立其减震器运动的数学模型和动力学模型,对减震器的运动规律以及在运动中的受力等问题进行详尽的分析计算,得到减震器的使用参数,从而进行详细的构造设计,并进行了结构强度以及刚度的校核。再次,应用 CAD 软件绘制工应力分布情况,确定减震器的危险工况和薄弱环节。其次对减震器绘制工程图纸。具体的步骤和措施如下:1、调研收集分析有关资料,总结优缺点特点,构建课题研究的整体思路。2、熟练掌握本次设计中要用到的各种软件的操作。3、应用理论力学知识,建立减震器的运动学模型和动力学模型。4、减震器的结构设计。5、相关零部件的稳定性校核。6、减震器的三维建模。第
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