557 大學生方程式賽車設計(制動與行走系統(tǒng)設計)(有exb圖+中英文翻譯+開題報告)
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河南科技大學畢業(yè)設計(論文)開題報告
(學生填表)
學院: 車輛與動力工程學院 2013年 4月 10日
課題名稱
大學生方程式賽車設計(制動與行走系統(tǒng)設計)
學生姓名
韓夢瑩
專業(yè)班級
車輛091
課題類型
論文
指導教師
牛毅
職稱
高工
課題來源
生產(chǎn)
1. 設計(或研究)的依據(jù)與意義
中國大學生方程式汽車大賽(Formula Student China, 簡稱:FSC)是一項由高等院校汽車工程或汽車相關(guān)專業(yè)在校學生組隊參加的汽車設計與制造比賽。各參賽車隊按照賽事規(guī)則和賽車制造標準,在接近一年的時間內(nèi)自行設計和制造出一輛在加速、制動、操控性等方面具有優(yōu)異表現(xiàn)的小型單座賽車、并能夠完成全部或部分競賽環(huán)節(jié)的比賽。
從汽車誕生時起,車輛制動系統(tǒng)在車輛安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色,近年來,隨著車輛技術(shù)的進步和汽車行駛速度的提高,這種重要性表現(xiàn)的越來越明顯。它不僅是衡量汽車好壞的指標,重要的是它還關(guān)系到乘車人員的生命安全問題。汽車制動系統(tǒng)種類很多,形式多樣。傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機械式、氣動式、液壓式、氣—液混合式。大學生方程式賽車要求雙回路液壓制動,其工作原理是利用制動裝置,用工作時產(chǎn)生的摩擦熱來逐漸消耗車輛所具有的動能,以達到車輛制動減速,或直至停車的目的。本設計作為賽車,要求制動系統(tǒng)制動平順,制動距離更短,制動過程中避免因制動效能過高而導致車輪抱死的情況,滿足汽車的安全性,因此制動系統(tǒng)的良好設計有利于提高汽車的整體性能。
汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍、也是運用得最方便的交通工具。汽車制動系統(tǒng)是汽車底盤上的一個重要系統(tǒng),它是制約汽車運動的裝置,作用是使汽車以適當?shù)臏p速度降速行駛至停車,在下坡行駛時,使汽車保持適當?shù)奈逆密囁?,它還使汽車能可靠的停靠在原地或坡道上。其中,制動器又是制動系中直接作用制約汽車運動的一個關(guān)鍵裝置,是汽車上最重要的安全件。汽車的制動性能直接影響汽車的行駛安全性。隨著公路業(yè)的迅速發(fā)展和車流密度的日益增大,人們對安全性、可靠性的要求越來越高,為保證人身和車輛的安全,必須為汽車配備十分可靠的制動系統(tǒng)。本次畢業(yè)設計題目為大學生方程式賽車制動及行走系統(tǒng)設計。
2. 國內(nèi)外同類設計(或同類研究)的概況綜述
隨著路面質(zhì)量和汽車技術(shù)的發(fā)展,汽車的行駛速度越來越高,但隨之而來的交通事故也日益嚴重,給人們的生命和財產(chǎn)造成了巨大的損失.。雖然汽車安全技術(shù)(如制動防抱死系統(tǒng) ABS、安全氣囊等)在一定程度上提高了駕駛的安全性,但最基本和根本的問題仍是提高制動器性能。
為了適應高速制動條件下制動器表面高溫造成的熱衰退,必須提高制動器的高溫工作性能和抗熱衰退能力及過恢復性能。全球范圍內(nèi)氣溫變暖的溫室效應和不斷發(fā)生的環(huán)境污染惡性事故,給人們的生活環(huán)境造成較大的威脅,迫使人們更加注重環(huán)境保護,也對汽車工業(yè)提出了更高的環(huán)保要求.。當今世界能源危機促使人們認識到能源資源有限,增強了對節(jié)能摩擦學的研究,汽車燃油的嚴格控制更加速了這方面的研究.。除采取減摩措施提高發(fā)動機效率外,另一有效途徑就是減輕汽車重量。實現(xiàn)汽車輕量化的途徑有兩種:一種是減小汽車整車或零部件的尺寸,另一種是采用輕型材料。對制動器而言,減小其尺寸意味著其熱負荷的加重 ,因此必須提高材料的高溫性能和熱傳導性能。用能夠滿足使用要求的輕型合金或復合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼鐵材料是汽車提高燃油經(jīng)濟性的有效途徑 ,已經(jīng)為世界范圍內(nèi)的汽車制造商所關(guān)注并在大力研究和開發(fā)。
制動驅(qū)動機構(gòu)方,面近10年來,西方發(fā)達國家又興起了對車輛線控系統(tǒng)(x-by-wire)的研究,線控制動系統(tǒng)(brake-by-wire)應運而生,并開展了對電控機械控制制動系統(tǒng)(electorm echanical braking system,簡稱EMB)的研究。簡單來說,電控機械制動系統(tǒng)就是把原來液壓或者壓縮空氣驅(qū)動的部分改為電動機驅(qū)動,借以提高響應速度,增加制動效能,同時大大簡化結(jié)構(gòu),降低了裝配和維護的難度。由于人們對制動性能要求的不斷提高,傳統(tǒng)的液壓或者空氣制動系統(tǒng)在加入大量電子控制系統(tǒng),如ABS、TCS、ESP后,結(jié)構(gòu)和管路布置越來越復雜,加大了液壓(空氣)回路泄露的隱患,同時裝配和維修的難度也隨之提高:因此,結(jié)構(gòu)相對簡單、功能集成可靠的電控機械控制系統(tǒng)越來越受到青睞。EMB成為了未來車輛制動系統(tǒng)的發(fā)展方向。
經(jīng)綜合分析,本次設計采用浮鉗盤式制動器,液壓雙回路驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動。制動器方面,制動盤采用灰鑄鐵鑄造,制動鉗采用輕型鋁合金制造,此時減少傳給制動液的熱量成為必須解決的問題。為此,應減小活塞與制動塊背板的接觸面積,此處采用非金屬活塞。摩擦襯塊采用半金屬摩阻材料;制動驅(qū)動機構(gòu)方面,采用II型雙回路。行走系統(tǒng)的主銷采用鋁合金制造。
3. 課題設計(或研究)的內(nèi)容
根據(jù)大學生方程式賽車的比賽規(guī)則及大學生方程式賽車設計具體參數(shù)要求,制動系統(tǒng)方案分析及行走系統(tǒng)方案分析,制動系統(tǒng)及行走系統(tǒng)主要參數(shù)的確定,制動系統(tǒng)及行走系統(tǒng)的設計計算,繪制制動系統(tǒng)與行走系統(tǒng)裝配圖及零件圖。
運用所學的設計、結(jié)構(gòu)、理論等專業(yè)和基礎知識,通過查找相關(guān)資料,熟悉了解現(xiàn)有車型結(jié)構(gòu),結(jié)合自己的構(gòu)思,設計出符合題目要求的賽車及其零部件,達到提高畢業(yè)生綜合能力的目的。
論文要求20000字左右,繪制工程圖一張(A0);中文摘要300-500字。附英文摘要,計算機打?。煌馕姆g10000字符以上;查詢資料20篇以上,附資料名稱。
4. 設計(或研究)方法
首先,收集各大高校FSAE方程式賽車資料,分析比較各車制動及行走系統(tǒng)性能,參照賽事要求及汽車設計手冊初定設計方案。然后,根據(jù)初定方案進行分析及計算。具體步驟如下:
(1)制動器的結(jié)構(gòu)型式及選擇;
(2)查閱相關(guān)資料及文獻,參照賽事要求,選取制動及行走系主要參數(shù);
(3)制動器的設計計算;
(4)制動器主要零件的設計;
(5)制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇及設計計算;
(6) 制動力分配的調(diào)節(jié)裝置設計;
(7) 主銷的設計計算;
(8)輪轂、螺栓、花鍵等的強度校核。
5. 實施計劃
第 1 周 查閱文獻、收集資料、初定設計方案;
第 2~3 周 設計方案分析與計算、繪制草圖;
第 4~5 周 繪制裝配圖;
第 6~9 周 繪制零件圖;
第 10 周 撰寫設計說明書;
第 11~12 周 互審評閱、答辯。
指導教師意見
指導教師簽字: 年 月 日
教研室意見
教研室主任簽字: 年 月 日
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