中國巴哈大賽賽車總體設計【獨家畢業(yè)課程設計含任務書+開題報告+外文翻譯+中期報告+答辯PPT】

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........................................................ 1 哈賽車現(xiàn)狀 .......................................................... 2 際巴哈賽車概括 ..................................................... 2 內(nèi)巴哈賽車 概括 ..................................................... 2 校巴哈賽車概括 ..................................................... 2 哈賽車總體設計概述 .................................................. 3 哈賽車總體設計的規(guī)律與步驟 ......................................... 3 哈 賽車項目意義 ..................................................... 3 哈大賽規(guī)則 .......................................................... 3 車配置 ............................................................. 3 車最大尺寸 ......................................................... 4 動機 ............................................................... 4 氣系統(tǒng) ........................................................................................................................... 4 身面板 ............................................................. 4 門控制 ............................................................. 4 立制動回路 ......................................................... 4 制動方式 ............................................................. 4 動系 ............................................................... 5 0 油箱 ................................................................ 5 接工藝檢查 ........................................................ 5 2 巴哈賽車總體設計 ....................................................... 6 哈賽車總體設計目標 ...................................................................................................... 6 車目標參數(shù)的初步確定 ................................................ 6 動機概括 ........................................................... 6 胎的選擇 ........................................................... 8 速器的選擇 ......................................................... 8 車各系統(tǒng)設計 ........................................................ 8 架系統(tǒng)設計 ......................................................... 8 向系統(tǒng)設計 ......................................................... 9 動系統(tǒng)設計 ......................................................... 9 身設計 ......................................................................................................................... 10 架設計 ............................................................ 10 器系統(tǒng)設計 ................................................................................................................. 11 動系設計 .......................................................... 11 3 賽車總體布置 .......................................................... 12 車各部件的布置 ..................................................... 12 動機的布置 ........................................................ 12 火墻的的布置 ...................................................... 13 向裝置布置 ........................................................ 12 架的布置 .......................................................... 13 動器的布置 ........................................................ 13 電池的布置 ........................................................ 14 車座椅的布置 ...................................................... 14 體設計參數(shù)表 ................................................................................................................ 16 V 4 結論 .................................................................. 16 參 考 文 獻 .......................................................... 18 致 謝 .................................................................. 19 附 錄 A .................................................................................................................................... 20 1 1 巴哈賽車總體概述 巴哈賽車的起源 巴哈大賽是由中國汽車工程學會通過對國外巴哈大賽的了解，從而倡導并進行的一項關于越野型賽車的活動，在我國國內(nèi)各個大學院校包括職業(yè)院校之間的一項有關于越野型的小尺寸的賽車比賽。此次比賽原本是在美國首先舉辦的，是大學生方程式賽車的前身，最后，我們國家有關的部門看到此賽事能夠提高我國越野賽 車的實力水平后引入了我國，比賽的項目包含很多項目的比較，其中在賽車靜止的時候有技術的檢測、賽車的設計、制作的花費等，而在賽車發(fā)動并進入賽道后有牽引力、繞樁、直線加速、操縱性、耐久性的評比等。 2 巴哈賽車現(xiàn)狀 國際巴哈賽車概括 巴哈大賽在國際上起始比較早，舉辦時間在一九七六年，他們的技術水平和研究程度較我國來說強些，在設計上思路已經(jīng)有了一套成熟的理論，并且在很多書籍和網(wǎng)上網(wǎng)都能夠?qū)ふ业接嘘P的技術與參數(shù)的文章并在主要參數(shù)的選取方向上有較多的理論與實際水平，這些包含了關于軸距的選擇 ，車速的預計，越野胎的選取，車架構件的制作水平比較完善，同時也包括了車輛各系統(tǒng)輕量化的改進。 結合最近我們與國際車隊制作的賽車參數(shù)與技術來說，大多數(shù)的車隊軸距都大約在1550右擺動，而對于離地的間隙來說在 350右擺動，整備質(zhì)量在 170 千克左右擺動，而輪胎的選擇大多數(shù)在 16 到 19 寸的比較大的越野型胎。 國內(nèi)巴哈賽車概括 國內(nèi)的巴哈大賽起步相對來說比較遲，有一大部分學校的設計思路都是按照 各個參賽隊伍的水平高低不同，頂尖的學校有可能在國外都可以取得驕人的成績，但還有很多連車檢都通過不了。主要是一些缺乏設計與實踐能力的參賽隊伍參加，好多設計都是參考國外大學，但是國內(nèi)已經(jīng)有了很大的進步，少數(shù)車隊已媲美國外車隊。 同時在整車的設計中輕量化改進不足，車重過大。同時其賽車的動力方面也不是十分的滿意，在成本方面也花費太大，很多都超出了預算。其中 2015 年 8 月 29 號為我國第一屆舉辦巴哈大賽，在山東省的濰坊市里的榮和國際賽車場舉辦的巴哈賽車比賽是對我國大學院校所舉辦的，此次巴哈大賽大約有三十多個大 學院校報名參加。其中廈門理工學院獲得了綜合成績第一名的優(yōu)異成績。 次年 16 年我國 賽第二屆將于 2016 年 10 月份中下旬在湖北省襄陽市圓滿落幕，參賽車隊有本科、職校和社會車隊共 63 支。 我校巴哈賽車概括 由于國內(nèi)巴哈大賽起步較晚， 2015 年才是第一屆舉辦，大部分學校沒有參加比賽，我校也正在積極的籌辦車隊之事。 3 巴哈賽車總體設計概述 巴哈賽車總體設計的規(guī)律與步驟 賽車的總體設計顧名思義是指在賽車宏觀的基礎上對賽車總體的分析與計算，確定各個系統(tǒng)的參數(shù)后 整體優(yōu)化以及體現(xiàn)到實車上。 其中主要步驟包括：了解巴哈大賽、詳細了解巴哈大賽規(guī)則、對巴哈大賽賽車有初期構想、對賽車各個參數(shù)的計算、對賽車整車參數(shù)的優(yōu)化與匹配、進行采購制作賽車所用的材料、組裝成車、最后調(diào)整賽車以及測試、完成制作。 巴哈賽車項目意義 1) 理論意義： 同學們在初期了解巴哈大賽到制定巴哈賽車的過程中極大的提高了學生對相同事物不同見解的水平，同時也極大的提高了同學們的積極性。 參加此項運動不僅可以提高個人的榮譽感責任感，更能提高國家、學校、集體的榮譽感 。 激發(fā)社會公眾對汽車運動的業(yè)余愛好；提高廣大同學們對越野型賽車的了解和關注 。 2 )實踐意義： 當完成該項目你會學到汽車的各個系統(tǒng)的方方面面，是會對大學、大專學生的知識儲備和利用完成質(zhì)的飛躍，學生不會知識在書本課堂學知識，更多的會通過各種各樣的方式收集所需要的資料而學到東西。 學生對社會的適應會更快，因為已經(jīng)從事過相應的設計、審核、團隊協(xié)作、與人溝通、搜集資料等等工作，會很快適應在公司或在其它位置的工作，這也是學生從學校到社會的肌帶。 提高學生的動手實踐能力，巴哈賽車不 僅僅要設計出一輛賽車還要制作出一輛賽車，這是對學生的一種考驗更是一種鍛煉。 全國各高校乃全球?qū)W校都會參與此項比賽，這會加深各學校之間的交流和友誼，這對國家、學校、個人汽車技術的提高都有深刻的意義。 巴哈大賽規(guī)則 賽車配置 巴哈賽車的車輪應該合理分配，不可同時處于同一條水平線上 [1]。 4 賽車最大尺寸 寬度：車輛的寬度不應該超過比賽賽道的最大要求寬度（ 160 長度：無限制。 動機 而對于發(fā)動機而言，是固定的是比賽組規(guī)定的百力通 發(fā)動機。同時巴哈賽車駕駛艙的設定能保證正常人的體型，并不受限制的駕駛賽車 。 電氣系統(tǒng) 對于 電氣系統(tǒng)而言，需要有兩套線路，在賽車發(fā)動機關閉后其剎車等也能亮，從而對別人起到信號的作用。 車身面板 賽車 操作 駕駛員的位置務必包圍相應的材料，作為包圍車架等易損傷駕駛員的金屬材料之類的部分。面板之間的間隙不得大于 6些包圍材料的選擇范圍比較廣泛，包括金屬非金屬以及塑料合成材料皆可。這樣做的目的是為了阻止非車輛部分的物質(zhì)進入賽車操作駕駛員所在的位置。這些包圍的材料 必須要緊緊的安裝在車身車架上，并且在任何情況下不易松動。 油門控制 而對于油門踏板來說，是個重要位置，為了防止油門踏板拉線被卡死，或者為了防止油門因其他情況不能正常的工作必須設計好油門踏板的結構和位置所在。 獨立制動回路 而對于制動系統(tǒng)來說，為了確保能夠及時相應駕駛員的制動， 同時確定行車的安全性能，制動系統(tǒng)應該有兩種相互無關聯(lián)的制動系統(tǒng)，同時意思也是當在賽車行駛時一方的制動系統(tǒng)出現(xiàn)了卡殼或者制動力不足從而導致沒有制動力的同時能使另一方的制動系統(tǒng)能夠代替這個制動系統(tǒng) 而恢復制動效果從而保證賽車的安全與穩(wěn)定的制動。 制動方式 制動方式應該不光為腳剎制動，同時也應該設計一同除腳剎之外的一套制動系統(tǒng)，就如汽車上的手剎制動，同時也應該區(qū)分各個系統(tǒng)的制動范圍，例如腳剎可以制動全部的車輪，而手剎卻制動的范圍為兩個車輪，這樣做為了達到不同的制動效果。 5 傳動系 傳動系統(tǒng)需要達到在賽車加速度上面和機動性上以及耐力項目的要求。我們小組最后決定使用的是無級變速器 一個反轉的差速器。因為這樣的設計和搭配能夠給予較高的扭矩與加速度時間快的同時保 持其系統(tǒng)的壽命。 油箱 賽車上只允許有一個油箱。油箱指定為百力通公司的原廠規(guī)定的油箱。零件號：799863，油箱上不允許有孔洞（有破損修理好的也不能使用），不允許使用燃油泵。 提示： 2017 年賽事只能使用與 2015、 2016 比賽相同的油箱。 焊接工藝檢查 每一個防滾架的焊接必須有工具、工藝和防滾架材料證明足夠的焊接工藝。除目視檢查外，國家技術核查人員在 技術檢查過程中收集和檢查焊接樣品，以確定動態(tài)和耐久的比賽中是否具有競爭資格。無法提供足夠質(zhì)量的焊接樣 品的團隊，不得參與任何動態(tài)或耐力事件中的比賽。 在任何車輛防滾架部件上執(zhí)行任何焊縫的每個人都必須使用與防滾架部件焊接內(nèi)所用相同材料和工藝獨自制作兩個焊接樣品。所有焊接樣品均必須在技術檢驗時提交。未提交全套焊接樣品的車輛，或者任何焊接樣品被判定為不充分的車輛，將不允許完成動態(tài)賽事或耐力賽事。焊接樣品必須采用與每個人在防滾架構件上執(zhí)行焊接時所用相同的鋼管材料、直徑和厚度制成。 6 2 巴哈賽車總體設計 巴哈賽車總體設計目標 此次總體設計應該達到的目的是依靠隊友來來共同商討研究制作一臺單個駕駛員座椅，能是適應全地形的小尺寸簡單的越野型賽車。 此次制作的巴哈賽車需首先達到巴哈賽車組規(guī)定的基礎上，保證賽車比賽人員的安全和賽車的完整、以及其賽車的操作性能越野性能以及在各種各樣的復雜情況下行駛的要求。 賽車目標參數(shù)的初步確定 其中賽車的各個目標參數(shù)的初步設定為下表格中所示，其中數(shù)據(jù)僅為前期的計算與選定，落實到實車上為了使賽車整體協(xié)調(diào)可能有些許地方不是很一致但是不會變化太大，可能有微小的調(diào)整。 發(fā)動機概括 發(fā)動機是統(tǒng)一化的百力通發(fā)動機， 發(fā) 動機為單缸、 4 沖程、風冷式汽油發(fā)動機，排量為 305開啟方式為拉線式式的發(fā)動機。提供的發(fā)動機沒有變速箱需要我們后期自己設計配置，發(fā)動機的空濾器、油箱、消音器是全部配好的?？梢灾苯友b到賽車上使用。 尺寸規(guī)格 長 寬 高 2413575651距 前輪距 1397輪距 1270距 1550輛滿載 1800后質(zhì)量比 45:55 質(zhì)心高度 600輛有效滾動半徑 7 8 輪胎的選擇 由于巴哈賽車的性能，我們通過結合巴哈大賽規(guī)則，以及考慮地形的要求，我們初步選定輪胎為 23號的越野胎 。 變速器的選擇 使用無級變速器 反轉的差速器。 賽車各系統(tǒng)設計 懸架系統(tǒng)設計 懸架則為巴哈賽車上略為重要的一個系統(tǒng)，它連接賽車的車輪和車架之間， 對于此次巴哈賽車懸架我們初步選為大賽比較成熟的雙叉臂懸架，因為雙叉臂式懸架也較多的受知名越野汽車制作廠的喜愛，廣泛的應用于越野汽車。此外，我們更加看重雙叉臂式的主要原 因是雙叉臂懸架 橫向的剛度大、抗側傾性能比較好、抓地力也較強、路感反饋清晰 [2]。 9 轉向系統(tǒng)設計 賽車的轉向系統(tǒng)也是賽車的一大重要系統(tǒng)，它是用來改變賽車的行駛方向或維持賽車原來行駛的方向。 我們此次對于轉向系統(tǒng) 將用最原始的齒輪齒條設計，采用斷開式梯形設計，轉向柱用單萬向節(jié)結構；而對于車輪能夠自己的回正和方便駕駛員的操作從而設計了主銷的定位參數(shù)，而對于前輪則計算并研究出了車輪的前束角，以及前束角。 制動系統(tǒng)設計 顧名思義，制動系統(tǒng)的作用 是實現(xiàn)安全、迅速地使車輛四輪抱死減速甚至停車且不跑偏的目的。本制動系統(tǒng)采用卡鉗盤式制動器的結構形式。根據(jù)比賽規(guī)則，為了使制動系統(tǒng)工作的安全性與穩(wěn)定性增加，同時確定行車的安全性能，制動系統(tǒng)應該有兩種相互無關聯(lián)的制動系統(tǒng)，同時意思也是當在賽車行駛時一方的制動系統(tǒng)出現(xiàn)了卡殼或者制動力不足從而導致沒有制動力的同時能使另一方的制動系統(tǒng)能夠代替這個制動系統(tǒng)而恢復制動效果從而保證賽車的安全與穩(wěn)定的制動。 根據(jù)小組成員的商量與計算，選定如下圖回路系統(tǒng)方案：應該在賽車前輪與后輪的制動系統(tǒng)上應該相互不影響，使其也能分開 制動并且每個回路由各自的制動缸供給液壓油，兩個制動主缸并聯(lián)并由同一個制動踏板控制。 10 車身設計 巴哈車身相對于方程式簡單很多，巴哈的車身更多的是為了防護車手在行駛過程中被濺起的東西傷到，所以可以采用鐵皮，在一些地方還是可以選擇碳纖維或其他材料進行減重處理。但是考慮到比賽時賽道的特征，我們初步定為在 駕駛艙裝配車身面板，用于覆蓋下端車架、邊梁、側防撞構件之間的區(qū)域，駕駛室底部為保護駕駛員的安全采用金屬板材料，在駕駛室周圍的材料采用高強度的 料。然后整車制作完成后進行裝飾與 美化。 車架設計 通過對懸架的三維設計裝配后對車架進行了設計，在對車架進行設計時最重要的就是一對規(guī)則的熟讀，并對規(guī)則有一定的把握。 對于車架要求： a) 使賽車總體布置達到能使賽車承受一定強度和剛度的要求； b) 車架質(zhì)量盡量小，即輕量化 ； c) 使賽車整車最低位置到地面的距離滿足比賽要求，同時為了使車平穩(wěn)盡量使賽 車高度減少。 車架使用的材料必須符合巴哈大賽所規(guī)定的幾何要求和其他限制。適當?shù)钠胶庖彩菍崿F(xiàn)設計的一大要求，最大限度地減少重量是一個 成功的設計至關重要。 11 在設計階段的下一個過程是車架的分析，并適當?shù)淖龀鲂薷?。有幾個點的可能需要一些額外的加強。因此需要考慮到正面沖擊、側面碰撞、側翻的影響，然而，在進行這些分析之前，必須對車輛施加一定的載荷并進行進行檢查。 電器系統(tǒng)設計 在電器系統(tǒng)中包括了以下內(nèi)容：電池、啟動器、電纜、電線、安全裝置等。 同時由于巴哈賽車的電器原件不是太多，所以導致賽車的電器線路也不會復雜，同時大大降低了賽車的總體設計難度，所以初步認為只使用一個主要的線路，盡量做到線束的內(nèi)包，不至于 線束非常明顯的裸露與車身外部，達到安全的目的性。從而搭鐵點選為電池負極附件的鐵質(zhì)地方進行搭鐵。 傳動系設計 變速器 選擇與設計是此次賽車設計的重要部分，為了使設計和制作的巴哈賽車滿足巴哈大賽規(guī)則的基本規(guī)則要求。傳動系統(tǒng)的設計是使賽車能夠達到 64小時的最高車速，最大扭矩能達到 1085N，并且方便駕駛員操作的機構。因此我們決定采取無級變速器和差速器的方法 [3]。巴哈賽車使用的是百力通 發(fā)動機，同時我們初步設想是用 無級變速器作為與車輪的相連。為了使傳動系統(tǒng)達到加速性、牽引力 、機動性和耐力等項目的要求，我們最后決定使用無級變速器 反轉的差速器。之所以這樣做是因為它可以在提供給較高的扭矩和加速度快的同時能保持耐久性。 12 3 賽車總體布置 賽車各部件的布置 發(fā)動機的布置 發(fā)動機的布置在高度方面，同時也應該保證賽車發(fā)動機的最低點與路面之間的距離在滿載的情況下最小離地間隙的需要。同時由于發(fā)動機的空濾器、油箱、消音器是全部配好的?？梢灾苯友b到賽車上使用。所以他們的位置也隨著發(fā)動而確定。同時又由于需要通過金屬拉線對發(fā)動機的油門進行遠程控制，所以對于金 屬拉線的位置也本著盡量不使金屬拉線彎曲太大，布線太長的原則。 為了能使賽車的震動降到最低，運用何種固定方法，所以利用減震套的方法是在低成本情況下不錯的方案。其二發(fā)動機與變速器的匹配是需要解決的，這個直接影響賽車的動力性、駕駛員的操作性、燃油經(jīng)濟性。 動力傳遞的方式：發(fā)動機 —— 速器 —— 二級減速器 —— 半軸 —— 車輪的傳遞方式。 13 防火墻的的布置 為了遵守大賽規(guī)則要求，同時保護駕駛員的安全，在 駕駛員艙與發(fā)動機和油箱的中間需要安裝有一個隔熱防燃燒的阻隔。該防燃阻隔應該阻 隔這三者，防止意外發(fā)生。 防火墻采用 度的金屬板材，使駕駛艙與發(fā)動機艙和油箱完全分離。同時防火墻打孔處利用密封圈或金屬罩等進行密封，防止燃油進入駕駛艙。 轉向裝置的布置 轉向盤的位置與賽車的中心位置重合，為了使轉向盤適應賽車手操作性，及時調(diào)整修改。同時轉向盤與轉向傳動軸之間裝有可拆卸的機構，方便轉向盤與轉向傳動軸的固定與分離。 轉向器的位置位于轉向傳動軸的下方，同時也與傳動軸的軸線方向一致。 懸架的布置 巴哈賽車懸架普遍采用雙叉臂 懸架，因此懸架采用大賽比較成熟的雙叉臂懸架。 通過對參數(shù)的整理要對減震器進行選型和對彈簧定制，和對各部分零部件進行設計分析及加工，另外還有對輪芯立柱進行設計。 制動器的布置 由于踩下制動踏板的力量遠遠比踩下油門踏板所需要的力量大的多，因此，制動踏板應該設置在能夠使賽車手操作簡便、能用的上勁的位置。 選取制動踏板位置時，應該先確保各個轉向系桿件運動時互相沒有干涉和死角，更不能自行制動、或者在賽車發(fā)生顛簸時自己制動或有些許制動力。 14 在制動線束位置選擇是應該選擇比較安全穩(wěn)定的 位置，確保制動管路的固定穩(wěn)當，不易發(fā)生移動和被外界障礙物剮蹭。 制動鉗安裝注意事項： a) 保證活塞與制動塊的正確貼合接觸，并不與其他零件干涉； b) 保證制動鉗放氣螺釘位于制動鉗液壓部分的最高位置以便放氣完全。 制動塊以及制動盤在安裝時應該注的問題 ； c) 安裝前，檢查型號規(guī)格是否正確； d) 檢查制動盤表面是否有明顯的溝槽或磨損，制動盤厚度（直徑）是否符合 要求； e) 按照相應的規(guī)則要求進行安 裝與匹配，防止有別的固態(tài)或者液態(tài)雜物進入；行 駛一定里程后，注意按照所規(guī)定的要求進行剎車間隔和剎車行程的調(diào)整； f) 當需要更換新的制動系統(tǒng)內(nèi)的制動盤和制動塊后，有個磨合期，在這段時間中 不能使發(fā)動時高速運轉 ; g) 處于這段磨合的階段中，制動系統(tǒng)較為容易的出現(xiàn)些許噪音現(xiàn)象，這種現(xiàn)象使 制動盤中產(chǎn)生了溝槽，當行駛過一段時間后這種溝槽的深度會變淺，從而噪音 現(xiàn)象會降低很多 ; h) 在賽車進行行駛或著比賽時應該進行一次檢修，了解下整個的制動結構系統(tǒng)， 使賽車達 到良好的制動狀態(tài) ; 蓄電池的布置 蓄電池的安裝應該遵循安全第一的原則，同時確保在賽車高強度，全地形開動時保證賽車蓄電池的穩(wěn)定。因此初步選定蓄電池的安全位置定為座椅下方，從而設定座椅支架。 賽車座椅的布置 椅和安全帶可以讓車手坐在防滾架中安全駕駛。 而對于賽車操作者的座椅來說 ，也 能為吊繩的 座椅，座椅 的設計 都 應該 是以人的 舒服的方便的正常姿勢的座椅設為參考 ， 而對于座椅的設置略微對 后 放緩角度 ， 正常為九十度到六十五度范圍之內(nèi)。 駕駛員的座椅位于車架上的緊固點應該多于底 部安裝點，起碼不能少于六個緊固點，對于駕駛員座椅底部蓄電池上方的緊固點同時也不應該少于兩個緊固點，座椅靠背應靠近或緊貼 下圖大致為駕駛員座椅安裝的大體位置。 15 同時所有的緊固點應該在 其比較主要的構建上打孔固定。座椅底部支架承受的載荷應垂直均勻分布，用于安裝座椅的支架最小厚度為 2使焊接后的縫隙長度應該比三十八毫米長，當駕駛員駕駛賽車在賽道上行駛使，不能使座椅發(fā)生搖擺或者松動，從而保證駕駛員的安全。 16 總體設計參數(shù) 表 4 結論 本次畢業(yè)設計于 5 月中旬圓滿成功，我及我的團隊通過這段時間的努力，在國內(nèi)巴哈大賽剛起步并且賽車參數(shù)資料可查閱量小的基礎上做出了初步的選擇與計算，通過初 17 期對巴哈大賽的基本了解到后期的初步規(guī)劃賽車制作以及中期的參數(shù)計算與選擇到后期的賽車整車的制作，對于此次哈巴賽車總體設計的過程，不但使我回顧了大學四年所學的知識，同時也加深了我對大學四年本科學習課本上理論知識的理解 。通過對汽車底盤、汽車制動、汽車電器、汽車車身、汽車總體設計技術等相關課程的學習，我對自己的專業(yè)更 加了解，更大的培養(yǎng)了我的興趣。同時還學會了 件的操作和運用，及文獻檢索技能。 畢業(yè)設計為我們走入高一級的學習環(huán)境起到了一個很好的過渡作用。在我們離開學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，在做設計的時候養(yǎng)成的團隊配合精神和嚴謹?shù)乃伎挤绞綄绊懳覀兊囊?生。 18 參 考 文 獻 [1] 張宏慶·孟巖 ,陳剛等 M]， 2017. [2] 李栓成 · 雙橫臂扭桿懸架受力分析及剛度計算 · 軍事交通學院學報， 2010. [3] 王霄鋒·汽車底盤設計 [M]·北京： 清華大學出版社· 2010[4] 張文春 · 汽車理論 · 機械工業(yè)出版社， 22[5] 王望予 · 汽車設計（第四版） · 機械工業(yè)出版社， 1[6] 余志生·汽車理論·第五版·北京：機械工業(yè)出版社 [M],2009[7] 汽車工程手冊編委會編 設計篇 .，人民交通出版社， 2001. [8] 汽車工程手冊編委會編 基礎篇 .，人民交通出版社， 2001. [9] 鄭中明 · 基于 雙橫臂獨立前懸架建模與仿真 [10] 李俊玲 · 汽車工程專業(yè)英語 · 機械工程出版社 . [11] 曾東建·汽車制造工藝學 [M]·北京：機械工業(yè)出版社， 2006[12] 陳家瑞·汽車構造（下）·第 3 版·北京：機械工業(yè)出版社 [M]， 2009[13] [14] [15] 19 致 謝 畢業(yè)設計圓滿完成了。回想起在這一個學期的畢業(yè)設計的完成過程中，高興的心情是久久 未能平復的。在做畢業(yè)設計的這段時間中，好多人給予我了的支持，同時給予我?guī)椭?，包括家人，包括同學，包括老師，在這里我想給大家說聲謝謝。馬上就要大學畢業(yè)了，這一切和我在這四年里面的哭和笑共同構成了我數(shù)不清的回憶，這將是伴隨我一生的美好記憶，我將會好好珍藏。 在畢業(yè)設計的設計過程中我的導師尉慶國副教授給予了細心的指導和大量的支持，并開放了車輛實驗室作為設計的地方。在此向尉慶國副教授表示衷心的感謝。尉慶國副教授是系里對汽車節(jié)能很有研究的老師，在指導學生創(chuàng)新實踐方面也有很豐富的經(jīng)驗。并提出了許多寶貴的意見，另外還多次 親自指導畢業(yè)設計中遇到的問題，這些是我得以完成本畢業(yè)設計的客觀保證。這也是我能堅持完成本設計的內(nèi)在動力。 其次要感艾逖公司的劉師傅和張師傅的協(xié)作，他們每次都是不厭其煩的幫助我們加工零件，耐心幫助我們改圖紙，他們更是我們順利完成畢業(yè)設計的保證，在此我感謝他們。 感謝所有幫助本文完成的老師和同學，并將此文獻給他們！ 附 錄 A 20 賽車 維圖 車架三維 懸架三維圖 21 22 懸架與車架裝配三維圖 中 期 報 告 系名 專業(yè) 學生姓名 班級 學號 設計題目： 中國大學生巴哈汽車大賽 賽車總體設計 本人在該設計中具體 應完成的工作： 根據(jù) 2017 年 中國汽車工程學會巴哈大賽 規(guī)則和賽車制造標準要求，對賽車進行總體布置設計及優(yōu)化；協(xié)同制作 巴哈 賽車 。 詳細內(nèi)容） (一 )具體工作： 了解巴哈賽車的具體規(guī)則，對各個汽車參數(shù)進行計算和整理。用 (二）取得進展： （ 1） 確定 整車尺寸為軸距為 1500距定為 1300車總重量為180上質(zhì)量預估 110簧下質(zhì)量預估 70車轉彎半徑 2100地高度 350后重量配比為 45:55（盡量保證滿載情況下前后重量配比接近 50:50，四個輪胎平均分配總重量），這是關于底盤的重要參數(shù) （ 2）制動系統(tǒng)的初步設計已完成包括盤式制動器總成、制動主缸總成、制動管路、制動踏板總成、制動燈總成。 （ 3）傳動系統(tǒng)現(xiàn)在正處于開始階段，正在緊張的制作和商量中。 （ 4）車架的 維圖已經(jīng)設計出來但目前還并沒有進 行軟件分析。 （ 5）后懸架、前懸架、中心立柱的 維圖設計已初步完成。 （ 6） 發(fā)動機這邊是發(fā)動機的固定，為使它的震動降到最低，所以利用減 震套的方法是在低成本情況下不錯的方案（外接油箱）。 （ 7）轉向?qū)⒂米钤嫉凝X輪齒條設計，采用斷開式梯形設計，轉向柱用單萬向節(jié)結構。 畢 業(yè) 設 計 中 期 報 告 一步的主要研究任務，具體設想與安排（要詳細內(nèi)容） （一） 目前存在的問題 : （ 1）賽車的結構設計大多數(shù) 維圖已出，但未進 行軟件分析。 （ 2） 賽車 傳動系未完成，為加快賽車制作速度，現(xiàn)在先制作車架等結構，并加快完成傳動系的設計。 （ 3）由于制作車輛材料較多，現(xiàn)在購買材料也是一大難題，要做到買好材料，買便宜材料，買對材料也是問題。 （二）具體設想與安排： （ 1） 加快傳動系設計包括參數(shù)以及 維圖設計， 傳動要算出傳動比和需要的最大扭矩以及選擇鏈盤所需要的齒數(shù)，比較重要的一點就是設計傳動固定裝置 （ 2）所有設計弄好后進行軟件分析，然后材料采購，最后制作裝配。 （ 3）車輛制作完成后進行試車調(diào)整。 （ 4） 撰寫后期報告。 中 期 報 告 該學生前期研究工作的評價（是否同意繼續(xù)研究工作） 指導教師 親筆簽字 ： 年 月 日 備注： 1、本表由學生填寫，指導教師親筆簽署意見。 2、以上各項句間距可以根據(jù)實際內(nèi)容需要調(diào)整。 任 務 書 1．畢業(yè)設計課題的任務和要求： 根據(jù) 2017 年 中國汽車工程學會巴哈大賽 規(guī)則和賽車制造標準要求，對賽車進行總體布置設計及優(yōu)化；協(xié)同制作 巴哈 賽車。 2．畢業(yè)設計課題的具體工作內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 1、 熟悉 、 掌握汽車總體 布置方案； 詳細了解大賽規(guī)則； 2、查閱相關技術文獻 15 篇以上，其中至少有 2 篇外文相關文獻，并將其中 1 篇不少 于 2000 詞的外文資料翻譯成漢語 ； 3、賽車 整車主要參數(shù)的選取（尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)）； 4、賽車整車性能參數(shù)的選?。▌恿π詤?數(shù)、機動性參數(shù)、操縱穩(wěn)定性參數(shù)、平順性參數(shù)、制動性參數(shù)）； 5、制作 巴哈 賽車、 撰寫畢業(yè)設計說明書 1 篇 ； 6、論文答辯。 任 務 書 3．對畢業(yè)設計課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計、圖紙、實物樣品等 )： 1、 巴哈賽車 1 輛 ； 2、 畢業(yè)設計論文、論文電子文稿、答辯課件各一份； 3、外文翻譯一份。 4．畢業(yè)設計課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2017 年 2 月 13 日 ~ 3 月 3 日 3 月 4 日 ~ 5 月 10 日 5 月 11 日 ~5 月 19 日 調(diào)研、文獻檢索、制定方案，撰寫開題報告 撰寫畢業(yè)設計說明書 、制作 巴哈賽車 準備和進行畢業(yè)設計 論文 答辯 學生所在 系 審查意見： 系主任 ： 年 月 日 文 獻 綜 述 事背景及意義 西班牙文，意思是越野。早在大學生參與 前，這項賽事在美洲大陸已經(jīng)非常流行，而且通常是一次比賽跑 1000 英里（約 1600 公里）。美國 到這個項目可以用于學習機械工程學生的教育活動，于是在 1976 年，首次在南加州舉辦了一次 賽，賽車和動力比 要小很多，造價 5 萬元人民幣左右，發(fā)動機還是統(tǒng)一提供的。當時報名車隊僅有 10 支，參與學生 90 人。不過，這項運動很快在全美學汽車的院 校中普及，目前，美國 年分別要在東部、中部和西部舉辦三站比賽，每站參賽車隊是滿額 100 支，參賽車隊來自全球。 就在 去 年 8 月， 賽來到了中國。這項比賽由中國汽車工程學會發(fā)起，山東濰坊濱海經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)聯(lián)合主辦，山東榮和國際賽車場與《汽車之友》雜志社聯(lián)合承辦，賽事全稱為“ 2015 中國汽車工程學會巴哈大賽”（ 稱 首屆比賽共有 33 支車隊報名，其中不乏哈爾濱工業(yè)大學（威海）、廈門理工大學這樣具有大學生方程式比賽經(jīng)驗的車隊參加。 巴哈大賽是集技術性、趣味性于一身的 賽事，是大學生方程式汽車大賽的前身，適合職業(yè)院校和大學低年級學生參與。比賽要求國內(nèi)各院校參賽學生團隊在規(guī)定時間內(nèi)，使用同一型號發(fā)動機，依據(jù)規(guī)則設計制造一輛單座、發(fā)動機中置、后驅(qū)的小型越野車。學生們通過比賽，可以進一步掌握汽車結構設計、制造、裝配、調(diào)校維護、市場營銷等多方面的專業(yè)知識技能，提高團隊合作能力。 巴哈賽車構造看似簡單，但是賽事具有極為嚴苛的靜態(tài)車檢環(huán)節(jié)。車檢要求賽車寬度不得超過 162 厘米，防滾架的構造必須嚴格按照賽事要求設計，否則一律淘汰。此外，鋼管焊接工藝也有嚴格要求，焊縫以及套筒的長度都必須 按照規(guī)定設計。駕駛艙與發(fā)動機和油箱之間需要安裝防火墻，該防火墻必須覆蓋防滾架下部和上部橫梁區(qū)域。嚴苛的靜態(tài)車檢其目的就是為在動態(tài)比賽中最大程度保障參賽人員的安全。雖然很多車輛在車開 題 報 告 檢中暴露出了一些問題，但是車隊經(jīng)過對賽車精心地改造，在動態(tài)比賽前夕，大部分參賽車輛通過了車輛檢測，只有極少數(shù)車輛被淘汰。 事規(guī)則 各參賽車隊： 為了更有效的做好巴哈大賽組織管理工作，在緊跟國際 流的同時融入本土特色，巴哈大賽規(guī)則委員會結合 2016 巴哈大賽出現(xiàn)的問題修訂了大賽規(guī)程，現(xiàn)正式發(fā)布。 本規(guī)則共 分五部分。 A 部分介紹了管理規(guī)定，內(nèi)容包括大賽概況、政策、參賽資格和注冊； B 部分介紹了技術要求，內(nèi)容涉及賽車的設計和制造的要求以及限制； C 部分介紹了靜態(tài)賽事規(guī)則，內(nèi)容涉及賽車的技術檢查、賽車設計、成本與制造分析項目以及商業(yè)營銷簡介等； D 部分介紹了動態(tài)賽事規(guī)則，包括直線加速測試、爬坡或者牽引測試、專項測試、耐力賽測試及競賽流程和規(guī)則等。此版本規(guī)則由中國汽車工程學會發(fā)布和版權擁有，只限于 2017 年巴哈賽事定義的活動范圍內(nèi)使用，規(guī)則的解釋和修改權由巴哈大賽規(guī)則委員會負責。大賽規(guī)則將根據(jù)賽事活動的開展，不斷完善。 請 各參賽隊真閱讀本大賽規(guī)則，并確認完全理解、同意遵守本活動規(guī)則。 中國汽車工程學會巴哈大賽組委會 二〇一七年二月六日 車制造標準要求 賽事對賽車各系統(tǒng)的材料，結構等都做出了詳細的規(guī)定。但是除了對賽車的安全性有大量詳細的要求以外，比賽規(guī)則整體上比較開放。目的就是為了在充分 保證參賽人員人身安全的前提下，盡可能的為參賽學生營造一個自由的比賽環(huán)境， 來鼓勵學生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，使更多的原創(chuàng)設計和多種形式的賽車出現(xiàn)在賽場上。根據(jù)每年比賽所遇到的問題和其他各方面因素的變化和發(fā)展， 事規(guī)則委員 會每年都會對比賽規(guī)則進行修訂，使比賽規(guī)則更加合理系統(tǒng)。比賽規(guī)則主要分為兩部分，賽車技術要求和比賽條例。賽車技術要求的總結和歸納如下： [1]賽車的車輪不能在一條直線上 [2]使用百力通 [3]發(fā)動機不得對進氣以及排氣管進行去材料的調(diào)整 [4]不得該表或者修改凸輪軸、曲軸、連桿和飛輪 [5]制動燈應通過液壓開關激活，每臺賽車至少有兩個液壓開關 [6]制動系統(tǒng)必須能夠制動全部四個輪 [7]賽車必須配有兩個易于操作的切斷開關，以便關閉發(fā)動機 車分值表 巴哈大賽（ 值表 賽車設計項目 150 爬坡或牽引 75 操控性賽事 75 耐力賽事 400 總分 700 參考文獻： [1]張文春 · 汽車理論 · 機械工業(yè)出版社， 222]王望予 · 汽車設計 （ 第四版） · 機械工業(yè)出版社， 13]余志生·汽車理論·第五版·北京：機械工業(yè)出版社 [M],20094]張宏慶 · 孟巖 ,陳剛等 M]， 2017 [5]李栓 成 · 雙橫臂扭桿懸架受力分析及剛度計算 · 軍事交通學院學報， 2010, [6]尹偉奇 · 車懸架設計 · 清華大學汽車工程系 · 清華大學物理系 [7]鄭中明 · 基于 雙橫臂獨立前懸架建模與仿真 [8]王霄鋒·汽車底盤設計 [M]·北京：清華大學出版社· 20109]李俊玲 · 汽車工程專業(yè)英語 · 機械工程出版社 [10]趙治 · 基于 雙橫臂獨立懸架機構的運動學仿真研究 · 遼寧工業(yè)大學學報 ,2009 [11]賀紹華 · 賽車輕量化系統(tǒng)方法與車架優(yōu)化 · 廣東：廣東工業(yè)大 學， 2013. [12]趙巖 · 節(jié)能競技車的研發(fā)與技術研究 · 陜西：長安大學， 2009. [13]本田技研工業(yè)（中國） · 2015屆 國節(jié)能競技大賽規(guī)則（燃油組） [M]田技研工業(yè)（中國）， 2013： 314] ）·車輛動力學基礎·北京：清華大學出版社 [M]， 2006[15] “ , 2013 [16] 2002. [17] “ 2014 2014 開 題 報 告 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 本設計完成一 輛 單 座、發(fā)動機 后 置、后驅(qū)的小型越野車。 本課題要求 根據(jù) 2017 年 中國汽車工程學會巴哈大賽 規(guī)則和賽車制造標準要求，對賽車進行 總體 設計及優(yōu)化 并 協(xié)同制作 巴哈 賽車。 總體設計目標是制造一輛安全可靠 、 各方面性能均衡 、 有良好駕駛特性 、調(diào)整方便并且足夠快的賽車。 可靠性可以確保測試階段的順利進行，同時可以保證完成在競賽中的所有比賽項目?？烧{(diào)整的特性可以讓賽車適應不同的駕駛環(huán)境和駕駛員。 一輛平衡和駕駛特性良好的賽車會讓車手更有信心，這能有效提高所有動態(tài)項目中最快圈數(shù)，這對經(jīng)驗不足的新手特別重要。賽車能夠讓車手在任何行駛的狀態(tài)下有清晰的路感，這可以使駕駛變得容易高效。 對各個汽車參數(shù)進行計算和整理。 用 維軟件設計并繪制各零部件，并將其裝配成整車三維圖。 根據(jù)三維圖加工各個零部件，最后制作一輛符合規(guī)則的巴哈賽車。 為了更好的了解所作題目，查閱已有文獻資料是十分重要的，由于 資料很少的。因此，在設計過程中，廣泛的搜集資料，并借鑒了 往屆 一些 數(shù)據(jù)資料對我的設計工作起了很大的幫助。在這些文獻綜述中，詳細的介紹了 賽車 的一般設計思路，如外形的設計，具體結構等等，都對我即將所作的設計提供了很大的幫助，此外，為了更好的設計 賽車的 結構，在軸、齒輪等重要元件的設計過程中保證其結構的準確性，又對機械設計等專業(yè)課本進行了系統(tǒng)的復習，但還是有很多關鍵技術是專利項目，不會公布在資料之中的。所以，我參考用的資料并不能解決我在設計過程中所遇到的所有難點，有許多的問題是根據(jù)我自己的想法來做的。因為我的這些想法并不成熟，沒有太多的實踐性，所以，在解決一些棘手問題時并不能夠很 好的解決。在今后的設計中，還需要通過實踐，對其一步一步的進行改進。 一輛 巴哈 賽車的基本構 成包括： 車架 ， 懸架 ， 輪轂立柱 ， 剎車系統(tǒng) ， 轉向系統(tǒng) ， 座椅 、 安全帶等安全裝備 ， 發(fā)動機（統(tǒng)一提供） ， 傳動系統(tǒng) 賽車底盤 設計完全是圍繞大賽組委會體出的參賽標準，并受賽車 車身車架結構 、懸架系統(tǒng)、以及 制動 系統(tǒng)等相關結構制約下而設計。除此以外加工能力、生產(chǎn)成本也是必須要考慮的必要因素。 本文主要研究以下幾方面的問題： （一）賽車的車身車架結構設計 車架是賽車的重要零部件，車架需要承載發(fā)動機以及附屬件和駕駛員的重量，還需要承載轉向力、 側移力和慣性力等。因此它需要足夠的強度，并完善發(fā)動機、傳動系、驅(qū)動系和轉向系各系統(tǒng)的布局，確保在各種工況下賽車駕駛員的安全。為了實現(xiàn)以上目標，賽車車架應根據(jù)大賽賽車結構規(guī)則、汽車人機工程學和賽車總布置的要求進行設計。 對賽車車架尺寸要求如下：全高 ≤ 距≥ 長 ≤ 距 d≥ 寬 e≤ 氣管不能超出車身后面≥ 10 （二）發(fā)動機和傳動 1） 發(fā)動機是統(tǒng)一提供，使用 美國百力通公司（ 油 發(fā)動機，四沖程，風冷，最大功率約為 10 馬力。 2）傳動系統(tǒng)有著很寬泛的選擇，可以選擇軸傳動，鏈條傳動和皮帶傳動等，而變速箱既可以是 可以是齒輪，即可以采購也可以自己制作。 （三）轉向系 轉向?qū)⒂米钤嫉凝X輪齒條設計，采用斷開式梯形設計，轉向柱用單萬向節(jié)結構；基 于回正性和輕便性設計注銷定位參數(shù)，基于前輪側滑機理匹配設計輪胎外傾角和前束角；轉向這部分的難點在于轉向機的設計、轉向梯度、轉向和懸架的幾何結構配合，是車輛在轉向幾何中接近阿克曼幾何。 （四）制動系 制動系統(tǒng)設計內(nèi)容： 制動主缸總成 、 制動踏板總成 、 在這個過程中主要是計算踏板力設計踏板和計算所需要的摩擦力設計剎車盤和對制動主缸、卡鉗進行選型，通過計算分析算出制動力分配的大小，對制動散熱性進行分析。 （ 五）巴哈賽車的成本樣圖（初期設想） 開 題 報 告 指導教師意見 ： 指導教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主任： 年 月 日