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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 中國巴哈大賽賽車底盤設計開題報告 1.選題背景 中國汽車工程學會巴哈大賽Baja SAE China ( 簡稱BSC大賽）是由中國汽車工程學會（SAE China,簡稱中汽協(xié)會）主辦，在各院校間開展的小型越野賽車設計和制作競賽。此項賽事起源于美國，是大學生方程式賽車的前身，適合各職業(yè)院校和本科低年級學生參與。競賽包括多種靜態(tài)與動態(tài)項目測試，靜態(tài)項目包括技術(shù)檢查，賽車設計，成本與制造，商業(yè)營銷等。動態(tài)項目包括牽引力，繞樁，直線加速，操控性，耐力比賽等。2015年8月26日中國汽車工程協(xié)會在山東省濰坊市成功舉辦了第一屆巴哈大賽，成為世界上第六個舉辦巴哈比賽

2、的國家。 選題意義 中國的巴哈大賽起步較晚，仍處在一個起步階段，國內(nèi)參加參加比賽的多是職業(yè)院校，本科院校涉及較少，相關(guān)資料也比較匱乏。因此，本次我們團隊的選題研究對本校的巴哈賽車的研究開發(fā)有一定的現(xiàn)實，可為日后參加巴哈大賽奠定一定的理論和實踐基礎。同時激發(fā)同學們對于汽車運動的愛好和學習興趣，深入掌握汽車結(jié)構(gòu)設計，制造，裝配，調(diào)教維修，市場營銷等多方面的專業(yè)知識和技能，提高我們的團隊協(xié)作能力。通過這樣與現(xiàn)實緊密貼合的選題研究，為我們以后進入汽車相關(guān)領(lǐng)域，積累了寶貴的經(jīng)驗。 2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 巴哈大賽在國外起源較早，1976年就已開始舉辦，技術(shù)積累相對深厚。在基礎參數(shù)選擇方面有了大量的

3、實踐經(jīng)驗，包括但不限于軸距的合理選擇，車重的合理估計，輪輞輪胎選擇，AISI 4130管件的加工工藝相對成熟。車輛各系同的輕量化改進。綜合近幾年國外參賽隊伍的設計情況來看，軸距在60到64英寸（152.4到160公分），離地間隙選取為12到16英寸（30到40公分），整備質(zhì)量在350到400磅（158.9到181.6千克），輪胎多選用22到25英寸的大尺寸越野輪胎。 長期的參賽經(jīng)歷，足夠的資金投入，在CVT變速箱的改裝方面，國外院校各有千秋。廣泛采用四速CVT,最大車速在35英里/小時，通過測功機標定最大扭矩和相應轉(zhuǎn)速。通過有限元分析對CVT變速箱進行輕量化改進。 車架設計方面，都選擇桁架

4、式車架，結(jié)合各自的設備進行應力分析，意圖做到最大程度輕量化，并兼顧穩(wěn)定性和耐用性。而且在車架頂梁結(jié)合處的彎曲度加工技術(shù)成熟。懸架系統(tǒng)由于賽事限制均采用雙A臂獨立懸架和彈簧阻尼系統(tǒng)。同樣進行有限元分析，輕量化改進，以減輕簧下質(zhì)量，提高穩(wěn)定性，并簡化其結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用機械轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，主要在于方向機的優(yōu)化，相關(guān)機械零件的靜平衡，動平衡計算。 而國內(nèi)的巴哈大賽起步較晚，各參賽隊伍水平參差不齊。主要是高職院校和大學低年級同學參加，主要設計工作依靠外包。但是基本已經(jīng)實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的布置，變速器的改進，制動系統(tǒng)的優(yōu)化布置。在車身車架設計方面目前主要致力于其穩(wěn)定性，安全性，加強筋較多，輕量化改進不足，車重過大

5、。動力匹配方面的技術(shù)積累不足，多次出現(xiàn)參賽車輛動態(tài)測試中因故障無法完成比賽。賽事規(guī)則放開后，也有企業(yè)車隊參與，設計，加工水平相對較高，資金投入也大。 3. 設計初步構(gòu)想 由于是初次涉及巴哈賽車，因此這次的車輛底盤設計主要是依據(jù)2017年最新的賽事規(guī)則。首先使車輛符合賽車規(guī)則，通過靜態(tài)測試。因此車架的設計依據(jù)巴哈大賽2017年最新規(guī)則中給出的車架(如圖一所示)為基礎，進行改進加強設計。主要是加強筋的增加以及進行一定的輕量化設計。 圖一 難點部分是后部防滾環(huán)的加工制作 RRH是位于駕駛員后部，有平面彎管結(jié)構(gòu)組成的防滾環(huán)，定義為座艙的后端面。駕駛員和座椅應完全位

6、于RRH前端。理論上RRH應該是垂直的。但是根據(jù)設計和車輛布置的需要，可以與垂直面最多成20度夾角。在內(nèi)部座椅底部上方688mm點處測得的RRH最低寬度至少為736mm。RRH的垂直部分可以是平直的或彎曲的，其兩端與頂部和底部水平面LC相交點進行連接，垂直構(gòu)件和LC構(gòu)件都是連續(xù)鋼管，不得有其他連接方式。 傳動系統(tǒng)的設計主要是CVT變速箱的匹配和機箱的制作。一般采用4速CVT變速箱。傳動效率為88%。那么接下來的就是傳動比的確定以及在賽事條件下最大車速的估算。賽事要求發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速為3800RPM,我們就要確定在0到3800轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)的車速扭矩，進行CVT的擋位標定，使得賽車盡量保持最大車速通

7、過越野路段。 然后是固定裝置，機箱，集油盤的制作，尤其是機箱和集油盤要按照賽車規(guī)則進行制造。初步設想如下圖 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用機械轉(zhuǎn)向，選擇三幅式方向盤。關(guān)鍵元件為轉(zhuǎn)向機，剩下的機械機構(gòu)的布置?？山栌眯兄囮牭霓D(zhuǎn)向機，根據(jù)初步估計的轉(zhuǎn)向最大角度45度（最小轉(zhuǎn)彎半徑21m），轉(zhuǎn)向極端位置有限位裝置。進行機械結(jié)構(gòu)的設計和布置，進行強度計算，合理簡化結(jié)構(gòu)，由于不使用差速器，因此要通過幾何結(jié)構(gòu)和車速控制，使車輛在幾何轉(zhuǎn)向過程中接近阿克曼幾何。 選型輪胎為行知車隊18in輪胎，高寬比約為三比一，據(jù)此進行懸架系統(tǒng)的設計。依據(jù)賽事規(guī)則進行雙A臂獨立懸架的制作，確定叉臂角度和長度，反復核算安裝空間，避免反

8、復加工。根據(jù)離地間隙，布置空間初選彈簧—減震器，根據(jù)壓縮回彈行程，選擇合適的阻尼特性。壓縮行程迅速干脆，回彈行程輕緩柔和。根據(jù)主銷傾角和側(cè)偏特性調(diào)整懸掛角度。 制動系統(tǒng)采用簡單的液壓雙管路制動。依據(jù)賽事規(guī)則，制動必須在一個制動動作下同時制動四個車輪，且制動管路的布置應布置與車架上部，防止在糟糕路況中的沖擊，防止制動失效。對管路進行多次檢查，防止管路滲漏。兩個前輪采用活塞卡鉗輪制動，后輪由于剛性軸連接，采用單個活塞卡鉗軸制動。對于賽車規(guī)則中要求的制動燈，可通過在剎車踏板上加裝霍爾元件連接紅色制動燈。 轉(zhuǎn)向，傳動，制動，懸架系統(tǒng)確定之后，即進行輪心立柱的制作，反復驗證，多次模擬，防止多次加工材

9、料浪費. 4. 主要參數(shù) 軸距 1500mm 輪距 1300mm 離地間隙 35mm 輪輞/輪胎 10in/18in 最大轉(zhuǎn)向角 45度 整備質(zhì)量 180kg 前后配重比 1:1 參考文獻 1. Abdulrahman Almuflih, Andrew Perryman, Caizhi Ming, Zan Zhu, Ruoheng Pan,SAE Mini Baja Drivetrain Final Report. 2. Derek Britton, Jessy Cusack,Alex Forit,Patrick Goodrich,Zachary L

10、agadinos,2008--2009 Design and Fabircation of a SAE Baja Race Vehicle. 3. 郭應使,袁偉,汽車試驗學(第二版) 4. 羅文智,姚博瀚,汽車焊裝. 5. 李舜酩,劉獻棟,汽車底盤現(xiàn)代設計 6. 王軍年,付鐵軍,汽車專業(yè)大學生科技創(chuàng)新暨全國大賽指南 7. 唐遠志,向雄方,汽車車身制造工藝 8. 覃文清,李風,材料表面涂層防火阻燃技術(shù) 9. (德)亨寧,(德)穆勒,輕量化材料和屬性 10. (德)亨寧,(德)穆勒,輕量化產(chǎn)品開發(fā)過程與生命周期評價 11. (德)亨寧,(德)穆勒,輕量化結(jié)構(gòu)連接技術(shù) 12. (德)亨寧,(德)穆勒,輕量化加工工藝:成型,加工和處理 13. 陳家瑞,汽車構(gòu)造(第三版)下冊 14. 楊國棟,吳煥芹,杜傳祥,汽車電子控制技術(shù) 15. 崔岸,汽車車身CAD/CAM 16. 林程,王文偉,陳瀟凱,汽車車身結(jié)構(gòu)與設計 17. 布雷斯,U.賽福爾特,汽車工程手冊(德國版) 專心---專注---專業(yè)