毕业设计（论文）题目大学生方程式赛车设计（制动与行走系统设计）2013年5月30日大学生方程式赛车制动与行走系统设计摘要Formula SAE自1978年在美国第一次举办以来，现已成为一项顶尖的国际赛事。
按比赛规定，赛车必须在加速，制动和操控性能方面表现出色。
其中，为保障车辆和驾驶人员的安全，赛车的制动与行走系统设计显得尤为重要。
本文主要阐述了Formula SAE赛车的制动与行走系统设计过程。
本次设计参照上代及其他参赛团体的赛车，进行了整体优化。
本文在分析大赛规则及往届成型赛车的基础上，通过计算分析设计出制动与行走系统的总体方案。
其中，制动系统以制动器为核心，设计出制动操纵机构（踏板装置）及制动操纵驱动机构（II型液压双回路）。
行走系统以轮胎为核心，依次进行轮辋、轮毂、立柱的设计。
本次设计在分析研究国外经典赛车基础上，参照实物及经典模型，利用UG对各零件进行三维建模和装配，利用CAD、CAXA等软件建立模型进行运动干涉分析，保证设计的合理性及优良性。
最后，本次设计运用UG等软件，对制动系统中的连接件、紧固件、制动盘、制动踏板、制动油路等和行走系统中的立柱、轮毂、轮辋进行了仿真及有限元分析，并制造出样件，对样件装车试验，取得良好效果。
最终本设计的结果，确保了本赛车具有出色的制动性和在极限工况下的安全性。
关键词：赛车，制动及行走系统，优化，仿真，有限元分析COLLEGE STUDENTS'FORMULA RACINGBRAKE AND WALKING SYSTEM DESIGNABSTRACTFormula SAE held in the United States for the first time since 1978, has now become a top international event. The car's design must be in acceleration, braking and handling performance. Among them, in order to guarantee the safety of the vehicle and driver, braking and walking system design is especially important.This article mainly elaborated the Formula SAE racing car brake and walking system design process. Design with reference to the parent group and other participants of the car, on the whole optimization. Based on the analysis of the competition rules and past molding car, on the basis of analysis by calculation braking and walking system overall scheme are given. Among them, the braking system to brake as the core, designed the brake operating mechanism and brake control driving mechanism. Walking system to tire as the core, in turn to carry on the rim, hub, pillar design. Refer to physical objects and the classic case in design process, the parts to make use of UG three-dimensional modeling and assembly, optimize the braking control drive mechanism, using CAD, CAXA, such as motion interference analysis, to ensure the rationality of the design and the optimal benign.Using software such as UG, the design of the braking system of the fittings, fasteners, brake pedal, brake disc and walking system such as columns, in the hub, rim has carried on the simulation and finite element analysis, to ensure that this car has good brake and safety under limit conditions.KEY WORDS:car, brake and walking system, optimization, simulation, finite element analysis符号说明d轮缸活塞直径,mmwD主缸活塞直径,mmmF地面制动力,NBF制动踏板力,NpF车轮与地面的附着力,NϕG汽车前轴静负荷,N1G汽车后轴静负荷,N2h质心高度,mmgL轴距,mmL汽车质心离前轴的水平距离,mm1L汽车质心离后轴的水平距离,mm2m汽车总质量,kgaR车轮有效半径,mmer车轮滚动半径,mmeT制动器对车轮的制动力矩,N·mfp管路液压,MPaV主缸工作容积,mm3mV单个轮缸工作容积,mm3wv汽车行驶速度m/sx制动踏板行程,mmpZ地面对前轴的法向反力,N1Z地面对后轴的法向反力,N2β制动力分配系数ϕ同步附着系数δ制动轮缸的活塞行程,mmη踏板机构及制动主缸的机械效率目录第一章概述 (1)§1.1 大学生方程式赛车简介 (1)§1.2 制动系统的重要性 (1)§1.3 行走系统的功用 (1)第二章制动系设计 (3)§2.1 制动系应满足的主要要求 (3)§2.2 制动器的结构型式及选择 (3)§2.2.1 鼓式制动器 (4)§2.2.2 盘式制动器 (5)§2.3 制动系的主要参数及其选择 (7)§2.3.1 制动力与制动力分配系数 (7)§2.3.2 同步附着系数 (10)§2.3.3 制动器最大制动力矩 (10)§2.3.4 制动器因数 (11)§2.3.5 制动器的机构参数与摩擦系数 (11)第三章制动器的设计计算 (13)§3.1 摩擦衬块磨损特性的计算 (13)§3.2 制动器的热容量和温升的核算 (14)§3.3 盘式制动器制动力矩的计算 (16)§3.4 驻车制动计算 (17)第四章制动器主要零件的结构设计 (19)§4.1 制动盘 (19)§4.2 制动钳 (19)§4.3 制动块 (20)§4.4 摩擦材料 (21)§4.5 制动轮缸 (21)§4.6 制动器间隙的调整方法及相应机构 (21)第五章制动驱动机构的结构型式选择及设计计算 (23)§5.1 制动驱动机构的结构型式选择 (23)§5.2 制动管路的分路系统 (25)§5.3 液压制动驱动机构的设计计算 (26)§5.3.1 制动轮缸直径与工作容积 (26)§5.3.2 制动主缸直径与工作容积 (27)§5.3.3 制动踏板力与踏板行程 (28)§5.3.4 制动主缸的形式 (29)第六章行走系统的设计 (30)§6.1 汽车行驶系统概述 (30)§6.1.1 轮胎 (31)§6.1.2 轮辋 (31)§6.1.3 轮毂 (32)§6.1.4 立柱 (33)§6.2 强度校核 (34)§6.2.1 制动盘紧固螺栓的校核 (34)§6.2.2 轮毂螺栓的校核 (35)第七章结论 (37)参考文献 (38)致谢 (40)附录 (41)第一章概述§1.1 大学生方程式赛车简介目前，中国汽车工业已处于大国地位，但还不是强国。
从制造业大国迈向产业强国已成为中国汽车人的首要目标，而人才的培养是实现产业强国目标的基础保障之一。
大学生方程式赛车活动是以院系的形式组织学生参与赛事，重点培养学生的设计、制造能力、成本控制能力和团队沟通协作能力，使学生能够尽快适应企业需求，为企业挑选优秀适用人才提供平台；同时通过活动创造学术竞争氛围，为院校间提供交流平台，进而推动学科建设的提升。
大赛在提高和检验汽车行业院校学生的综合素质，为汽车工业健康、快速和可持续发展积蓄人才,增进产、学、研三方的交流与互动合作等方面具有十分广泛的意义。
§1.2 制动系统的重要性汽车作为陆地上的现代重要交通工具，有许多保证其使用性能的大部件，即所谓“总成”组成，制动系就是其中一个重要的总成。
它既可以使行驶中的汽车减速，又可以保证停车后的汽车驻留原地不动。
由此可见汽车制动系对于汽车行驶的安全性和停车的可靠性起着重要的保证作用。
当今，随着高速公路网的不断扩展、汽车车速的提高以及车流密度的增大，对汽车制动系的工作可靠性要求显得日益重要。
因为只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出其高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。
由此可见，制动系是汽车非常重要的组成部分，从而对汽车制动系的结构分析与设计计算也就显得非常重要了。
§1.3 行走系统的功用汽车行走系统的功用是：1、将发动机传到驱动轮上的驱动转矩变为推动汽车行驶的驱动力，并使驱动轮的转动变成汽车在地面上的移动。
2、传递并承受路面作用于车轮上的各向反力及其所形成的力矩。
3、尽可能缓和不平路面对车身造成的冲击和振动，保证汽车行驶平顺性，且与汽车转向系很好地配合工作，实现汽车行驶方向的正确控制，以保证汽车操纵稳定性。
4、支承汽车的全部重量。
第二章制动系设计§2.1 制动系应满足的主要要求设计制动系时应满足的主要要求：1、具有足够的制动效能；2、作可靠；3、在任何速度下制动时，汽车都不应丧失操纵性和方向稳定性；4、防止水和污泥进入制动器工作表面；5、制动能力的热稳定性良好；6、操纵轻便，并具有良好的随动性；7、制动时，制动系产生的噪声尽可能小，同时力求减少散发出对人体有害的石棉纤维等物质，以减少公害；8、作用滞后性应尽可能短；9、摩擦衬块应有足够的使用寿命；10、摩擦副磨损后，应有能消除因磨损而产生间隙的机构，且调整间隙工作容易，最好设置自动调整间隙机构；11、当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏时，汽车制动系应有音响或光信号等报警提示。