某貨車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計【全套含CAD圖紙、說明書、三維模型】
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某貨車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計,畢業(yè)設(shè)計答辯,參考車型 EQ1290W載重汽車,各部件參數(shù)值,雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),一、轉(zhuǎn)向理論,1.單前橋轉(zhuǎn)向理論,阿克曼原理: 汽車在行駛(直線行駛和轉(zhuǎn)彎行駛)過程中,每個車輪的行動軌跡都必須完全符合它的自然運動軌跡,即要求各個車輪軸線都能匯交于一點,從而保證輪胎與地面間處于純滾動而無滑移現(xiàn)象,2.雙前橋轉(zhuǎn)向理論,同一轉(zhuǎn)向軸的內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系應(yīng)符合阿克曼原理:,不同轉(zhuǎn)向軸同一側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角應(yīng)滿足的關(guān)系:,二、雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模,1.雙搖臂機構(gòu) 雙搖臂機構(gòu)的傳動路線,分四步分別建立各傳動環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型:一橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂至一橋搖臂;一橋搖臂至中間搖臂;中間搖臂至二橋搖臂;二橋搖臂至二橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂。,(1)一橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂至一橋搖臂,(2)一橋搖臂至中間搖臂,(3)中間搖臂至二橋搖臂,(4)二橋搖臂至二橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂,2.轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu),雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)模型,三、雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化,目標(biāo)函數(shù),約束條件,1.轉(zhuǎn)向搖臂機構(gòu)數(shù)學(xué)模型,目標(biāo)函數(shù),約束條件,2.轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)數(shù)學(xué)模型,編寫MATLAb程序,(1)一橋轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化程序 目標(biāo)函數(shù): function f=fun(x) for a=1:40 if a=10 d=1.5; else if a=30 d=1; else d=0.5; a0=a*pi/180; k=1700;L=6200; f=d*abs(x(1)-asin(sin(x(1)+a0)/(sqrt(k/x(2)2+1-2*(k/x(2)*cos(x(1)+a0)/(acot(cot(a0)-(k/L)-(acos(k/x(2)*(2*cos(x(1)-cos(x(1)+a0)-cos(2*x(1)/(sqrt(k/x(2)2+1-2*(k/x(2)*cos(x(1)+a0)/(acot(cot(a0)-(k/L)-1); end end end,非線性不等式約束: functiong,h=ghun(x) g=x(2)/855-(0.77-2*cos(x(1)+cos(x(1)+36/180*pi)/(0.77-cos(x(1)*cos(x(1); h=; 線型約束及函數(shù)調(diào)用: x0=73/180*pi;240; lb=60/180*pi;187; ub=80/180*pi;255; x,fval=fmincon(fun,x0,lb,ub,ghun),(2)雙搖臂機構(gòu)優(yōu)化程序 目標(biāo)函數(shù): function f=funn(x) for a=1:40 if a=10 d=1.5; else if a=30 d=1; else d=0.5; alpha=a/180*pi; h1=1015;h2=272; h3=901; h4=32; h5=1032; h6=12; h7=8830; h8=272; r1=282; r2=265;L1=6200;L2=4250; alpha1=atan(L2/L1*tan(alpha); phi1=atan(sqrt(h12+h22-r12)/r1)-atan(h1/h2); GQ2=sqrt(x(1)2+(h1-r1*sin(alpha-phi1).2); I1Q2=sqrt(h12+h22-r12-(h2-r1*cos(alpha-phi1).2); beta=acos(x(1)2+GQ22-I1Q22)/(2*x(1)*GQ2)-atan(h1-r1*sin(alpha-phi1)/x(1); HC=sqrt(h32+(x(2)-x(3)+h4)2); GA=sqrt(h32+h42); H1A=sqrt(x(2)2+GA2-2*x(2)*GA*cos(pi-atan(h3/h4)+beta); gamma1=atan(h3/h4)-acos(GA2+H1A2-x(2)2)/(2*GA*H1A)-acos(H1A2+x(2)2-HC2)/(2*H1A*x(3);,BE=sqrt(h52+(x(6)-x(4)+h6)2); AD=sqrt(h52+h62); B1D=sqrt(x(4)2+AD2-2*x(4)*AD*cos(pi-atan(h5/h6)+ gamma1); gamma2=atan(h5/h6)-acos(AD2+B1D2-x(4)2)/(2*AD*B1D)-acos(B1D2+x(6)2-BE2)/(2*B1D*x(6); phi2=atan(sqrt(h72+h82-r22)/r2)-atan(h7/h8); F2R1=sqrt(h72+h82-r22-(x(5)*cos(gamma2).2); F2O=sqrt(h82+(h7+x(5)*sin(gamma2).2); alpha2=phi2+atan(h7+x(5)*sin(gamma2)/h8)-acos(F2O2+r22-F2R1)/(2*F2O*r2); f=d*abs(alpha2-alpha1)/alpha1); end end end 約束條件及函數(shù)調(diào)用: x0=308,238,242,139,312,201; A=-1,0,0,0,0,0;1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,-1,0,0,0;0,0,1,0,0,0;0,0,-1,1,0,0; 0,0,0,0,-1,0;0,0,0,0,1,0;0,0,0,0,-1,1 b=-280;340;300;-220;260;-80;-250;350;-80 vlb=0,0,0,0,0,0 x,fval=fmincon(funn,x0,A,b,vlb),優(yōu)化結(jié)果,一橋梯形機構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差,二橋梯形機構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差,雙搖臂機構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差,總轉(zhuǎn)角誤差,四、結(jié)構(gòu)設(shè)計,(1)轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)設(shè)計總體要求,(2)轉(zhuǎn)向拉桿強度計算,(3)轉(zhuǎn)向搖臂強度計算,(4)球頭銷強度計算,(5)三維建模,1.轉(zhuǎn)向梯形三維建模,2.轉(zhuǎn)向搖臂三維建模,3.球頭銷、卡箍三維建模,4.雙前橋轉(zhuǎn)向總體結(jié)構(gòu),結(jié)論,(1)敘述了雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu),以及雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本要求;分析了理想的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。 (2)在參考相關(guān)研究資料的基礎(chǔ)上,分析了雙前橋汽車傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),利用空間幾何的方法建立了雙前橋轉(zhuǎn)向的數(shù)學(xué)模型。 (3)簡單介紹了機械優(yōu)化設(shè)計的理論,以轉(zhuǎn)向?qū)嶋H轉(zhuǎn)角與理想轉(zhuǎn)角之差為目標(biāo)函數(shù),空間布置為約束條件,轉(zhuǎn)角范圍確定加權(quán)函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計函數(shù)。利用MATLAB軟件進行了優(yōu)化設(shè)計,得到合理的雙前橋轉(zhuǎn)向機構(gòu)參數(shù)。 (4)對雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要部分進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度計算,并利用CATIA對各部分進行了三維建模。,致謝,感謝我的班主任劉濤老師,本論文是在老師的嚴(yán)格要求和精心指導(dǎo)下完成的。在大學(xué)四年學(xué)習(xí)生活中,劉老師給予我很大的教誨和啟迪;同時感謝周遐余老師,周老師以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格,淵博的學(xué)術(shù)知識,深深地影響了我。 感謝我的父母、家人、女友在我大學(xué)期間所提供的無私的愛,他們是我不斷奮進的動力和強大的精神支柱,他們的支持使我順利地完成學(xué)業(yè),使我的人生不斷的向前推進。 感謝我的宿舍637的室友,四年來,我們共同生活,共同學(xué)習(xí),分享大學(xué)的苦與樂,為我的人生增添了許多美好的記憶。 感謝所有曾關(guān)心、支持、幫助過我的朋友們!,
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