【精华设计】565_大学生方程式赛车设计(制动与行走系统设计)

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摘 要

Formula SAE 赛事1980年在美国举办第一次比赛,现在已经是为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事,其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车,并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。中国大学生方程式赛车比赛的组织与开展始于2010年,至今已成功举办了三届。

本文主要阐述了在中国大学生方程式汽车大赛组委会制定的规则下,如何设计一辆Formula SAE 赛车的制动系统。设计采用的是前盘后盘的液压双回路制动系方案。它的工作原理是利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动趋势,亦即由制动踏板的踏板力通过推杆和主缸活塞,使主缸油液在一定压力下流入轮缸,并通过轮缸活塞推使制动衬片夹紧制动盘产生摩擦力矩,从而产生制动力,使车轮减速直至停车。

由于赛车本身质量较小,很多地方不能按常规的设计方法进行设计,我主要采用了市场调研的方法,先选取一些类似的车型,依据它们的制动系统结合赛车的实际情况反复验证,通过极限算法计算出完全制动时制动盘的最小尺寸。同时在极限工况下对几个危险截面的零件的强度进行了校核,使其满足要求。同时利用UG软件进行了建模,以辅助后续工作的顺利进行。

关键词:Formula SAE,赛车,制动,校核 

目 录

第一章 概述1

§1.1制动系统设计的意义1

§1.2制动系统研究现状1

§1.3大学生方程式赛车制动规则和要求2

§1.3.1 制动系统概况2

§1.3.2 制动测试2

第二章 制动系统方案论证分析与选择3

§2.1 制动器形式方案分析3

§2.1.1 鼓式制动器3

§2.1.2 盘式制动器4

§2.2 制动驱动机构的机构形式选择5

§2.2.1 简单制动系6

§2.2.2 动力制动系6

§2.2.3 伺服制动系7

§2.3 液压分路系统的形式的选择7

§2.4 液压制动主缸的设计方案9

第3章  制动系统设计计算11

§3.1 制动器主要零部件的结构设计11

§3.2 制动系统主要参数数值11

§3.2.1 同步附着系数的分析12

§3.2.2 地面对前、后轮的法向反作用力12

§3.2.3 盘式制动器主要参数确定13

第四章 盘式制动器的设计计算16

§4.1 盘式制动器制动力矩的计算16

§4.2制动力与制动力分配系数17

§4.3 制动器热容量和温升的核算21

§4.4摩擦衬片磨损特性的计算22

第五章 液压制动驱动机构的设计计算24

§5.1 制动轮缸直径与工作容积24

§5.2 制动主缸直径与工作容积25

§5.3 制动踏板力与踏板行程26

§5.4 制动性能计算28

第六章 行走系统的设计29

§6.1 汽车行驶系统概述29

§6.1.1 轮毂的设计30

§6.1.2 立柱的设计30

§6.2制动盘座体的设计32

§6.2.2 销的校核34

§6.2.3 花键的校核38

第七章 结 论41

参考文献42

致 谢 44

附 录45


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