567_大學(xué)生方程式賽車設(shè)計(jì)（總體設(shè)計(jì)）

567_大學(xué)生方程式賽車設(shè)計(jì)（總體設(shè)計(jì)）,大學(xué)生,方程式賽車,設(shè)計(jì),總體,整體 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 （學(xué)生填表） 學(xué)院： 車輛與動(dòng)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(jì)（總體設(shè)計(jì)） 學(xué)生姓名 胡愛(ài)成 專業(yè)班級(jí) 車輛093班 課題類型 論文 指導(dǎo)教師 牛毅 職稱 高工 課題來(lái)源 生產(chǎn) 1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義 中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽（Formula Student China, 簡(jiǎn)稱：FSC）是一項(xiàng)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(duì)參加的汽車設(shè)計(jì)與制造比賽。各參賽車隊(duì)按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，在接近一年的時(shí)間內(nèi)自行設(shè)計(jì)和制造出一輛在加速、制動(dòng)、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(jìng)賽環(huán)節(jié)的比賽。因此，總體設(shè)計(jì)擔(dān)當(dāng)起領(lǐng)頭羊的作用。 賽車性能的優(yōu)劣不僅取決于組成賽車的各部件的性能，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，取決于總體布置；總體設(shè)計(jì)水平的高低對(duì)汽車的設(shè)計(jì)質(zhì)量、使用性能和產(chǎn)品的生命力起決定性的影響。 賽車是一個(gè)系統(tǒng)，這是基于賽車只有如下屬性而具備組成系統(tǒng)的條件： ① 賽車是由多個(gè)要素組成的整體，每個(gè)要素對(duì)整體的行為有影響； ② 組成賽車的各要素對(duì)整體行為的影響不是獨(dú)立的； ③ 賽車的行為不是組成它的任何要素所能具有的。 由此，賽車具備系統(tǒng)的屬性，對(duì)環(huán)境表現(xiàn)出整體性、一輛子系統(tǒng)屬性匹配協(xié) 調(diào)的賽車所具備的功能大于組成它的各子系統(tǒng)功能純粹的、簡(jiǎn)單的總和、反之，如果子系統(tǒng)的屬性因無(wú)序而相互干擾，即便是個(gè)體性能優(yōu)良的子系統(tǒng)，其功能也會(huì)因相互扼制而抵消，功率循環(huán)、軸轉(zhuǎn)向等就是這樣的典型例子。 系統(tǒng)論所揭示的系統(tǒng)整體性和系統(tǒng)功能的等級(jí)性必然會(huì)映射到設(shè)計(jì)任務(wù)中來(lái)、用整體性來(lái)解釋賽車設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是整車性能的綜合優(yōu)化，道理是十分顯 然的、賽車設(shè)計(jì)任務(wù)的等級(jí)形態(tài)表現(xiàn)為：上位設(shè)計(jì)任務(wù)是確定下位設(shè)計(jì)任務(wù)要實(shí) 現(xiàn)的目標(biāo)，下位設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)上位設(shè)計(jì)功能的手段、上、下位體系可從總體設(shè)計(jì)逐 級(jí)分至零件設(shè)計(jì)。 總體設(shè)計(jì)無(wú)疑處于這種體系的最上位，設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的全部活動(dòng)必須在總體設(shè)計(jì)構(gòu)建的框架內(nèi)進(jìn)行、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)固然重要，但統(tǒng)攬全局、設(shè)計(jì)子系統(tǒng)組合和相互作用體系規(guī)則的總體設(shè)計(jì)對(duì)賽車的性能和質(zhì)量的影響更加廣泛、更為深刻。 2. 國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述 國(guó)外車隊(duì)在總體設(shè)計(jì)理念方面一直遙遙領(lǐng)先。首先在科技方面，普遍采用遙感測(cè)試。諸如引擎溫度、電池電壓、汽油壓力和水箱壓力等的測(cè)量，對(duì)于進(jìn)行全面的性能分析起著重要作用。工程師和車手在賽車馳騁時(shí)能夠快速地訪問(wèn)這些遙感測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和調(diào)整賽車總體性能參數(shù)。在去年的參賽車隊(duì)中，德國(guó)慕尼黑車隊(duì)在整車布置中完全融入了此項(xiàng)設(shè)計(jì)。 在整車布置方面，如日本賽車隊(duì)曾經(jīng)將發(fā)動(dòng)機(jī)放置在駕駛員旁邊，即側(cè)置發(fā)動(dòng)機(jī)，這一大膽創(chuàng)新設(shè)計(jì)史無(wú)前例，它將軸荷分配、整車穩(wěn)定性發(fā)揮到自己預(yù)期的水平。及時(shí)有些工程師認(rèn)為這樣的布置多少有些瑕疵，但是創(chuàng)新型設(shè)計(jì)總是在總體設(shè)計(jì)理念上帶來(lái)不朽的春天。車架方面如階梯車架的采用，在保證剛度的前提下，為傳動(dòng)、懸架的布置提供了很大的空間；發(fā)動(dòng)機(jī)方面，沒(méi)有一款發(fā)動(dòng)機(jī)不被改裝，沒(méi)有一個(gè)部件不被優(yōu)化的設(shè)計(jì)思路，為整車提供了強(qiáng)勁的引擎支持；傳動(dòng)方面，鏈傳動(dòng)和軸傳動(dòng)的并駕齊驅(qū)，新型差速器的巧妙設(shè)計(jì)，半軸角度靈活變換，都為傳輸動(dòng)力建立起成熟的平臺(tái)，動(dòng)力將以最小損耗傳遞給車輪；懸架方面，高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，小巧的關(guān)節(jié)球軸承，碳纖維材料的廣泛采用，將運(yùn)動(dòng)和相對(duì)靜止完美結(jié)合；車身造型方面，流線型的設(shè)計(jì)，依靠空氣動(dòng)力學(xué)，為整車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性提供了根本的保障。 國(guó)內(nèi)方面湖南大學(xué)2010年新車在發(fā)動(dòng)機(jī)上做出了改進(jìn)，將原有的CVT傳動(dòng)換成自己設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，把離心甩塊離合器換成可操控的干式離合器，使賽車能在行進(jìn)中換擋，不僅使傳動(dòng)效率得到提高，而且使發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量都有所減少。而在整車的設(shè)計(jì)上，由于已經(jīng)有了HNU2007、HNU2008的經(jīng)驗(yàn)鋪墊，HNU2010設(shè)計(jì)時(shí)改變了以往“只管設(shè)計(jì)不管做”的各系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)方式，在設(shè)計(jì)時(shí)就以整車設(shè)計(jì)著眼，除了考慮到各項(xiàng)改進(jìn)技術(shù)之外也將賽車成型過(guò)程中的零件選擇、加工、組裝等制作因素考慮在內(nèi)，大大節(jié)省了制作成本和時(shí)間。 從中國(guó)大學(xué)生方程式賽車的主流設(shè)計(jì)來(lái)看，比賽中，發(fā)動(dòng)機(jī)大部分都采用HONDA CBR600，排量為600CC，功率為75ps/11500rpm，扭矩為5.4kgf/7000rpm，輪胎普遍采用13inch，車重集中在220kg居多，九成車隊(duì)采用鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)，摩擦片式差速器和托森差速器為多數(shù)車隊(duì)所用。材料方面，鋁合金、鈦鎂合金、玻璃纖維較為普遍。而碳纖維雖然造價(jià)很貴，但是仍被部分車隊(duì)采用，慕尼黑車隊(duì)除了車身采用碳纖維之外，譬如懸架、座椅、方向盤等幾乎車上大部分主要部件均采用性能卓越的碳纖維材質(zhì)。高科技方面如行車記錄儀、行車電腦、ECU等更是比比皆是。對(duì)此，此次賽車設(shè)計(jì)將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、反復(fù)求證以備戰(zhàn)第四屆中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽。 3. 課題設(shè)計(jì)（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(jì)具體參數(shù)要求，制定賽車整車設(shè)計(jì)原則；進(jìn)行整車方案論證；總體方案選擇，總體參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算；汽車型式、主要尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和性能參數(shù)的確定；汽車總體布置設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)校核；繪制汽車總體布置圖及零件圖。運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)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(jì)（或研究）方法 1) 調(diào)研、搜集、分析賽車相關(guān)資料，并參觀我校兩代賽車，測(cè)量記載所有數(shù)據(jù)，與指導(dǎo)老師交流，確立總體設(shè)計(jì)目標(biāo)，確定方案并進(jìn)行論證； 2) 參照大賽規(guī)則、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及往屆比賽車型參數(shù)，初選賽車目標(biāo)參數(shù)（發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎、最大傳動(dòng)比及最小傳動(dòng)比）； 3) 進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的方案分析論證，完成主要設(shè)計(jì)參數(shù)、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、電器系統(tǒng)及車架的設(shè)計(jì)計(jì)算； 4) 總體布置，分析賽車動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性,完成裝配圖、零件圖及說(shuō)明書。 5. 實(shí)施計(jì)劃 第 5 周 查閱文獻(xiàn)、收集資料、初定設(shè)計(jì)方案； 第 7~8 周 設(shè)計(jì)方案分析與計(jì)算、繪制草圖； 第 9~10 周 繪制裝配圖； 第 11~14 周 繪制零件圖； 第 15 周 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書； 第 16~17 周 互審評(píng)閱、答辯。 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室意見(jiàn) 教研室主任簽字： 年 月 日