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风冷降温式车轮的快速原型与实验研究

作　者: 李桂丽
导　师: 李健
学　校:
专　业: 机械设计及理论
关键词: 铝合金车轮反求技术风冷降温式车轮快速原型实验研究
分类号: U463.34
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 7次
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内容摘要

随着科学和经济技术的发展，汽车逐渐融入到人们的生活之中，成为了人们出行的主要工具。但是，由于多种原因引起的交通事故越来越引起人们的关注，其中由爆胎现象引起的交通事故占了很大的比例。爆胎现象主要是由于轮胎、制动器温度过高、超载超速引起的，因此，降低轮胎及制动器的温度成为广大人们的迫切需要。目前，国内技术上与国外仍存在一定的差距，参考大部分资料后，对降低轮胎、制动器的温度还没有较好的方法，甚至有时候为了降低制动器的温度，直接采取冷水降温的方式。本课题利用先进的RE技术对现有铝合金车轮进行反求，进而在此基础上设计一种风冷降温式的三维模型，利用RP技术制作得到实体模型。该车轮轮辐设计为扇叶型，即全部辐条做成扇叶形状，在车轮旋转的过程中，利用风扇独有的风冷特点和原理将空气直接扫向轮辋和制动器，将轮胎、轮辋及制动器自身或者其他因素产生的热量带走，在一定程度上降低轮胎、轮辋和制动器在行驶中的温度，达到降温效果。对于风冷降温式车轮的研究，本课题主要做了以下几个方面的研究：1.了解铝合金车轮的相关法规，利用反求工程技术对现有铝合金车轮进行反求，获得其数据点集，并用三维软件建立三维模型；2.以获取的车轮实体模型为基础，参照相关原则，获取新型车轮的三维模型；3.借助快速原型技术，制作风冷降温式车轮的实体模型；4.根据设计和实验要求，设计并搭建测试实验台；5.计算车轮在不同转速下的风量大小，并将风冷降温式车轮置于不同的转速下，根据其性能要求进行试验，并进行对比分析。通过对实验数据的分析及比较，风冷降温式车轮在不同的转速下的整体降温约为1o，虽然整体降温幅度不大，但也在一定程度上验证了本课题最初的设计理念及研究方法的可行性，为后续的再设计与改进提供参考，对车辆存在的实际问题有一定的指导意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
符号说明  7-10
第一章绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 铝合金车轮的发展现状及其发展趋势  10-14
    1.2.1 铝合金车轮的发展现状  10-13
    1.2.2 铝合金车轮在车轮行业的发展趋势  13-14
  1.3 课题的提出  14-16
    1.3.1 课题来源  14
    1.3.2 铝合金车轮的设计要求  14-15
    1.3.3 研究目的及意义  15-16
  1.4 研究内容  16-17
第二章新型车轮与反求技术的集成  17-30
  2.1 反求工程及其相关技术  17-22
    2.1.1 反求工程概述  17-19
    2.1.2 反求工程的测量技术  19-22
  2.2 反求工程在车轮重构中的应用  22-24
    2.2.1 车轮外形数据点云的获取  22-23
    2.2.2 数据点云的处理  23-24
  2.3 新型车轮的设计  24-29
    2.3.1 设计背景  24-25
    2.3.2 轮毂设计要求  25-29
  2.4 小结  29-30
第三章快速原型在新型钢圈中的应用  30-39
  3.1 快速原型技术概述  30
  3.2 快速原型技术分类  30-34
    3.2.1 光固化成型工艺(SLA)  31-32
    3.2.2 层合实体制造（LLM)  32-33
    3.2.3 熔融沉积快速成型（FDM)  33
    3.2.4 选择性激光烧结(SLS)  33-34
    3.2.5 三维喷涂粘接工艺(3DP)  34
    3.2.6 喷墨式打印(MJM)  34
  3.3 GI-A 原型机简介  34-35
  3.4 新型钢圈在原型机中的制作  35-38
  3.5 小结  38-39
第四章基于车轮模型的实验台的设计  39-48
  4.1 车轮试验台的总体结构  39-40
  4.2 车轮轴的受力分析和强度计算  40-44
  4.3 主要器件的选择及其安装  44-47
    4.3.1 电机的选择  44-45
    4.3.2 联轴器的选择  45
    4.3.3 变频器型号选择  45-46
    4.3.4 扭矩仪的选择  46
    4.3.5 标准件的选型  46-47
  4.4 小结  47-48
第五章轮毂的实验对比及结果分析  48-61
  5.1 降温实验的方法  48-49
    5.1.1 实验设备  48-49
    5.1.2 实验程序  49
  5.2 风冷降温式车轮的风量计算  49-52
    5.2.1 风量计算的公式推导  49-51
    5.2.2 新型车轮的风量计算  51-52
  5.3 热量的输入和输出计算  52-54
    5.3.1 热量的输入计算  52-53
    5.3.2 热量的输出的计算  53-54
  5.4 降温实验  54-56
    5.4.1 新型车轮室内环境中的降温实验  54-55
    5.4.2 新型车轮室外环境中的降温实验  55
    5.4.3 原有铝合金车轮室外试验  55-56
  5.5 实验结果分析  56-60
    5.5.1 新型车轮室内与室外降温实验结果分析  56-59
    5.5.2 不同转速下室内外降温效果对比  59-60
  5.6 小结  60-61
第六章结论与展望  61-63
  6.1 结论  61
  6.2 展望  61-63
参考文献  63-65
攻读硕士期间所发表的学术论文  65-67
致谢  67

风冷降温式车轮的快速原型与实验研究

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