本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告題 目: 大功率輪式拖拉機(jī)前橋獨(dú)立懸架優(yōu)化設(shè)計(jì) 姓 名: 安 偉 星 學(xué) 院: 工 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí): 85 班 學(xué) 號(hào): 3318509 指導(dǎo)教師: 朱 思 洪 職稱(chēng): 教 授 20 12年 3 月 2 日南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制本課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況、應(yīng)用前景等（列出主要參考文獻(xiàn)） 一、本課題的意義：隨著汽車(chē)的發(fā)展，很大程度上影響汽車(chē)乘坐舒適性及操縱穩(wěn)定性的懸架系統(tǒng)一直是業(yè)界研究的重點(diǎn)，正在經(jīng)歷著從被動(dòng)懸架（非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架）到半主動(dòng)、主動(dòng)懸架的發(fā)展與轉(zhuǎn)變。然而，拖拉機(jī)的懸架系統(tǒng)卻一直停留在最原始的狀態(tài)，其懸架系統(tǒng)絕大多數(shù)都是非獨(dú)立懸架，對(duì)其乘坐舒適性及操縱穩(wěn)定性的提高主要集中在座椅及駕駛室的改進(jìn)與研究上，國(guó)內(nèi)尚無(wú)對(duì)其懸架系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的先例，并鮮見(jiàn)類(lèi)似的文獻(xiàn)報(bào)道。拖拉機(jī)前橋獨(dú)立懸掛的使用，有如下優(yōu)勢(shì)：一、極大提高了拖拉機(jī)駕駛操縱舒適性和在公路長(zhǎng)進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)的安全性；二、可改進(jìn)拖拉機(jī)在田間作業(yè)的牽引性能，提高作業(yè)效率。由此可見(jiàn)，此項(xiàng)目的成功實(shí)施，將提升我國(guó)大中型拖拉機(jī)的性能，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。二、國(guó)外研究概況國(guó)外早已開(kāi)始對(duì)拖拉機(jī)主動(dòng)懸架進(jìn)行了深入的研究，并且獨(dú)立懸掛系統(tǒng)甚至半主動(dòng)懸架系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用，同時(shí)油氣懸掛系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)成熟。德國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)械化高度發(fā)達(dá)的國(guó)家,其農(nóng)業(yè)機(jī)械制造業(yè)和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展水平基本上代表了歐洲特別是西歐各國(guó)的水平，德國(guó)在此方向的研究比較突出。近年來(lái)，德國(guó)的Mercedes Benz Unimog公司把U1600AG高速拖拉機(jī)投放市場(chǎng)，U1600AG拖拉機(jī)前、后均為獨(dú)立式螺旋彈簧懸架。由于采用了獨(dú)立懸架，較好地改善了車(chē)輪的接地性，同時(shí)也可以提高前、后軸下的離地間隙，從而提高了它的行駛穩(wěn)定性和通過(guò)性。其實(shí)，在德國(guó)拖拉機(jī)獨(dú)立懸掛的使用并不是特例，由于德國(guó)拖拉機(jī)的平均行駛速度普遍較高，隨著行駛速度的提高,拖拉機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題更加突出，基于此國(guó)外研究了以液壓氣動(dòng)元件為基礎(chǔ)的半主動(dòng)和主動(dòng)獨(dú)立懸架,并將其成功運(yùn)用在拖拉機(jī)上。三、國(guó)內(nèi)研究概況國(guó)內(nèi)尚無(wú)對(duì)拖拉機(jī)懸架系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的先例，并鮮見(jiàn)類(lèi)似的文獻(xiàn)報(bào)道。在研究了國(guó)內(nèi)中國(guó)一拖、徐州凱爾、約翰迪爾（中國(guó)）三家大型拖拉機(jī)制造廠后，可以得出以下結(jié)論：國(guó)產(chǎn)大功率拖拉機(jī)產(chǎn)品線(xiàn)非常豐富，但是目前大馬力輪式拖拉機(jī)前懸架裝置多通過(guò)搖擺軸和車(chē)身交接，雖然制造簡(jiǎn)單，但是減震性能較差，使得拖拉機(jī)駕駛員承受低頻高強(qiáng)度的振動(dòng)，引發(fā)職業(yè)性疾病，嚴(yán)重影響了身心健康，降低了作業(yè)效率。目前中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國(guó)一拖有限公司在拖拉機(jī)前橋獨(dú)立懸掛方面有專(zhuān)利，并且都對(duì)此項(xiàng)目進(jìn)行了較為深入的研究。參考文獻(xiàn)：1黃志剛,毛恩榮,梁新成,朱慧,朱清萍. 汽車(chē)懸架發(fā)展的研究J.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2006（11）168-1692張振東,袁秀忠. 國(guó)內(nèi)外汽車(chē)可控懸架的研究現(xiàn)狀J. 黑龍江交通科技.2006（11）126-1273劉昭度,丁能根. 國(guó)外高速拖拉機(jī)的發(fā)展研究J.安徽工學(xué)院學(xué)報(bào).1993,12(3):79-854朱思洪.繆小紅.尹文慶.姬長(zhǎng)英. 德國(guó)拖拉機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)J.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).2002（1）111-1145李春艷,謝東升. 論油氣懸掛的性能特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀J.機(jī)械制造.2008,46（530）59-626 章倩.朱思洪.機(jī)駕駛室舒適性滿(mǎn)意度情況調(diào)查研究J. 拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)2009（5）3-57 I. Hostens, K. Deprez, H. Ramon. An improved design of air suspension for seats of mobileagricultural machinesJ. Journal of Sound and Vibration. 2004(276):141-1568 P. Servadio, A. Marsili, N.P. Belfiore. Analysis of driving seat vibrations in high forward speed tractors. Power and Machinery. 2007(97): 171 180s研究的目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題研究目標(biāo)： 完成功率為180馬力全架式輪式拖拉機(jī)的雙橫臂獨(dú)立懸架系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究?jī)?nèi)容：1、 前橋獨(dú)立懸掛系統(tǒng)方案分析與設(shè)計(jì)；2、 前橋獨(dú)立懸掛系統(tǒng)理論計(jì)算。包括前輪外傾角、前輪內(nèi)束角、回正力矩等性能參數(shù)的理論分析與檢驗(yàn)；3、 懸掛系統(tǒng)各參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)；4、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括上、下橫拉桿、油氣懸掛系統(tǒng)、前橋、前橋驅(qū)動(dòng)軸等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5、 主要結(jié)構(gòu)件的載荷分析和強(qiáng)度計(jì)算等；6、 獨(dú)立懸掛前橋振動(dòng)仿真。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：1、 如何合理地布置上下橫臂、彈簧、減振器以及驅(qū)動(dòng)半軸；2、 利用ADAMS軟件對(duì)懸架參數(shù)優(yōu)化分析，如何確定最優(yōu)參數(shù)；3、 如何優(yōu)化油氣彈簧的結(jié)構(gòu)與參數(shù)；4、 選擇何種結(jié)構(gòu)的上、下橫拉桿、前橋、前橋驅(qū)動(dòng)軸等；研究方法、技術(shù)路線(xiàn)、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析研究方法：（1） 通過(guò)上網(wǎng)查找資料和閱讀學(xué)校圖書(shū)館的相關(guān)書(shū)籍作好理論知識(shí)的儲(chǔ)備。（2） 相關(guān)軟件及優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的學(xué)習(xí)。（3） 擬定以各種參數(shù)為變量的不同的方案進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比方法包括理論計(jì)算和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析。（4）對(duì)分析數(shù)據(jù)與結(jié)果進(jìn)行全面的歸納整理，選擇最優(yōu)方案并撰寫(xiě)論文。技術(shù)路線(xiàn)： 設(shè)計(jì)任務(wù) 初步確定總方案懸架結(jié)構(gòu)形式分析 懸架主要參數(shù)確定彈性元件設(shè)計(jì)懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)油氣彈簧詳細(xì)設(shè)計(jì)ADAMS仿真及優(yōu)化分析完成設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)論文 N Y 實(shí)驗(yàn)方案：（1）針對(duì)課題進(jìn)行總體設(shè)計(jì)以及方案的篩選；（2）設(shè)定以橫臂尺寸、彈性元件的選型、減振器的選型和各元件的布置形式為參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方案；（3）基于AMS軟件對(duì)設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，確定最優(yōu)參數(shù)方案；（4）利用Pro/E軟件對(duì)設(shè)計(jì)的懸架進(jìn)行三維建模；可行性分析；（1）具有賽車(chē)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，參與過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，并對(duì)該項(xiàng)目具有很高的積極性；（2）通過(guò)查閱資料及學(xué)習(xí)，我已經(jīng)儲(chǔ)備了相對(duì)充足的相關(guān)理論知識(shí)及相應(yīng)的軟件使用技能；（3）有經(jīng)驗(yàn)豐富的老師給予理論指導(dǎo)與幫助，同時(shí)我個(gè)人有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力；（3）雙橫臂獨(dú)立懸掛系統(tǒng)在國(guó)外已有成功地應(yīng)用在拖拉機(jī)上的案例；特色或創(chuàng)新之處 隨著行駛速度的提高,拖拉機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題更加突出。在我國(guó)尚還沒(méi)有將獨(dú)立懸架系統(tǒng)應(yīng)用在拖拉機(jī)上的先例，若能成功地完成此項(xiàng)目，即設(shè)計(jì)出合理的拖拉機(jī)用雙橫臂獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，將會(huì)極大程度的提高拖拉機(jī)乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性，而不再局限于通過(guò)對(duì)駕駛室和座椅的設(shè)計(jì)與研究來(lái)提高拖拉機(jī)的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。本項(xiàng)目在前人研究基礎(chǔ)之上，欲將拖拉機(jī)前橋非獨(dú)立懸架改為獨(dú)立懸架，并基于ADAMS軟件對(duì)所設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，以期使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品運(yùn)用到實(shí)踐生產(chǎn)中。研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展第一階段：準(zhǔn)備階段11年12月17日-12年2月15日：查資料，做好開(kāi)題報(bào)告的工作；12年2月16日-12年3月09日：查資料，翻譯英文資料、寫(xiě)專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)綜述；第二階段：設(shè)計(jì)計(jì)算階段12年3月10日-12年3月25日：油氣彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算；12年3月26日-12年4月6日：獨(dú)立懸掛系統(tǒng)方案分析與設(shè)計(jì)；12年4月07日-12年4月20日：獨(dú)立懸掛系統(tǒng)理論計(jì)算及樣機(jī)建模；12年4月21日-12年5月8日：懸掛系統(tǒng)各參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)、反饋修改；第三階段：仿真校核階段12年5月9日-12年5月15日：主要結(jié)構(gòu)件的載荷分析和強(qiáng)度計(jì)算等；12年5月16日-12年5月30日：獨(dú)立懸掛前橋振動(dòng)仿真；12年5月31日-12年6月8日；完成畢業(yè)論文。已具備的條件、尚缺少的條件和擬解決的途徑（包括利用教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、科研實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、校外其它企事業(yè)單位等條件的計(jì)劃與落實(shí)情況）已具備的條件： 經(jīng)驗(yàn)豐富的老師給予指導(dǎo)與幫助； 掌握了一定程度的理論知識(shí)、具有一定的設(shè)計(jì)軟件使用能力； 我個(gè)人對(duì)該研究項(xiàng)目有很高的熱情和積極性；尚缺少的條件： 我個(gè)人對(duì)相關(guān)的計(jì)算機(jī)分析軟件尚