中國巴哈大賽賽車底盤設(shè)計

1、中國巴哈大賽賽車底盤設(shè)計摘要：此次畢業(yè)設(shè)計需要熟悉、掌握汽車底盤組成及工作原理，并結(jié)合2017年中 國汽車工程學(xué)會巴哈大賽規(guī)則對賽車底盤進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。首先要根據(jù)大賽規(guī)則確定賽 車底盤的選型原則。其次通過討論，確定了巴哈賽車的主要參數(shù)，進(jìn)而完成了后期的計 算，并運用caita三維制圖軟件結(jié)合參數(shù)進(jìn)行3d圖的繪制。最后在老師的指導(dǎo)下，協(xié)同 小組成員制作一輛巴哈賽車。關(guān)鍵詞：巴哈大賽；底盤設(shè)計及優(yōu)化；選型；主要參數(shù)；賽車制作chassis design of baja sae china racing carabstract： the graduation design needs to be f

2、amiliar with, master the composition of the car chassis and working principle, combined with the 2017 china automotive engineering society bach competition rules on the chassis design and optimization. first of all, according to the rules of the race to determine the principle of selection of the ch

3、assis chassis. secondly, through the discussion, the main parameters of the baha racer are determined, and the later calculation is completed. the 3d graph drawing is carried out by using caita 3d drawing software. finally, under the guidance of the teacher, the collaboration team members to produce

4、 a baha car.keywords: baja contest; chassis design and optimization; selection； main parameter; racing production摘要錯誤！未定義書簽。abstract錯誤！未定義書簽。目錄錯誤！未定義書簽。1緒論11.1 baja賽車起源錯誤!未定義書簽。1.2 baja賽車國內(nèi)外研究狀況11.3 baja賽車項目意義22汽車底盤的基本概念及作用32.1汽車底盤的組成32.1.1傳動系統(tǒng)32.1.2行駛系統(tǒng)42.1.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)4 2.1.4制動系統(tǒng)2.2汽車底盤的工作原理63 baja賽車底盤設(shè)計

5、73賽車底盤技術(shù)要求73.2賽車底盤設(shè)計計劃目標(biāo)73.3賽車主要參數(shù)確定84賽車底盤各系統(tǒng)設(shè)計94.1傳動系統(tǒng)94.1.1傳動系最小傳動比的確定94.1.2傳動系最大傳動比的確定104.2行駛系統(tǒng)114.2.1輪軸輪胎11422車身車架結(jié)構(gòu)11423懸架系統(tǒng)134.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)144.4制動系統(tǒng)144.4制動器的確定144.4.2液壓回路的確定144.4.3制動主缸形式的選擇155結(jié)論16參考文獻(xiàn)17致謝18附錄a191緒論中國汽車工程學(xué)會籌辦巴哈大賽，來自高校、高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)牛的職業(yè)賽車隊的 越野車的設(shè)計，在游戲制作和測試。比賽有兩個測試項目，一個為靜態(tài)，一個為動態(tài)， 其屮還包括許多細(xì)節(jié)，

6、耐力測試。baia sae china中國汽車工程學(xué)會巴哈大賽圖1圖標(biāo)1.1 baja賽車起源baja是四班牙語越野車的意思，巴哈大賽最早起源于1976年的美國南卡羅來納大 學(xué)，是fase大賽的前身。中國汽車工程學(xué)會在2015初將bsc賽事引入我國，結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，對游戲規(guī)則進(jìn) 行了調(diào)整。一項活動被各高校和高職院校發(fā)布熱烈響應(yīng)。中國汽車下競爭第一中國在山 東舉行，2015年8月29 口，并完滿完畢。并聯(lián)合本地競賽的狀況，參賽隊到達(dá)33名， 最終報到報名的29支球隊。如圖11所示圖1.1賽事情況由于院校參與，經(jīng)過第2016屆，中國汽車工程學(xué)會襄陽大賽在2016年10月18 h在中國的21個賽車夢中

7、勝利。1.2 baja賽車國內(nèi)外研究狀況國外在選擇參數(shù)的時候，積累了一些經(jīng)驗，軸距和輪胎的選取上，變得成熟許多。國內(nèi)的比賽晚了一些，隊伍來自許多地方，主要是高院校。單在傳動系統(tǒng)和制動系 統(tǒng)上動了很大的腦筋。在車身骨架設(shè)計上重視穩(wěn)定和安全居多。動態(tài)匹配技術(shù)不足以積 累，在車輛的動態(tài)測試中，很多時候不可能完成比賽。大賽發(fā)布后，企業(yè)團(tuán)隊也加入了, 資金投入也較大。1.3 baja賽車項目意義對本課題的討論可以方便日后賽車制作的研究與現(xiàn)實緊密相連，為我們進(jìn)入相關(guān) 領(lǐng)域積累了經(jīng)驗。2汽車底盤的基本概念及作用汽車底盤是整個汽車的“骨架”，指汽車上由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成的組合。它的功能使

8、汽車動起來，然后司機想怎么開就怎么開。2.1汽車底盤的組成圖2.1汽車底盤的組成2.1.1傳動系統(tǒng)圖2.2汽車傳動系統(tǒng)的組成2.1.2行駛系統(tǒng)汽車行駛系統(tǒng)有車輪總成、車架和懸架。z112圖2.3汽車行駛系統(tǒng)的組成1 車架；2 后懸架；3 驅(qū)動橋；4-后輪；5 前輪；6 從動橋；7 前懸架2.1.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖2.4汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成1 轉(zhuǎn)向盤；2 轉(zhuǎn)向柱管；3 上轉(zhuǎn)向軸；4 柔性萬向節(jié);5左轉(zhuǎn)向節(jié)；6 左轉(zhuǎn)向節(jié)借；7 左橫拉桿；8 托架；9右橫拉桿；10-轉(zhuǎn)向減震器；11-支架；12-轉(zhuǎn)向器；13-下轉(zhuǎn)向軸2.1.4制動系統(tǒng)很多的構(gòu)建組合在一起進(jìn)行汽車的強制制動。圖2.5汽午轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成1 前

9、制動盤；2 前制動鉗總成；3 右前制動油管；4 制動主缸；5 組合閥；6 制動報警燈開關(guān)；7 左前制動油管；&制動真空助力器；9 制動踏板；10 制動報警燈；11駐車制動操縱桿；12 平衡架；13 后制動油管；14 駐車制動拉線；15 后制動總成制動系統(tǒng)功能：使汽車在任何情況下能隨時停住，有司機的意愿停止；下坡車輛的穩(wěn)定性。2.2汽車底盤的工作原理發(fā)動機產(chǎn)生的能量由傳動系統(tǒng)傳給其他系統(tǒng)，然后遞給驅(qū)動系統(tǒng)，然后將驅(qū)動力 轉(zhuǎn)化。3 baja賽車底盤設(shè)計3賽車底盤主要技術(shù)要求參賽車倆必須符合大賽的要求，為了在比賽中獲勝，必須巧妙合理的進(jìn)行設(shè)計。對 賽車要求進(jìn)行評估使設(shè)計組能把精力集屮于賽車重

10、要的部位。經(jīng)過研究分析，賽車底盤四個部分的要求是非常重要的，它們分別是高效的底盤， 有效的轉(zhuǎn)向，現(xiàn)實可加工性，有力的制動。在設(shè)計過程中，每個部分都有不同的必須遵 循的指導(dǎo)方針，這對制作出高效的賽車非常重要。另一方面，賽車必須符合比賽規(guī)則。 以下是賽車底盤的要求問。a. 有效的底盤設(shè)計b. 四個車輪不能在一條直線上c. 易于加工d. 結(jié)構(gòu)簡單e. 低成本f. 可視范圍g. 有效轉(zhuǎn)向h. 載重量超過lookgi. 5秒逃生j. 必須有防火板k. 有安全帶1易取材3.2賽車底盤設(shè)計計劃目標(biāo)首先，降低整車質(zhì)量：1）加強車架鋼管的增加。2）優(yōu)化底盤系統(tǒng)組件。其次，提高賽車整體性能：1）傳動系統(tǒng)：a選擇適

11、當(dāng)?shù)闹鳒p速比；b.留出足夠的空間以滿足傳遞的要求;c.為了提高傳動系統(tǒng)在不同載荷和速度下的傳動效率；d.保證傳動平穩(wěn)，噪音低；2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：a. 選擇好轉(zhuǎn)向方式，安排好轉(zhuǎn)向梯形；b在不進(jìn)行各種增壓機構(gòu)的前提下，提高其機動性；c.檢查運動（主要是懸掛）檢查運動情況。3）制動系統(tǒng)：a.進(jìn)一步優(yōu)化制動效率和工作可靠性。b優(yōu)化制動部件。最后，按比賽規(guī)則來設(shè)計測驗。1）設(shè)計方而:所有設(shè)計均要在滿足2017年巴哈大賽規(guī)則，并在過程中不斷比對規(guī)則。2）技術(shù)檢驗：要檢驗好制動系統(tǒng)中的磨損問題。3.3賽車主要參數(shù)確定表3.1參數(shù)表軸距1500mm輪距1300mm離地間隙35mm輪網(wǎng)/輪胎10in/l 8in最大

12、轉(zhuǎn)向角45度整備質(zhì)量180kg前后配重比1:14賽車底盤各系統(tǒng)設(shè)計4.1傳動系統(tǒng)巴哈比賽在測試賽車極限。賽車必須能夠穿越崎嶇的地形像崎嶇不平的路或陡悄 的山坡。固傳動系統(tǒng)要滿足速度上升，預(yù)計牽引，機動性，和耐力項口。傳動機構(gòu)的主要目的是最大速度為每小時30英里，最大扭矩為290磅，并u易于 驅(qū)動機構(gòu)。賽車仍將使用the briggs and stratton 10馬力的發(fā)動機，并決定使用無級變速 器和差速器。無級變速傳動更順暢。差將連接到反向能力的移動繩。圖4.1傳動系統(tǒng)4.1.1傳動系最小傳動比的確定初選傳動比z()= (0.377 0.472) x一(4.1)uamaxz2h式中，耳為驅(qū)動

13、輪的滾動半徑，rr = r = 260.5mm ；.h為變速器最高檔傳動比，np為發(fā)動機最大功率對應(yīng)轉(zhuǎn)速，np=13000rpm；得，(8.5110.66),與實際不一樣，據(jù)以往經(jīng)驗，初定=2.6。4.1.2傳動系最大傳動比的確定根據(jù)汽車行駛方程式中97和宀時島號(4.2)即f嚴(yán)耳+®+e+fj1）后面的箱子上升的吋候，要是跑的不夠快的話，空氣阻力可以忽略，而它的 驅(qū)動力是要抵擋滾動阻力。(4.3)故 人max ig» qos g + gsin q r式中：g汽車承受的力量，g = mg 9 m質(zhì)量，g加速度，g = mg =2332n； :和發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，7；喰=65.

14、954nmi（）主減速器傳動比，,（）=9； %傳動系效率。木賽車乙初選 9.0,故二85%。所以x %二85%x96%二81.6%；/車輪半徑，0.2605m；/滾動阻力系數(shù)，q爬坡度。初選0=16.7° o所以g心兩+ sino）=0 387幾（4.4）2）根據(jù)驅(qū)動車輪與路面附著條件(4.5)式中，e為道路附著系數(shù)，在瀝青混凝土干路面，e =0.70& ?。?0.8./ 2352x0.2605x0.8,小ji w= 1.01(4.6)小 65.954x9.0x81.6%與實際情況向結(jié)合，我們選變速器z；,=3.5o圖4.2模型制作4.2行駛系統(tǒng)4.2.1輪軸輪胎輪輜就是車

15、輪上的鋼圈。輪胎是和地面接觸的橡膠制品。1）輪胎的作用與影響輪胎支撐著汽車，司機能轉(zhuǎn)動方向盤調(diào)整輪胎行駛的角度。汽車的輪胎和輪子與轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性和制動以及駕駛安全和車輛承載能力都有關(guān)系。 因此，重要的是選擇輪胎。2）輪胎的選用更換輪胎是任何汽車的好東西，平衡計分卡也是如此。所以車隊?wèi)?yīng)該選擇一個好輪 胎。輪胎初定為mudlite牌23x8-10itp型號越野胎。4.2.2車身車架結(jié)構(gòu)1）車身設(shè)計巴哈賽車矮，流線型車身，使汽車增加輪胎的表面附著力，降低空氣阻力，提高穩(wěn) 定性。車身由玻璃鋼塑料造的，把前部和駕駛艙走包住了。身材是經(jīng)過制造泡沫塑料模型玻璃纖維布和涂覆樹脂固化變形外貌處置噴漆 制成的。首先，

16、制造泡沫塑料模型。整片泡沫塑料用于成型。完成后，表面用砂紙拋光。 用泡沫，就是因為他好加工，述便宜。在車身外你加上一層玻璃纖維布。要達(dá)到所需強度，共需要5個等級。要是泡沫和 樹脂緊緊的貼在一塊，會導(dǎo)致提取泡沫模型不方便/脫模后，在汽車外殼外貌拋光加工, 去除泡沫塑料的附著力，依據(jù)詳細(xì)的裝置地位，在其他部位安裝懸掛點，打開后，蓋子 可以安裝在框架上。處理外表殼，喲美好砂紙磨一磨就行。汽車的最后涂層是用身體完 成的。2）車架設(shè)計車架在汽車中很重要，他既要承受發(fā)動機和附件的重量和駕駛員，乂要承受 轉(zhuǎn)向力、側(cè)向力和慣性力等。它的強度要大，安排好零件的位置，保證駕駛員的 安全。我們要參考競賽規(guī)則來制作車

17、架?？傊嚰苁且粋€矛盾的統(tǒng)一體，必須綜合考 慮。a. 車架承受力有：負(fù)載彎曲；非水平扭動；橫向彎曲；水平菱形扭動.b. 車架要求：為了滿足汽車的總體布局要求；足夠的強度和適當(dāng)?shù)膭偠?；汽車的質(zhì)量盡可能小， 即重量輕；保持適當(dāng)?shù)木嚯x從地面，盡可能減少汽車的重心。c. 車架的類型：脊梁式車架：這種類型的車架質(zhì)量小；強度、剛度、重心低、穩(wěn)定性好；但車架制 造精度高，維修困難；圖4.3脊梁式車架桁架：由于這種類型的框架由鋼管焊接，框架小，強度和剛度。加工工藝簡單、成 本低廉；行駛性能良好。圖4.4桁架式車架3）賽車車架形式的選擇相比之下，支撐框架外側(cè)具有骨干優(yōu)勢，由于其組合由鋼管焊接在一起，因此質(zhì)量 更

18、小，更符合輕量化要求，同時成本較低。此外，在制造過程中不需要特殊的加工技 術(shù)和加工設(shè)備，因此加工技術(shù)更簡單，因此選擇桁架。其目的是為汽車的所有其他部 件提供基礎(chǔ)，并保護(hù)駕駛艙免受前，后輪的設(shè)計。4）車架設(shè)計要求要多設(shè)置懸架的連接點，這樣強度就加強了。同時，滾筒和后滾筒之間的外殼完 全被駕駛員的位置覆蓋，并且緩沖器有間隙。還要防護(hù)賽車的側(cè)面。車架還要給各個 零件留下位置，要不他們就沒地方放了。同時，框架的設(shè)計必須符合框架上的規(guī)則和 限制。4.2.3懸架系統(tǒng)懸架總成很重要，它能把車輪上產(chǎn)生的作用力造成扭矩傳到車架上，汽車就能安安 穩(wěn)穩(wěn)的跑了。懸架系統(tǒng)的設(shè)計要按照規(guī)定，在包姚汽車設(shè)計大賽的具體參數(shù)，

19、各種汽車懸架的參 考數(shù)據(jù)，分析優(yōu)勢和各類懸掛的優(yōu)缺點，選了長度不一樣的雙橫臂式獨立懸架。將這種體系中的彈性元件放置在體系中的形式，這樣可以在高速度下降低風(fēng)阻，避 免橫向力對懸架彈簧的影響，由于車輛振動引起的側(cè)向力減小，并降低懸架運動部件 的質(zhì)量和慣性矩。為了隱藏彈簧和阻尼元件，使用推桿和搖桿的組合來實現(xiàn)相同的效 果。圖4.5桁架式車架4.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與汽車的性能有很大關(guān)系，它能改變行駛方向，騎車跑的吋候，能保 證方向盤的角度。由于轉(zhuǎn)向節(jié)臂，拉桿和機架的間隙小，必須連接如果后轉(zhuǎn)向梯形將導(dǎo)致結(jié)果是車輛 進(jìn)入彎道，方向盤在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)里是很重要的，它能調(diào)節(jié)輪胎的轉(zhuǎn)向角度。轉(zhuǎn)向障礙是 駕駛員穩(wěn)定

20、可控的條件。所以原型選擇了梯形放置。4.4制動系統(tǒng)4.4.1制動器的確定簡直所有的汽車制動機械摩擦，也就是說，使用旋轉(zhuǎn)部件和固定部件之間的摩擦兩 個工作面產(chǎn)生扭矩，以減緩或停止汽車。摩擦制動器分為鼓輪和平板。盤式制動器分 為夾緊式和整體型兩種。有三種類型的銀子：固定夾具，滑動夾具和擺動鉗。盤式制動器能構(gòu)成多回路制動驅(qū)動系統(tǒng)，車輛在任何速度下均勻平穩(wěn)制動。所以 選它。4.4.2液壓回路的確定雙回路系統(tǒng)有ii, x, hi, ll和hh。圖4.6液壓回路系統(tǒng)的形式ii型管道布局簡單，但采用傳統(tǒng)的盤式制動輪缸，成本較低，應(yīng)用最廣泛的是各 種車型，特別是商用車為這種形式，如果后剎車電路出現(xiàn)故障，則一旦

21、前轉(zhuǎn)鎖這是容 易損失的制動能力。x型的構(gòu)造也很簡單，而制動力調(diào)配系數(shù)和同步附著系數(shù)堅定。車輪的制動能作 用到車身的每一側(cè)，這樣產(chǎn)牛的制動力就對稱不了，從而汽車的穩(wěn)定性就不足了。車用ii型回路系統(tǒng)。4.4.3制動主缸形式的選擇輔助儲罐弾贅輔助活塞主活塞連油門圖4.7制動主缸到今天，制動主缸可以采納兩個，就是雙缸和單缸，述要所有的液壓回路都有儲 罐，但不排除使用制動主缸和復(fù)制腔的可能性。5結(jié)論通過一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，進(jìn)一步強化了我的實踐能力，加深了我對我們所學(xué)過 的專業(yè)知識的了解也拓寬了知識面。通過對汽車底盤、汽車設(shè)計、車輛動力學(xué)、等課程 及汽車底盤的相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，我對自己的專業(yè)更加了解，更大的

22、培養(yǎng)了我的興趣。巴哈大賽在國內(nèi)已經(jīng)舉辦過2屆，所以我們充分利用現(xiàn)有的資源，不斷改進(jìn)自己的 方案。使用cntia軟件，進(jìn)行分析和仿真設(shè)計，節(jié)省成本。網(wǎng)絡(luò)上提供了大量有價值的資源，譬如谷歌專利搜索，可以免費搜索下載國外700 多萬過期專利的全文下載，超星網(wǎng)上圖書館可以下載各種電子版書籍，很多文獻(xiàn)檢索網(wǎng) 站可以檢索國內(nèi)外優(yōu)秀的論文，這些對設(shè)計提供了很大的便利。畢業(yè)設(shè)計為我們走入高一級的學(xué)習(xí)環(huán)境起到了一個很好的過渡作用。在我們離開學(xué) 校之前給我們上了很好的一課，不管我們以后去哪里，也不管以后我們做什么，在做設(shè) 計的時候養(yǎng)成的團(tuán)隊配合精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎挤绞綄绊懳覀兊囊簧?。參考文獻(xiàn)1 陳家瑞.汽車構(gòu)造：

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