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河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
（學(xué)生填表）
學(xué)院： 車輛與動力工程學(xué)院 2013年 4月 10日
課題名稱
大學(xué)生方程式賽車設(shè)計（制動與行走系統(tǒng)設(shè)計）
學(xué)生姓名
韓夢瑩
專業(yè)班級
車輛091
課題類型
論文
指導(dǎo)教師
牛毅
職稱
高工
課題來源
生產(chǎn)
1. 設(shè)計（或研究）的依據(jù)與意義
中國大學(xué)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(xué)生組隊參加的汽車設(shè)計與制造比賽。各參賽車隊按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，在接近一年的時間內(nèi)自行設(shè)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(biāo)，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(xué)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(dá)到車輛制動減速，或直至停車的目的。本設(shè)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(dǎo)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(shè)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(dāng)?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(dāng)?shù)奈逆密囁?，它還使汽車能可靠的?？吭谠鼗蚱碌郎稀Ｆ渲?，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(shè)計題目為大學(xué)生方程式賽車制動及行走系統(tǒng)設(shè)計。
2. 國內(nèi)外同類設(shè)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(yán)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(yīng)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(fù)性能。全球范圍內(nèi)氣溫變暖的溫室效應(yīng)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(dāng)今世界能源危機促使人們認(rèn)識到能源資源有限，增強了對節(jié)能摩擦學(xué)的研究，汽車燃油的嚴(yán)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(fù)荷的加重 ，因此必須提高材料的高溫性能和熱傳導(dǎo)性能。用能夠滿足使用要求的輕型合金或復(fù)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(dá)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(yīng)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(yīng)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(fù)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(shè)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(yīng)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(shè)計（或研究）的內(nèi)容
根據(jù)大學(xué)生方程式賽車的比賽規(guī)則及大學(xué)生方程式賽車設(shè)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(shè)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(xué)的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、理論等專業(yè)和基礎(chǔ)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(shè)計出符合題目要求的賽車及其零部件，達(dá)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，計算機打印；外文翻譯10000字符以上；查詢資料20篇以上，附資料名稱。
4. 設(shè)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(shè)計手冊初定設(shè)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(xiàn)，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(shè)計計算；
（4）制動器主要零件的設(shè)計；
（5）制動驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式選擇及設(shè)計計算；
（6） 制動力分配的調(diào)節(jié)裝置設(shè)計；
（7） 主銷的設(shè)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(xiàn)、收集資料、初定設(shè)計方案；
第 2~3 周 設(shè)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(shè)計說明書；
第 11~12 周 互審評閱、答辯。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室意見
教研室主任簽字： 年 月 日