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说明书1份，共49页，约17000字左右

CAD版本本图纸，共6张






 

 

方程式赛车制动与行走系统设计

摘 要

Formula-SAE 赛事起源于美国，1979在休斯顿进行了第一次比赛，从当时的十三支支队伍发展到现在上百支，参赛的赛车也由最初的木制变为现代高科技材料，如今已成为国内外汽车相关专业学生最大的交流实践平台，对汽车界也有着一定得影响力。 FSAE的目的是鼓励高校学生的创新能力与动手能力，让高校学生自己设计并制造方程式赛车（或者电车）参加比赛。2015年将在湖北襄阳举办第六届FSAE大赛，这次设计主要是是依据2015赛程的相关规定进行设计计算的。

本说明书结合赛车的特点，进行了制动与行走系统的设计（针对方程式赛车），并用三维软件进行了模型绘制。赛车应底盘低，重心低，快速启动，加速，制动灵敏，制动力足够大时，制动踏板力不发生偏差，合理，符合人体工程学的要求布置。方程式赛车必须使用液压制动，不要求有驻车制动。为了实现汽车四轮抱死减速同时满足发动机启动时的加速要求，要求制动系统必须安全、迅速、有效，行驶系统必须稳定、轻便。制动系统使用本制动系统采用固定钳盘式制动器，II型回路。行走系统采用三片式轮辋，大量采用碳纤维以减轻簧下质量。

FSAE赛车有别于民用车，与专业竞赛赛车也有很大不同，它体积小，质量轻，对速度的要求不是很高，轻量化的设计是重点，还有安全性问题，赛车很多地方要进行独立的设计，与常规的设计方法区别很大，这次设计结合HLF以往赛车的检验，由赛车总体参数设计制动系统的部件，通过计算，得出制动力的分配系数，主缸和轮缸的大小，杠杆的位置等参数。最后对制动性能进行了详细分析。

关键词：SAE方程式，制动，行走，设计

 

目 录

前 言 1

第一章 制动系统总体设计 2

§1.1制动系统的设计目标 2

§1.2 设计要求 2

§1.3 制动系统总成设计 2

§1.3.1 踏板总成（含加速踏板） 3

§1.3.2 驱动机构的方案确定 3

§1.3.3液压回路方案确定 4

§1.3.4 制动器方案的确定 5

§1.3.5 制动器间隙及调整 5

§1.3.6 制动主缸形式的选择 6

§1.3.7 制动管路 7

§1.3.8 制动液 8

§1.3.9 制动灯总成 8

第二章 制动系统设计计算 9

§2.1 制动系统参数 9

§2.1.1 相关主要参数 9

§2.1.2 地面对前后轮的法向支撑力 9

§2.2 制动器的相关计算 11

§2.2.1 制动力矩分配系数 12

§2.2.2 制动器制动力矩 12

§2.2.3 前后制动器制动力的I曲线 13

§2.3 盘式制动器相关参数设计 14

§2.3.1 制动盘设计形式 14

§2.3.2 制动盘直径D 14

§2.3.3 制动盘厚度 15

§2.3.4 摩擦衬块的大小 15

§2.3.5 摩擦衬块工作面积 16

§2.3.6 摩擦衬块摩擦系数f 16

§2.4 盘式制动器制动力计算 17

第三章 液压制动驱动机构的设计计算 20

§3.1 前后轮制动轮缸直径 20

§3.2 制动主缸直径 20

§3.3 制动踏板力 和踏板机构的传动比 21

§3.4 制动踏板工作行程 22

§3.5 平衡杠杆的调节 22

§3.6  制动系统基本参数 25

第四章 制动性能分析 26

§4.1 制动性能评价指标 26

§4.2 制动效能 26

§4.3 制动效能的恒定性 26

§4.4 赛车方向稳定性 27

§4.6 制动减速度 和制动距离S 28

第五章 行走系统的设计 30

§5.1 行走系统的功用 31

§5.2 赛车行驶系统概述 31

§5.2.1 轮胎 31

§5.2.2 轮辋 32

§5.2.3 轮毂的设计 33

第六章 结 论 33

参考文献 35

致 谢 36

附 录 37

A.2015大赛规则（制动部分） 38

B. 制动器的结构形式 40

C. 试验车制动系统经验教训 41

D.基于MATLAB的理想的制动力分配曲线程序 42