题目
南 科 技 大 学
毕 业 设 计（论 文）
大学生方程式赛车设计（总体设计） 姓 名 吕许慧 院 系 车辆与动力工程学院 专 业 车辆工程 指导教师 牛毅
2011年 6 月 2日
河
车辆与动力工程学院毕业设计说明书
大学生方程式赛车设计（总体设计）
摘 要
本次毕业设计为期二个多月，进行了方程式赛车的总体设计。在设计中，主要运用了对比分析的方法，各项参数通过优化设计和UG、MATLAB等进行优化。
初期阶段，我们根据2011年大学生方程式汽车大赛规则确定了赛车整体布置方案，并进行论证与分析，初步确定赛车主要参数。通过计算与对比，确定发动机型号，初选传动系最大传动比、最小传动比。
中期阶段，我们设计中使用UG6.0三维软件对各个零部件总成进行建模和整体装配，并进行悬架、转向的运动干涉分析。利用发动机动力特性曲线特点，用MATLAB软件绘制出赛车驱动力-行驶阻力平衡图、加速度曲线图等，并详细计算赛车燃油经济性。
最后阶段，利用UG7.5进行导出赛车总体布置二维工程图，并制成总体参数表，并将第一代赛车与第二代赛车进行对比分析。对于考虑到的实际生产中可能发生变化的悬架、车架和转向部件，预留方案。
通过本次毕业设计，了解和掌握了对汽车进行总体设计的步骤和方法，巩固了本专业的所学的专业知识，增强了搜集资料、整合资料的能力，这些将为我毕业以后从事汽车设计工作打下良好的基础。
关键词：FSAE，总体参数，参数确定，总布置、赛车动力性、燃油经济性
1
车辆与动力工程学院毕业设计说明书
ABSTRACT
For two months, My graduation design is the overall design of the formula racing. we used the contrast analysis method mainly in the design, through optimizing the parameters optimization design and optimization of UG MATLAB, etc.
Initial stage, we according to 2011 auto contest rules determine college equation overall layout of the car, and the demonstration and analysis, the main parameter is determined primarily racing. Through calculation and comparison, sure engine type, primaries drivetrain maximum transmission ratio, minimum transmission.
The intermediate stage, we design UG6.0 3d software used in various parts of assembly for modeling and whole assembly, and suspension, steering movement interference analysis. Use of engine power characteristic curve characteristic, MATLAB software mapped drive car driving forces - resistance balance figure, acceleration curve, and etc, and detailed calculation racing fuel economy.
The final stages UG7.5 are derived by car, general layout, and two-dimensional engineering graphics overall parameter table, and made the first generation and the second generation racing cars are compared and analyzed. For considering the actual production of may change suspension, frame and steering parts, obligate scheme.
Through the graduation design, I understand and master the overall design of car of the steps and method, the professional knowledge of professional knowledge, enhance the data collection and integration of information, these ability after my graduation will be engaged in car design lay a good foundation for the job.
KEY WORDS: FSAE, general parameters, parameter identification, general arrangement,the car power, fuel economy
2
车辆与动力工程学院毕业设计说明书
特殊符号
m
a
汽车总质量 kg
V 最高车速 km/h L 轴距
mm
B1 前轮距 mm B2 后轮距 mm R 最小转弯半径 mm hg 满载时质心高度 mm hgˊ 空载时质心高度 mm D 轮胎直径 mm B 轮胎宽度 mm P 轮胎气压 MP
A 汽车迎风面积 F 滚动阻力系数
CD 空气阻力系数
io 驱动桥主减速比 ig 变速器传动比
Fw 汽车行驶使的空气阻力
ig1 变速器Ⅰ挡传动比
F? 车轮与路面的附着力
ma 汽车总质量 ua 汽车行驶速度
Pemax 发动机最大功率
Te 发动机转矩
Pf
为克服滚动阻力所消耗的功率
? 轮胎与路面的附着系数
?t 传动系效率
Qs 是百公里油耗
3
车辆与动力工程学院毕业设计说明书
目 录
第一章 FSAE赛车总体概况 ........................................................ 1
§1.1 FSAE赛车起源 ................................................................. 1 §1.2 FSAE赛车现状 ................................................................. 2
§1.2.1国际赛车概况 .......................................................... 2 §1.2.2国内赛车概况 .......................................................... 2 §1.2.3我校赛车概况 .......................................................... 2 §1.3 FSAE赛车总体设计概述 .................................................. 3
§1.3.1汽车设计的规律、决策与设计过程........................ 3 §1.3.2 FSAE赛车主要技术要求 ........................................ 3 §1.3.3 第二代赛车设计目标 .............................................. 4 §1.3.4 FSAE赛车项目意义 ................................................ 5
第二章 FSAE赛车总体设计 ........................................................ 7
§2.1 总体设计目标 ................................................................... 7 §2.2 赛车目标参数的初步确定 ................................................ 8
§2.2.1 发动机选择 ............................................................. 9 §2.2.2 轮胎的选择 ........................................................... 10 §2.2.3 传动系最小传动比的确定 .................................... 11 §2.2.4 传动系最大传动比的确定 .................................... 11 §2.3 赛车发动机选型 ............................................................. 12 §2.4 赛车主要设计参数的确定 .............................................. 13
§2.4.1 尺寸参数 ............................................................... 13 §2.4.2 质量参数 ............................................................... 14 §2.4.3 性能参数 ............................................................... 15 §2.5 赛车各系统设计 ............................................................. 17
§2.5.1 悬架系统设计 ....................................................... 18 §2.5.2 转向系统设计 ....................................................... 19 §2.5.3 制动系统设计 ....................................................... 19
I