中国巴哈大赛赛车底盘设计

I 中国巴哈大赛赛车底盘设计 摘要： 此 次毕业设计 需要 熟悉 、 掌握汽车 底盘组成及工作原理， 并 结合 2017 年 中国汽车工程学会巴哈大赛 规则 对赛车底盘进行设计和优化。 首先要根据大赛规则 确定赛车 底盘 的选型原则 。 其次通过讨论，确定了巴哈赛车的主要参数，进而完成了后期的计算，并运用 维制图软件结合参数进行 3D 图的绘制。最后在老师的指导下， 协同小组成员 制作 一辆 巴哈 赛车。 关键词： 巴哈大赛；底盘设计及优化；选型；主要参数；赛车制作 to be of 017 on of to of to of of of is D is by D of to a 录 摘要 . 未定义书签。 . 未定义书签。 目录 . 未定义书签。 1 绪论 . 1 车起源 . 错误 !未定义书签。 车国内外研究状况 . 1 车项目意义 . 2 2 汽车底盘的基本概念及作用 . 3 车底盘的组成 . 3 动系统 . 3 驶系统 . 4 向系统 . 4 动系统 . 5 车底盘的工作原理 . 6 3 车底盘设计 . 7 车底盘技术要求 . 7 车底盘设计计划目标 . 7 车主要参数确定 . 8 4 赛车底盘各系统设计 . 9 动系统 . 9 动系最小传动比的确定 . 9 动系最大传动比的确定 . 10 驶系统 . 11 辋轮胎 . 11 身车架结构 . 11 架系统 . 13 向系统 . 14 动系统 . 14 动器的确定 . 14 压回路的确定 . 14 动主缸形式的选择 . 15 5 结论 . 16 参考文献 . 17 致谢 . 18 附录 A.1 1 绪论 中国汽车工程学会 筹办巴哈大赛 ,来自高校、高等院校相关专业学生的职业赛车队的越野车的设计，在游戏制作和测试。比赛有两个测试项目，一个为静态，一个为动态，其中还包括许多细节，耐力测试。 图 1 图标 西班牙语越野车的意思，巴哈大赛 最早起源于 1976 年的美国南卡罗来纳大学 ，是 赛的前身 。 中国汽车工程学会在 2015 初将 事引入我国 ， 结合当地情况，对游戏规则进行 了调整。一项活动被各高校和高职院校发布热烈响应。中国汽车下竞争第一中国在山东举行， 2015 年 8 月 29 日，并完满完毕 。 并联合本地竞赛的状况，参赛队到达 33 名，最终报到报名的 29 支球队。如图 1示 图 事情况 由于院校参与，经过第 2016 届，中国汽车工程学会襄阳大赛在 2016 年 10 月 18 日在中国的 21 个赛车梦中胜利。 国外在选择参数的时候，积累了一些经验，轴距和轮胎的选取上，变得成熟许多。 2 国内的比赛晚了一些，队伍来自许多地方，主要是高院校。单在传动 系统和制动系统上动了很大的脑筋。在车身骨架设计上重视稳定和安全居多。动态匹配技术不足以积累，在车辆的动态测试中，很多时候不可能完成比赛。大赛发布后，企业团队也加入了，资金投入也较大。 对本课题的讨论可以方便日后赛车制作的研究与现实紧密相连，为我们进入相关领域积累了经验。 3 2 汽车底盘 的基本概念 及作用 汽车底盘是整个汽车的“骨架”， 指汽车上 由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成的组合 1。 它的功能 使汽车动起来，然后司机想怎么开就怎么开 。 车底盘的组成 图 车 底盘的 组成 动 系统 4 图 车传动系统的组成 驶系统 汽车行驶系统有车轮总成、车架和悬架。 图 车行驶系统的组成 1 2 3 4 5 6 7向系统 5 图 车转向系统的组成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 右横拉杆 ； 10 11 12 13动系统 很多的构建组合在一起进行汽车的强制制动。 6 图 车转向系统的组成 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415制动系统功能：使汽车在任何情况下能随时停住，有司机的意愿停止；下坡车辆的稳定性。 车底盘的工作原理 发动机 产生的能量 由传动系统 传给其他系统， 然后递给驱动系统，然后将驱动力转 化 。 7 3 车底盘 主要技术要求 参赛车辆必须符合大赛的要求，为了在比赛中获胜，必须巧妙合理的进行设计。对赛车要求进行评估使设计组能把精力集中于赛车重要的部位。 经过研究分析，赛车底盘四个部分的要求是非常重要的，它们分 别是高效的底盘，有效的转向，现实可加工性，有力的制动。在设计过程中，每个部分都有不同的必须遵循的指导方针，这对制作出高效的赛车非常重要。另一方面，赛车必须符合比赛规则。以下是赛车底盘 的 要求 10。 00Kg 车底盘设计计划目标 首先，降低整车质量 ： 1） 加强车架钢管 的增加 。 2） 优化底盘系统组件。 其次，提高赛车整体性能 ： 1） 传动系统 ： 8 音低； 2)转向系统 ： 排好转向梯形； 高其机动性； 要是悬挂）检查运动情况。 3)制动系统 ： 化制动效率和工作可靠性。 最后，按比赛规则来设计 测验 。 1)设计方面 :所有设计均要在满足 2017 年巴哈大赛规则 ， 并 在过程中不断比对规则。 2)技术检验： 要检验好制动系统中的磨损问题。 车 主要 参数确定 . 轴距 1500距 1300地间隙 35辋 /轮胎 108大转向角 45 度 整备质量 180后配重比 1:1 表 9 4 赛车底盘各系统设计 动系统 巴哈 比赛在测试 赛 车极限。 赛车 必须能够穿越崎岖的地形像崎岖不平的路或陡峭的山坡。 固 传动系统 要 满足 速度上升 ， 预计牵引 ，机动性，和耐力项目。 传动机构的主要目的是最大速度为每小时 30 英里，最大扭矩为 290 磅，并且易于驱动机构。 赛车 仍将使用 0 马力的发动机， 并决定使用无级变速器和差速器。无级变速传动更顺畅。差将连接到反向能力的移动绳。 图 动系统 动系最小传动比的确定 初选传动比 a m a ）（ 式 中， r 为驱动轮的滚动半径， r ； 3000 得， 0i =（ 与实际不 一样 ， 据以往 经验，初 定 0i = 10 动系最大传动比的确定 根据汽车行驶方程式 20e m a 1） 后面的箱子上升的时候，要是跑的不够快的话，空气阻力可以忽略，而它的驱动力是要抵挡滚动阻力。 故 s i n c o m a x g （ 中： G 汽车承受的力量 ， ， m 质量， g 加速度， =2332N； 发动机最大转矩， 0i 主减速器传动比，0i=9； T 传动系效率。 本赛车1故 =85%。所以 T = T =85% 96%= r 车轮半径， r = f 滚动阻力系数， 爬坡度。初选 = 所以 01s s = （ ） 根据驱动车轮与路面附着条件 g 01 （ 中，为道路附着系数，在沥青混凝土干路面， = =806 0 5 2 = （ 实际情况向结合，我们选变速器1 11 图 型制作 驶系统 辋轮胎 轮辋 就是车轮上的钢圈。 轮胎是 和地面接触的橡胶制品。 1） 轮胎的作用与影响 轮胎支撑着汽车，司机能转动方向盘调整轮胎行驶的角度。 汽车的轮胎和轮子 与 转向稳定性和制动以及驾驶安全和车辆承载能力 都有关系 。 因此，重要的是选择轮胎。 2） 轮胎的选用 更换轮胎是任何汽车的好东西，平衡计分卡也是如此。 所以车队应该选择一个好轮胎。 轮胎初定 为 23号越野胎。 1） 车身 设计 巴哈赛车矮，流线型车身，使汽车增加轮胎的表面附着力，降低空气阻力，提高稳定性。 车身由玻璃钢塑料造的，把前部和驾驶舱走包住了。 身材是经过制造泡沫塑料模型玻璃纤维布和涂覆树脂固化 - 变形外貌处置 - 喷漆制成的。首先，制造泡沫塑料模型。整片泡沫塑料用于成型。完成后，表面用砂纸抛光。用泡沫，就是因为他好加工，还便宜。 12 在车身外你加上一层玻璃纤维布。要达到所需 强度，共需要 5 个等级。要是泡沫和树脂紧紧的贴在一块，会导致提取泡沫模型不方便 /脱模后，在汽车外壳外貌抛光加工，去除泡沫塑料的附着力，依据详细的装置地位，在其他部位安装悬挂点，打开后，盖子可以安装在框架上。处理外表壳，哟美好砂纸磨一磨就行。汽车的最后涂层是用身体完成的。 2）车架设计 车架在汽车中很重要，他既要承受发动机和附件的重量和驾驶员，又要承受转向力、侧向力和惯性力等。它 的强度要大 ， 安排好零件的位置 ， 保证驾驶员的安全 。 我们要参考竞赛规则来制作车架。 总之车架是一个矛盾的统一体，必须综合考虑 。 : 负载弯曲 ； 非水平扭动 ； 横向弯曲 ； 水平菱形扭动 . 为了满足汽车的总体布局要求；足够的强度和适当的刚度；汽车的质量尽可能小，即重量轻；保持适当的距离从地面，尽可能减少汽车的重心。 脊梁式车架：这种类型的车架质量小；强度、刚度、重心低、稳定性好；但车架制造精度高，维修困难 ; 图 梁式车架 13 桁架：由于这种类型的框架由钢管焊接，框架小，强度和刚度。加工工艺简单、成本低廉；行驶性能良好。 图 架式车架 3)赛车车架形式的选择 相比之下，支撑框架外侧具有骨干优势，由于其组合由钢管焊接在一起，因此质量更小，更符合轻量化要求，同时成本较低。 此外，在制造过程中不需要特殊的加工技术和加工设备，因此加工技术更简单，因此选择桁架。 其目的是为汽车的所有其他部件提供基础，并保护驾驶舱免受前，后轮的设计。 4)车架设计要求 要多设置悬架的连接点，这样强度就加强了。 同时，滚筒和后滚筒之间的外壳完全被驾驶员的位置覆盖，并且缓冲器有间隙。 还要防护赛车的侧面。 车架还要给各个零件留下位置，要不他们就没地方放了。 同时，框架的设计必须符合框架上的规则和限制。 架系统 悬架总成很重要，它能把车轮上产生的作用力造成扭矩传到车架上，汽车就能安安稳稳的跑了。 悬架系统的设计 要按照 规定，在包姚汽车设计大赛的具体参数，各种汽车悬架的参考数据，分析优势和各类悬挂的优缺点， 选了长度不一样的双横臂式独立悬架。 14 将这种体系中的弹性元件放置在体系中的形式，这样可以在高速度下降低风阻，避免横向力对悬架弹簧的影响，由于车辆振动引起的侧向力减小 ，并降低悬架 运动部件的质量和惯性矩。 为了隐藏弹簧和阻尼元件，使用推杆和摇杆的组合来实现相同的效果。 图 架式车架 向系统 汽车转向系统 与汽车的性能有很大关系 ， 它能改变行驶方向，骑车跑的时候，能保证方向盘的角度。 由于转向节臂，拉杆和机架的间隙小，必须连接如果后转向梯形将导致结果是车辆进入弯道， 方向盘在转向系统里是很重要的，它能调节轮胎的转向角度 。 转向障碍是驾驶员稳定可控的条件。 所以原型选择了梯形放置。 动系统 简直 所有的汽车制动机械摩擦，也就是说，使用 旋转部件和固定部件之间的摩擦两个工作面产生扭矩，以减缓或停止汽车。摩擦制动器分为鼓轮和平板。 盘式制动器分为夹紧式和整体型两种。 有三种类型的镊子：固定夹具，滑动夹具和摆动钳。 盘式制动器 能 构成多回路制动驱动系统，车辆在任何速度下均匀平稳制动。 所以选它。 压回路 的 确定 双回路系统有 X， 15 图 压回路系统的形式 管道布局简单，但采用传统的盘式制动轮缸，成本较低，应用最广泛的是各种车型，特别是商用车为这种形式，如果后刹车电路出现故障，则一 旦前转锁 这是容易损失的制动能力。 X 型的 构造 也很简单，而制动力 调配 系数和同步附着系数 坚定 。 车轮的制动能作用到车身的每一侧，这样产生的制动力就对称不了，从而汽车的稳定性就不足了。 车用 回路系统。 动主缸形式的选择 图 动主缸 到今天，制动主缸可以采纳两个，就是双缸和单缸，还要所有的液压回路都有储罐， 但不排除使用制动主缸和复制腔的可能性。 16 5 结论 通过一个学期的毕业设计，进一步强化了我的实践能力，加深了我对我们所学过的专业知识的了解也拓宽了知识面。通过对汽 车底盘、汽车设计、车辆动力学、等课程及汽车底盘的相关课程的学习，我对自己的专业更加了解，更大的培养了我的兴趣。 巴哈 大赛在国内已经举办过 2 届，所以我们充分利用现有的资源，不断改进自己的方案。 使 用 件， 进行 分析和仿真设计，节省成本。 网络上提供了大量有价值的资源，譬如谷歌专利搜索，可以免费搜索下载国外 700多万过期专利的全文下载，超星网上图书馆可以下载各种电子版书籍，很多文献检索网站可以检索国内外优秀的论文，这些对设计提供了很大的便利。 毕业设计为我们走入高一级的学习环境起到了一个很好的过渡 作用。在我们离开学校之前给我们上了很好的一课，不管我们以后去哪里，也不管以后我们做什么，在做设计的时候养成的团队配合精神和严谨的思考方式将会影响我们的一生。 17 参 考 文 献 1陈家瑞 . 汽车构造：下册 M. 5 版 . 北京：人民交通出版社， 2006： 244 2王望予汽车设计 (第 3 版 )北京：机械工业出版社， 2003， 1873余志生 第 3版） M2000. 4高 卫民 J1997， (4):4455刘坚雄 前轮定位参数的优化设计 广州 6胡宁 M海交通大学出版社， 2003. 7李栓成 军事交通学院学报， 2010,8上海汽车文化节主委会 007M海交通大学出版社， 2007 9何献忠，李萍 2版） M京理工大学出版社， 1995 . 10中国大学生 巴哈 大赛规则（ 11张伟社，杨小安 J2006， 3： 1712杨宗孟，汽车钢板弹簧的设计与计算 J2008， 5： 2413 “ of a 0012001. 14 L., C., ., 0052005 15 “ 2014 2014 16徐安石 盘工程 M 华大学出版社， 2008. 17常明 M防工业出版社， 2005 18臧杰，阎岩 册 M械工业出版社， 2005. 18 致 谢 四年的大学就要结束了，在大四的结尾，我们经历了紧张的毕业设计，从毫无思路到茅塞顿开，真的是不知道经历了多少痛苦，但是我感觉挺值得的，因为我在这次设计中花费了很大的精力。 回首过去的四年，我感觉很平淡，但同时也是美好的，交了很多朋友，认识了许多可敬的老师，他们教会 了我很多东西，我也从中学了很多对以后有用的经验，我也相信，这些经验是我最宝贵的东西，它可以陪我走的更长，更远。 我要感谢我的指导老师，尉老师，还有三勘院的刘师傅，在赛车的制作上，论文的结构上，如何开题，如何找资料，给了我跟大的帮助，尤其是魏老师，找了许多的文献资料给我们，我非常感谢他。 然后我要谢谢我的小组伙伴，在设计的时候，我有很多的问题，他们都会耐心的给我提意见，让我的论文书写更顺畅，更加完善，真的谢谢他们的帮助。 19 附录 A 赛车不同道路测试