河南科技大学毕业设计（论文）
题目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
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
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
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
C空气阻力系数
D
o i驱动桥主减速比
g i变速器传动比
F汽车行驶使的空气阻力
w
1g i变速器Ⅰ挡传动比
F车轮与路面的附着力
?
m汽车总质量
a
u汽车行驶速度
a
P发动机最大功率
e
m ax
T发动机转矩
e
P为克服滚动阻力所消耗的功率f
?轮胎与路面的附着系数
η传动系效率
t
Q是百公里油耗
s
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)
§2.5.4 电器系统设计 (21)
§2.5.5 车身设计 (23)
§2.5.6 车架设计 (23)
第三章赛车动力性与燃油经济性 (25)
§3.1 汽车的动力性 (25)
§3.1.1 动力性的评价指标 (25)
§3.1.2驱动力—行驶阻力图 (25)
§3.1.3 汽车的加速能力 (28)
§3.1.4 动力特性图 (29)
§3.1.5 功率平衡 (31)
§3.2 燃油经济性 (32)
第四章赛车总体布置 (34)
§4.1整车布置的基准线（面）-零线的确定 (34)
§4.2各部件的布置 (34)
§4.3总体设计参数表 (37)
第五章结论 (39)
参考文献 (40)
致谢 (42)
第一章FSAE赛车总体概况
Formula SAE 赛事1980年在美国举办第一次比赛以来，现在已经成为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事，其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车，并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。
出于此项比赛的宗旨是让学生针对业余高速穿障的车手开发制造一个原型车，该原行车应该具备有可小批量生产的能力，并且原型车的造价要低于25,000 美元。这项竞赛包含有3 个最主要的基本元素，分别是：工程设计、成本控制以及静态评估、单独的动态性能测试、高性能的耐久性测试。
Formula SAE 赛事的主要参与者通常都是来自高校的学生组成的车队。现在在美国、欧洲和澳大利亚每年都会举办Formula SAE 比赛。Formula SAE 向年轻的工程师们提供了一个参与有意义的综合项目的机会。由参与的学生负责管理整个项目，包括时间节点的安排，做预算以及成本控制、设计、采购设备、材料、部件以及制造和测试。
§1.1 FSAE赛车起源
第一届SAE Mini Baja 比赛于1976 年举办，并且迅速成为一个地区性的年度比赛。比赛由三个评判标准组成，即一天的静态比赛——设计、成本、陈述——接着一天是各自的性能竞赛2项目。Mini Baja 比赛重点强调了底盘的设计，因为每个队伍都使用一个8 匹马力的引擎，这一点无法改变。在过去的20 多年里，SAE Mini Baja 的成功超乎了每个人的预期。
在SAE Mini Baja 的成功获得各界认同的同时，SAE 联合美国三大汽车公司开始推广一项技术水平更高的工程类学生竞赛，这就是Formula SAE。FormulaSAE 相比SAE Mini Baja 有着许多进步和发展，引擎的限制也已经大大放宽，允许参赛车队使用610cc 以下的发动机，这极大地提升了赛车的性能表现。
在发达国家，很多高校已经从事Formula SAE 超过20 年时间，拥有大量资金和试验基础的情况下，他们的作品已经基本达到了专业水平，最高时速可达到甚至超过200km/h，0 到100km/h 加速时间一般都在4.5s 以内。
从原先在SAE Mini Baja 比赛中的8hp 发动机到现今Formula SAE 中已经超过100hp 的大功率发动机，Formula SAE 在多方面都取得了惊人的成绩，并且该项比赛一直保持了发展的态势。
§1.2 FSAE赛车现状
§1.2.1国际赛车概况
从2010年开始，大学生SAE方程式赛车比赛在美国、英国、澳洲、日本、意大利、德国、巴西、叙利亚等国家，不但深受汽车行业者瞩目，而且广受工程学生的欢迎。在美国每年吸引将近140支来自世界各地的队伍参加比赛；日本2006年前才开始举办，马上风靡了50余所大学参与；在欧洲也有70队以上的学校每年相互竞技。全世界已有数百队大学生车队，每年打造一辆新车互较高下。
§1.2.2国内赛车概况
国内湖南大学、厦门理工大学、同济大学、上海交通大学等高校最早涉足FSAE比赛，其中，湖南大学获得2007年美国FSAE西部赛最佳新秀奖、2008年美国FSAE西部赛布鲁尔开佳尔静音奖；厦门理工学院获得2009年美国赛“燃油经济性”和“新秀奖”两个单项亚军。
2010年，中国上海举办中国第一届中国大学生方程式汽车大赛，国内清华大学、湖南大学、同济大学等纷纷投入FSAE赛车设计，掀起中国FSAE新的时代。
§1.2.3我校赛车概况
2010年，第一届中国大学生方程式汽车大赛（Formula SAE China简称FSC）与上海举办。此次大赛是中国汽车工程学会及其合作会员单位，在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上，结合中国国情，精心打造的一项全新赛事。
我校与湖南大学、同济大学、吉林大学、清华大学等20所高校作为中国
第一届参赛院校于上海国际赛车场经行了4天激烈的比赛，开创中国FSAE 的纪元。
我校河洛风赛车队在学校、学院的大力支持、指导老师不辞劳苦的指导以及河洛风队员的努力下，历时6个月，最终打造出河南省第一辆大学生方程式赛车。在第一届大学生方程式汽车大赛中，河洛风16号赛车凭借绚丽的车身外观以及优异的综合性能取得绿色环保大奖、最佳外观设计奖、最佳安全性大奖、最佳赛场表现奖、年度综合奖、最佳车队网站奖、最佳车队新闻宣传奖等七项大奖。
本课题就是在第一代赛车的基础上，设计出更加优异的第二代赛车，来参加第二届中国大学生方程式汽车大赛。
§1.3 FSAE赛车总体设计概述
§1.3.1汽车设计的规律、决策与设计过程
汽车设计尤其是对赛车的设计，是根据赛车的使用要求而提出的整车参数与性能指标进行计算的，显然，那只能从宏观入手，即从整车的总体设计开始，然后通过总体设计的分析与计算，将整车参数和性能指标分解为有关总成的参数和功能后，再进行总成和部件设计，进而进行零件甚至某一更细微的局部设计与研究。
汽车设计过程一般分为：1）调查与初始决策；2）总体方案设计；3）绘制总布置草图；4）车身造型设计及绘制车身布置图；5）编写设计任务书； 6）汽车的总布置设计；7）总成设计；8）试制、试验、定型。
§1.3.2 FSAE赛车主要技术要求
A 赛车式样
赛车必须车轮外露和座舱敞开（方程式赛车式样），并且四个车轮不能在一条直线上。
B 车身
除了驾驶舱必须开口以外，从赛车最前端到主防滚架（或者防火墙）的这段空间里，不允许车身有其他的开口。允许在前悬架的零件处有微小的开口。
C 轴距
赛车的轴距必须至少为1525mm（60 英寸）。轴距是指在车轮指向正前方时同侧两车轮的接地面中心点之间的距离。
D 轮距
赛车较小的轮距（前轮或后轮）必须不小于较大轮距的75%。
E 可视性
技术检查表格上的所有条目必须在不借助工具（比如内窥镜或是镜子）的情况下清楚地呈现给技术检查官。呈示时可以通过拆卸或移动车身板件来实现。
§1.3.3 第二代赛车设计目标
本次赛车（第二代赛车）设计与第一代赛车设计将从三个方面入手：
首先，降低整车质量。
1.减小整车尺寸。在总体布置设计上保证整车结构的紧凑性。
2.优化各个系统部件。使用计算机有限元等分析方法对各个零部件经行优化，达到在保证强度、刚度的同时减轻其质量。
3.使用高强度轻质合金材料或者碳纤维等。
其次，提高赛车整体性能。
1.悬架系统。（1）充分利用阻尼可调性减震器、前后横向稳定杆等元件使整车发挥最大的振动衰减能力及其制动或加速时车身的稳定性等，减少车身纵倾；（2）充分发挥不等长双横臂独立悬架的可调性，保证能够迅速、快捷地调节轮距、主销内倾角等定位参数；（3）在设计的同时要充分考虑到在实际加工、制造、安装过程中出现的定位、夹具等工艺因素。
2.转向系统。（1）在保证座舱空间的前提下，合理地选择转向方案，合理布置转向梯形；（2）在没有各种助力机构的前提下，提高其操纵轻便性；（3）转向器与转向机构的球头处有消除因摩擦而产生间隙的调节机构；（4）进行运动校核（主要是与悬架机构）检查运动干涉情况。
3.制动系统。（1）在浮动钳盘式制动器基础上进一步优化，提高制动效能、工作可靠性等；（2）优化制动器各零部件，如制动盘大小、厚度，双制动泵大小的选择，管路布置等。
4.传动系统。（1）选择适当的主减速比，以保证汽车在给定条件下具有
最佳的动力性和燃油经济性；（2）驱动桥桥壳尺寸要小，质量要轻，同时留好足够的离地间隙，以满足通过性要求；（3）提高传动系在各种载荷、转速工况下的传动效率；（4）保证传动件工作平稳，噪音小；（5）结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修调整方便。
5.车身造型。（1）保证空气动力学要求的前提下，使赛车更加美观，侧翼要考虑赛车的冷却系统；（2）车身造型与实际加工出现的各种工艺问题等解决，如模具的制造、车身渲染的色调与实际能加工出来的效果的区别。
6.发动机系统。发动机悬置形式、进气系统、排气系统、冷却系统、电路系统的合理布置和创新设计。
最后，严格按比赛规则要求来设计与检查。
1.设计方面。所有设计均要在满足规则条件下进行，在过程中不断比对规则。
2.技术检查。用静态技术检测标准反馈到赛车设计中，如油、水泄漏问题，主要体现在制动、冷却等系统，连接件要使用各种标准件，如尽量不用扎带等。
§1.3.4 FSAE赛车项目意义
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将以院校为单位组织学生参与，赛事组织的目的主要有：一是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；二是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。
毫无疑问，对于对汽车的了解仅限于书本和个人驾乘体验的大学生而言，组成一个团队设计一辆纯粹而高性能的赛车并将它制造出来，是一段极具挑战，同时也受益颇丰的过程。在天马行空的幻想、大脑一片空白的开始、兴奋的初步设计、激烈的争执、毫无方向的采购和加工、无可奈何的妥协、令
人抓狂的一次次返工、绞尽脑汁的解决难题之后，参与者能获得的不仅仅是CATIA UG ANSYS以及焊接、定位、机加工技能,更有汽车工程师的基本素养和丰富实践经验。与此同时，管理和运营整个团队让未来的企业管理者接受了一次难度十足的锻炼。FSAE赛事也给了汽车厂商发现优秀人才和创意想法的机会。
第二章FSAE赛车总体设计
§2.1 总体设计目标
总体设计目的是制造一辆安全可靠、各方面性能均衡、有良好驾驶特性、调整方便并且足够快的赛车。
可靠性可以确保测试阶段的顺利进行，同时可以保证完成在竞赛中的所有比赛项目。可调整的特性可以让赛车适应不同的驾驶环境和不同的驾驶员。一辆平衡和驾驶特性良好的赛车会让车手更有信心，这能有效提高所有动态项目中最快圈速，这对经验不足的新车手特别重要。赛车要让车手在任何行驶状态下都能有清晰的路感，这可以使驾驶变得容易和高效。
整车布局为方程式赛车典型的开放式中置后驱布局。
其基本结构主要包含以下系统：
（1）车架及车身
主要包括车辆的承载部分、防滚架和外壳以及蒙皮。主要部件包括：各种踏板、变速杆（换档杆）及相关连接线、桁架、车身材料、车身附件、底板、定风翼、各种安装基座、连接紧固件等。
（2）动力总成和传动系统
主要部件包括：发动机、离合器、变速箱、进/排气歧管、消音器、空气滤清器、涡轮/机械泵增压器、化油器/节气门体、发动机座、机油滤清器、火花塞、燃油喷射系统、燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油管路、散热器、冷却液管路、散热器风扇、软管夹、机油冷却器、传动链/带、点火线圈/高压钱、驱动轴、差速器基座、链轮/皮带轮、差速器轴承、差速器、万向节、保护罩、连接紧固件等。
（3）悬架系统
主要部件包括：减震器、弹簧、悬架机械系统、拉/挺杆、杆端球头、前/后A 臂或同等结构、前/后支柱、直角杠杆/换向机构、连接紧固件等。（4）制动系统
主要部件包括：制动管线、制动块、卡钳、液压缸/泵、制动盘、平衡杆、
比例阀、连接紧固件等。
（5）转向系统
主要部件包括：转向齿条/齿轮、转向节、主销、方向盘、转向横拉杆、方向盘快速释放机构，连接紧固件等。
（6）车轮
主要部件包括：轮辋、带耳螺母、轮胎、气门嘴、车轮平衡块、轮毂轴承、前/后轮毂、车轮安装螺栓、连接紧固件等。
（7）仪表、配线和附件
主要部件包括：转速表、ECM/发动机电子系统、车载计算机、束线/接口、机油压力表、仪表板、熄火锁止开关、保险丝、刹车灯、启动机电磁开关、指示灯、蓄电池、继电器、启动开关、水温表、连接紧固件等。
（8）其他
主要部件包括：座椅、车载灭火系统、安全带、车架/车身涂装、防火隔板、后视镜、安全护罩、头枕/约束保护等。
§2.2 赛车目标参数的初步确定
经过对第一代赛车分析及其在比赛中反馈的种种信息，初定第二代赛车主要参数。具体参数如下
表2-1 赛车主要参数初选
长宽高
外廓尺寸
2800mm 1500mm 1225mm
前轮距B1 1280mm
轮距
后轮距B2 1250mm
最高车速150km/h
整备质量240kg
轴距1600mm
轴荷分配45:55
离地间隙50mm
§2.2.1 发动机选择
1.发动机最大功率emax P
根据做设计汽车应达到的最高车速amax U （Km/h ），用下式估算发动机最大功率（发动机功率≥滚动阻力功率+空气阻力功率）
)U 76140
U 3600(1
P am ax am ax em ax ?+???≥A C f W D r t η （2-1） 式中：e m a x P ——发动机最大功率（Kw)
t η——传动系效率（变速器、传动轴、万向节、主减速器）， 84.9%96%98%95%%95t =???=η
W ——汽车总重量（N)，初选N g m a 23528.9240W =?== r f ——滚动阻力系数，r f =0.012
amax V ——最高车速，初选amax V =150Km/h
D C ——空气阻力系数，赛车一般取0.2--0.4，初选D C =0.35
A ——汽车正面投影面积（2m ），取前轮距B1?总高H ，2m 68.5112251280A =?=
得，kw 38.030P emax ≥
分析：D C 可能取值偏大，若D C 取0.25，则kw 51.821P emax ≥
2.发动机最大转矩及其转速确定
用下式计算确定 p eamx emax n P 9549T α?
= （2-2） 式中，emax T 为最大转矩（m N ?）
α为转矩适应系数，标志着当行驶阻力增加到发动机外特性曲线自动增加转矩的能力。初选α=1.05。
p n 为最大功率对应的转速，乘用车汽油机一般在3000-7000r/min ，作为赛车，最大功率转速远高于乘用车，初选p n =7000r/min 。
得m N 25.043T em ax ?=
3.发动机适应性系数
发动机适应性系数T p
n n αφ=，表示发动机转速适应行驶工况的程度，φ
值越大，说明发动机的转速适应性越好。
采用 值大的发动机可以减少换挡次数，减轻赛车手疲劳，减少传动
系的磨损和降低油耗。
通常，汽油机取1.2~1.4，柴油机取1.2~2.6。
§2.2.2 轮胎的选择
1.轮胎的作用与影响
轮胎与车轮用来支撑汽车，承受汽车重力，在车桥（轴）与地面之间
传力，驾驶人员经操纵转向轮可实现对汽车运动方向的控制。
轮胎与车轮对汽车的许多重要性能，包括动力性、经济性、通过性、
操纵稳定性、制动性及行驶安全性和汽车的承载能力都有影响。因此，选择轮胎是很重要的工作。
2.赛车轮胎与民用车轮胎区别
民用车的车胎讲究的是耐用性和可以全天候使用，不管冬天还是夏天，刮风还是下雨都可以正常使用，而且寿命非常长，可达3万公里或者更长。而赛车的轮胎，往往只能在特定的条件下使用，轮胎的温度对摩擦力影响非常大，下雨天有下雨天专用的轮胎，干地有干地专用轮胎，而这些轮胎的寿命一般都只有几十公里到几百公里。赛车轮胎的橡胶会在达到工作温度的时候变成半融化状态，摩擦系数可以达到1.4，就像轮子上涂了胶水一样把车粘在地上，不容易出现打滑，刹车距离也比民用轮胎短非常多。由此才可以将赛车的性能发挥到极致。而民用轮胎的摩擦系数通常都在1.0以下，如果装在赛车上使用，不仅重量非常重，而且极易出现打滑的现象，对赛车来说将是一种灾难。
3.轮胎的选用
国外的FSAE基本上都使用以下几个公司的轮胎：Hoosier，Goodyear和Michelin（日本车队大多使用Bridgestone，但在欧美比赛中非常少见），这些轮胎均为小尺寸的低温光头热熔胎（雨胎有花纹）。
当比赛中遇到下雨的天气时，车队会换上雨胎，雨胎的质地非常软，可以在低温下仍然产生高摩擦力并且很好地排水，但是在干燥的路面上极易磨损，而且抓地力非常小。轮胎的更换在任何赛车中都是看点，FSAE也同样如此。所以各车队不仅应该选择一套好的干胎，同样需要选择一套好的雨胎。在平时的测试中也应该多收集一些数据，以便在比赛发生天气突变的情况下
仍然使赛车性能最佳化。
轮胎初定锦湖雨胎，型号为180/530 R13,半径=R 260.5mm 。
轮辋初定为万丰奥威F3 13x8 铝合金轮辋。
§2.2.3 传动系最小传动比的确定
初选传动比
gh p
r 0Uamax n r 72.40~77.30i i ?=）（ （2-3）
设五挡为直接挡，则5g i =1，则传动系的最小传动比等于主减速比0i 。 式中，r r 为驱动轮的滚动半径，.5mm 260R r r =≈；
h g i 为变速器最高档传动比，h g i =1.0；
p n 为发动机最大功率对应转速，p n =13000rpm ；
得，0i =（8.51~10.66），但是与实际不是很符合，我们根据去年经验，我们初选0i =2.6。
§2.2.4 传动系最大传动比的确定
传动系最大传动比为变速器I 挡传动比1g i 与主减速比0i 的乘积。
根据汽车行驶方程式
dt
du m Gi u A C Gf r i i T a D T
g δη+++=20em ax 15.21 （2-4） 即j i w f t F F F F F +++= （2-5） （驱动力t F =滚动阻力f F +空气阻力w F +坡度阻力i F +加速阻力j F ）
（1）汽车爬坡时车速不高，空气阻力与加速阻力可忽略，最大驱动力用来克服轮胎与地面的滚动阻力与坡度阻力。
故 ααηsin cos 0emax G Gf r i i T T
g +≥ （2-6）
式中：G —作用在汽车上的重力，mg G =，m —汽车质量，g —重力加速度，mg G ==2352N ；
max e T —发动机最大转矩，max e T =65.954N .m ；
0i —主减速器传动比，0i =9；
T η—传动系效率。对于双曲面主减速器，当0i ≤6时，取η=90%，
0i ?6时，η=85%。本赛车1g i 初选9.0，故η=85%。所以 T η=η3T η=85%396%=81.6%；
r —车轮半径，r =0.2605m ； f —滚动阻力系数，良好沥青或混凝土路面，f 取0.01-0.018，初
选f =0.015；
α—爬坡度。赛车主要行驶于平直路面，对爬坡能力几乎没有要
求，但是考虑到赛场条件与平时实际训练，初选α=16.7°。
所以()T
tq g i T f Gr i ηαα01sin cos +≥=0.387 （2）根据驱动车轮与路面附着条件
≤r i i T T
g η01emax z2F 2φ （2-7）
式中，φ为道路附着系数，在沥青混凝土干路面，φ=0.7~0.8，取φ=0.8 1g i ≤%
.681.0954.965.80605.202352????=1.01 与实际情况向结合，我们选变速器1g i =3.5。
§2.3 赛车发动机选型
第一代赛车采用大赛组委会提供的CF188发动机，但其重量大，转速相对低等不足，对于第二代赛车，决定在符合大赛规则的前提下选用大功率发动机，经过一番对比和选择，我们最终选择CBR600发动机，是一款本田公路赛摩托车发动机，主要参数如下：
表2-2 CF188和CBR600发动机主要参数对比
CF188 CBR600 型式
单缸，四冲程，化油器 四缸，四冲程，电喷 排量
493cc 599cc 压缩比
10.2:1 12.0:1 最大净功率
24kw/6500rpm 86kw/13000rpm 最大扭矩 38.8m N ?/5500rpm 65.954m N ?/11000rpm
CBR600发动机与CF188发动机相比，具有高转速、大功率、大扭矩的特点，将为第二代赛车提供更加强大的动力输出，同时，电喷的应用将使赛车在拥有强大动力的同时，还将具有良好的燃油经济性。
§2.4 赛车主要设计参数的确定
§2.4.1 尺寸参数
汽车的主要尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬等。
1.外廓尺寸
汽车的长、宽、高称为汽车的外廓尺寸。对于赛车而言，赛车长度尺寸小些，赛车的整备质量相应减少，这对提高比功率、比转矩和燃油经济性有利。总长a L 等于轴距L 、前悬F L 和后悬R L 之和。它与轴距有下述关系：a L =L/C ，式中C 为比例系数，其值在0.52-0.66之间，发动机后置后轮驱动汽车的C 值约为0.52-0.56。
赛车宽度由赛车手与车身造型决定，同时也应保证布置下发动机、车架、悬架、转向系和车轮等。乘用车总宽Ba 与车辆总长a L 之间有下述近似关系：Ba=(La/3)+(195±60)mm ，对于赛车而言具有参考意义。
影响赛车总高m H 的因素有轴间底部离地高m h 、地板及下步零件高p h 和主环高度h 等。
2.轴距L
轴距L 对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。当轴距短时，上述指标减小。此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。轴距过短时车厢长度不足或后悬过长：上坡或制动时轴荷转移过大使制动性和操纵稳定性变坏；纵向角振动增大平顺性下降；传动轴夹角增大。
对于赛车而言，赛车更强调机动性，因此轴距应适当的取短一些。2011年大赛规则规定赛车轴距不得小于1525mm 。
3.前轮距B 1和后轮距B 2
改变汽车轮距B 会影响赛车总宽、总质量、侧倾刚度、侧倾刚度、最小转弯直径等因素发生变化。增加伦军则赛车宽度随之增加，并有利于增加侧倾刚度，汽车横向稳定性好；但是汽车的总宽和总质量及最小转弯直径等增
加，并导致汽车的比功率、比转矩指标下降，机动性变坏。
乘用车总宽不得超过2.5米，轮距不宜过大。在选定的后轮距B 1范围内，应能布置下发动机、悬架和轮胎；前轮距要保证有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。
3.前悬L F 和后悬L R
前悬尺寸L F 对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野及其汽车造型等均有影响。增加前悬尺寸，减小了汽车的接近角，使通过性减低，并使赛车手视野变坏。后悬尺寸L R 同样影响汽车通过性，并取决于轴距和轴荷分配的要求。
4.尺寸参数的初步确定
经过计算与分析，尺寸参数初定如表2-1：
表2-1 尺寸参数初定 外廓尺寸
长 宽 高 2800mm 1500mm 1225mm 轴距
1600mm 轮距 前轮距B1
1280mm 后轮距B2
1250mm
前悬LF
639.5mm 后悬LR 260.5mm §2.4.2 质量参数
汽车的质量参数包括整车整备质量m 0、载质量、质量系数0m 、汽车
总质量m a 、轴荷分配等。
1.整车整备质量m 0
整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济性有影响。
整车整备质量在设计阶段需估算确定。在日常工作中，搜集大量同类型汽车各总成、部件和整车的有关质量数据，结合目标车辆设计的特点、工艺水平等初步估算各总成、部件的质量，再累计构成整车整备质量。
2.载质量
大学生方程式赛车悬架系统设计 中国大学生方程式汽车大赛，在XX年开始举办，至XX 年已举办三届，大赛目的是为了提高大学生汽车设计与团队协作等能力，而华南农业大学XX年才组队设计赛车，现在还没有派队参加比赛，本文初步探讨SAE赛车悬架设计的方案，为日后华南农业大学参赛打下基础。 本课题的重点和难点 1、根据整车的布置对FSAE赛车悬架的结构形式进行的选择。 2、对前后悬架的主要参数和导向机构进行初步的设计。 3、用Catia或Proe建立悬架三维实体模型。 4、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 5、悬架设计方案确定后的优化改良。优化的方案一：用ADAMS/Insight进行优化，以车轮的定位参数优化目标，以上下横臂与车架的铰接点为设计变量进行优化。优化的方案二：轻量化，使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，强度校核，优化个部件结构，受力情况。 1、查阅FSAE悬架的设计。 2、运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。 3、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 4、用ADAMS/Insight进行优化，改善操纵稳定性。
5、使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。 悬架设计流程如下： 首先要确定赛车主要框架参数，包括：外形尺寸、重量、发动机马力等等。 确定悬架系统类型，一般都会选用双横臂式，主要是决定选用拉杆还是推杆。 确定赛车的偏频和赛车前后偏频比。 估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。 根据上面几个参数推算出赛车的悬架刚度和弹簧的弹性系数。 推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬架刚度初值，并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形。 计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布。 根据上面计算数值，选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度和 LLTD。最后确定减振器阻尼率。 上面计算和选型完成后，再重新对初值进行校核。 运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能，并用ADAMS/Insight进行优化分析。 使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，
大学生方程式赛车使用材料分析 摘要：本论文主要内容为大学生方程式赛车正在普及中国的高校，在参赛队伍的努力下，这项比赛正在给中国的汽车制造业注入活力。对于参赛者而言，对汽车材料知识的学习非常重要，因为通过对车架、车身、轮胎、油气系统材料选择以及优化可以极大提高赛车的整体性能下文，将会对现在的方程式赛车的整体车结构的材料进行分析以及对于参赛者材料选择重要性的论述。 Abstract: the main content of this thesis is to popularize Chinese for college students of Formula One racing college, in the team's efforts, this game is to Chinese automobile manufacturing industry infuse vigor.The contestants, to automotive materials knowledge learning is very important, because the frame, body, tires, oil and gas system in material selection and optimization can greatly improve the overall performance of the car below, will be on the present formula car integral structure material for analysis and material selection for contestants in the exposition of the importance. 中国大学生方程式汽车大赛（以下简称“FSAE”）是中国汽车工程学会及其合作会员单位在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上结合中国国情精心打造的一项全新赛事。我们大学生参与其中主要意义在于通过动手实践增强理论知识，为我国的汽车工业发展输送高素质的人才。在参与FASE中，对于赛车的设计固然重要，但是对于赛车材料的选择同样是重中之重。通过对材料的准确把握，设计制造出合格的赛车，是FASE的灵魂。而灵魂的重要性值得所有参与其中的人认真研究。 首先我们从车架说起。车架是是构起赛车的基本，车架是车辆的主体结构，为其他部件，如悬架、发动机、座椅、踏板、传动装置等提供安装的位置，并承受所有部件传来的力。所以我们说，对于车架材料的选择非常重要，因为它决定了赛车的稳定性。对因为于大学生来讲，设计的赛车从简单以及可行性来考虑，多采用空间衍架结构，设计制造简单便宜，并且发生碰撞后可以很容易的检修。
赛车转向系统是用于改变或保持赛车行驶方向的专门机构。起作用是使赛车在行驶过程中能按照车手的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的偶然冲击及赛车意外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持赛车继续稳定行驶。因此，转向系统的性能直接影响着赛车的操纵稳定性和安全性。对赛车的行驶安全至关重要，因此赛车转向系统的零件都称为保安件。赛车转向系统和制动系统都是赛车安全必须要重视的两个系统。当转动赛车方向盘时，车轮就会转向。为了使车轮转向，方向盘和轮胎之间发生了许多复杂的运动。最常见的赛车转向系统的工作原理包括：齿条齿轮式转向系统和循环球式转向系统。当赛车转向时，两个前轮并不指向同一个方向。要让赛车顺利转向，每个车轮都必须按不同的圆圈运动。由于内车轮所经过的圆圈半径较小，因此它的转向角度比外车轮要大。如果对每个车轮都画一条垂直于它们的直线，那么线的交点便是转向的中心点。转向拉杆具有独特的几何结构，可使内车轮的转向度大于外车轮。赛车转向系统分为两大类：机械转向系 统和动力转向系统。a机械转向 系统：完全靠车手手力操纵的转 向系统。b动力转向系统：借助 动力来操纵的转向系统。动力转 向系统又可分为液压动力转向系 统和电动助力动力转向系统。机 械转向系以车手的体力作为转向 能源，其中所有传力件都是机械 的。机械转向系由转向操纵机构、 转向器和转向传动机构三大部分 组成（如图）。车手对转向盘施 加的转向力矩通过转向轴输入转 向器。从转向盘到转向传动轴这 一系列零件即属于转向操纵机构。作为减速传动装置的转向器中有级减速传动副。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了赛车的行驶方向。这里，转向横拉杆和转向节属于转向传动机构。。 转向操纵机构由方向盘、转向轴、转向管柱等组成，它的作用是将车手转动转向盘的操纵力传给转向器。机械转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置。常用的有齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。齿条齿轮式齿轮组被包在一个金属管中，齿条的各个齿端都突出在金属管外，并用横拉杆连在一起。小齿轮连在
大学生方程式赛车制动系 统设计和优化 Prepared on 22 November 2020
摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压
Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will hold the first Formula one for Chinese college students,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting hydroid two-backway brake with front disc and rear , this paper also introduces the designing process of front brake and rear break,braking cylinder,parameter's choice of main components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,hydroid pressure
首届中国大学生方程式赛车大赛的筹备介绍 一、FSAE背景 1． 赛事目的 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年开办，比赛要求参赛的大学生以一年时间，开发一部排气量为610 c.c.以下的假日休闲赛车，组装必须简单，可以让小型工厂每天至少生产四部。 这项比赛重点不是在比快，而意在做出一辆安全而且容易操作的竞赛型车辆。SAE方程式（Formula SAE）系列赛将挑战本科生、研究生团队构思、设计与制造小型方程式赛车的能力。为了给予车队较高的设计弹性和自我表达创意与想象力的空间，在整车设计方面将作较小的限制。赛前车队通常需要8到12个月的时间设计、制造、测试和准备赛车。在与来自世界各地的大学代表队的交流与切磋中，赛事给了车队证明与展示其创造力和工程技术能力的机会。 Formula SAE赛事由汽车工程师协会（the Society of Automotive Engineers）赞助。SAE是一个拥有超过60000名会员的世界性的工程协会，致力与海、陆、空各类交通工具的发展进步。 Formula SAE是一项面对美国汽车工程师学会学生会员组队参与的国际赛事，于1980年在美国举办了第一届赛事。比赛的目的是设计、制造一辆小型的高性能赛车。目前美国、欧洲和澳大利亚每年都会定期举办该项赛事。 Formula SAE向年轻的工程师们提供了一个参与有意义的综合项目的机会。由参与的学生负责管理整个项目，包括时间节点的安排，做预算以及成本控制、设计、采购设备、材料、部件以及制造和测试。Formula SAE为在传统教室学习中的学生提供了一个真实世界的工程经历。Formula SAE队员经受考验，面对挑战，具有创造性思维，培养实践能力。队员们相对同龄人有专业的优势，这保证了他们与其他人合作时更高效地完成项目。 该项目的目标是由学生构思、设计、制造一辆小型方程式赛车。通过该项目重点考察和培养参与学生的知识水平、创造力和想象力。在这样一项具有非常意义的
传动部分 1 发动机 1.1 发动机的选择： 根据大赛规则，驱动赛车的发动机必须采用四冲程、排量610CC一下的活塞式发 1.2 发动机的固定 采用六点固定，具体固定情况如下图： 2 传动系基本参数的确定： 2.1变速箱的基本参数： 2.2 根据功率平衡方程： 确定赛车的最高车速。 式中：P e——发动机有效输出功率 G——重力 η ——传动效率 T ?——滚动阻尼系数
u a ——最高车速 i——坡度 C D ——风阻系数 A——迎风面积 δ——旋转质量换算 m——质量 根据最高车速的定义得：i=0,du/dt=0 其中:加装限流阀后P e=51.45KW；G=2940N；ηT=0.85；C D=0.25；A=0.746m2； 滚动阻尼系数由经验公式：f=f0+f1v 100+f4(v 100 )4可算出 查表后取：f0=0.01；f1=0.00027；f4=0.0012； 由此求得：u a=118km/h。 2.3确定传动比 根据公式： u a=0.377rn i g i o i c 式中：u a=118km/h；r=0.2667m；n=9000rpm；i g=1.272；i c=1.822；求得：i o=3.3 2.4 链条的选择 2.5大链轮的计算 因为小链轮齿数Z1=15且ic=Z2 Z1 所以: 大链轮齿数：Z 2 =49 分度圆直径：d= p sin(180°/z) =12.7 sin180°49 ? =198.22mm 齿顶圆直径：d a=p(0.54+cot180° z ) =204.67mm 齿根圆直径：d f=d?d1=190.30mm 2.6 链速的确定 由公式v= znp 60×1000 得 v=14.37m/s
大学生方程式赛车使用材料分析 机械工程学院 1116150107 包俊 中文摘要：本篇论文介绍了大学生方程式赛车所用的材料，主要从车身材料，底盘材料以及车轮材料三个方面介绍。材料是方程式赛车的基础，必须具有优良的性能。其中，车身材料主要采用的是碳纤维，它具有轻盈，抗冲击的性能；赛车底盘则采用蜂窝铝材和碳纤维合成的复合材料，其具有机械强度高,耐温性好,耐腐蚀性好等性能；而车轮材料则比较复杂，会根据比赛赛道的不同选用不同的轮胎，有的软，有的硬，每场比赛所使用的轮胎成分差别很大，但是其外框主要是尼龙和聚酯纤维的复杂编织物。 English Abstract: This paper introduces the formula of materials used for college students, mainly from the body material, material of the chassis and wheel material is introduced from three aspects. Material is a Formula One racing based, must have excellent performance, which, the body material is the main use of carbon fiber, it has a light, shock resistant performance; racing chassis uses the titanium alloy material, which has high mechanical strength, good temperature resistance, good corrosion resistance and other properties; while the wheel material more complex, depending on the race track choose different tires, some soft, some hard, every game the used tire composition varies greatly, but the frame is mainly nylon and polyester fiber complex woven fabric. 中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSAE”）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。而本文则主要对其车身所用材料展开探究，赛车主要由车身，底盘和轮胎构成，下面就从这三方面来分别详细地介绍其所用材料和性能特点。 车身材料：碳纤维 车身是一辆赛车的主体部分，其重要性不言而喻，而赛车对于速度的追求则理所当然地要求车身材料必须具有轻盈的特点。而作为赛车手的屏障，其又必须具有良好的抗冲击性能，这两种看似矛盾的要求必须在一种材料中体现，似乎有些困难，而碳纤维材料则很好地符合了这两样要求。碳纤维，又称碳化纤维，泛指一些以碳纤维编织或多层复合而成的材料。因为它又轻又坚硬，所以它的用途很广泛。碳纤维在汽车领
河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告 毕业设计（论文）题目：方程式赛车悬架系统设计分析 专业：车辆工程 学生信息：学号：082886；姓名：樊广阔；班级：车辆083 指导教师信息：教师号：86024；姓名：武一民；职称：教授 报告提交日期： 一、前期具体工作及取得进展 1.查阅FSAE赛车及相似汽车悬架结构，确定所设计赛车悬架结构。 根据文献及FSAE赛车实车相关图片初步确定采用不等长双横臂拉杆弹簧独立悬架，制动器形式采用盘式制动。上下两横臂采用A型结构，且由杆件代替，上下A臂不平行且不等长，为了保证运动时轮距变化不大采用上横臂短、下横臂长的结构形式。 悬架杆件采用SAE4130钢管，尺寸为12x1.5以及，并采用SA型外螺纹杆端关节轴承，型号为：SA8E。横臂与转向节的链接采用GE型向心关节轴承，型号为：GE8C。减震器及弹簧选取螺旋弹簧套在减震器外侧的结构，减震器的一端通过摇臂与拉杆连接，另一端连接在车架上。横向稳定杆与摇臂的连接同样采用外螺纹杆端关节轴承，型号为：SA6E。摇臂的旋转中心采用的是自润滑轴承，型号为10x14x20。整体结构的布置形式大概如下图所示： 2.初步确定悬架相关参数。 根据赛事规定6.3.1 赛车轮辋直径必须至少为203.2mm（8.0 英寸），因此结合查阅相关资料及简单计算轮辋采用13X8尺寸，即轮辋直径为330mm。轮胎选取Continental轮胎，型号为195/45R13，轮胎外径为510mm。 根据赛事规定6.2 离地间隙：在比赛中，在有车手乘坐时，赛车的静态离地间隙必需至少25.4mm（1 英寸），因此，初步设计赛车最小离地间隙为30mm。 根据赛事规定2.3 轴距赛车的轴距必须至少为1525mm（60 英寸）。轴距是指在车轮指向正前方时同侧两车轮的接地面中心点之间的距离。因此，初步设计赛车轴距为1535mm。 根据赛事规定2.4 轮距赛车较小的轮距（前轮或后轮）必须不小于较大轮距的75%。 此次设计初步设计前轮距为1200mm，后轮距为1180mm。 根据赛事规定 6.1.1 赛车所有车轮必须安装有功能完善的、带有减震器的悬架。 在有车手乘坐的情况下，轮胎的跳动行程至少为50.8mm（2 英寸），其中向上25.4mm
大学生方程式赛车悬架设计 加布里埃尔·德·波拉爱德华多 圣保罗大学摘要 独立完成一次大学生方程式赛车的悬架设计。首先分析赛规，通常，赛规会对悬架的最小行程和轴距作出限制，并且给出本次设计所要达成的最终目的，除此之外还会评判出得分最高的一个团队。本文会讨论到轮胎的运动，并详细分析前后悬架的拉杆不等长的摆臂。维度论是基于CAD的尺寸限制发展出来的。在总的力与时间的图上分析了暂态稳定、控制和操纵性能。在分析运动学和动力学时创建了多体模型。该模型能模仿侧翻，驾驶和操纵并且能进行几何调整，使得弹簧和阻尼器实现其性能。 前言 美国汽车工程师学会举办的大学生方程式汽车大赛激励学生 们去设计、制作一个小的方程式风格的赛车，并参加比赛。竞争的基础是假设一个公司集合了一个工程师团队来制造一个小的方程式赛车。第一步是分析赛事规则，赛规限制悬架系统的最小轮距为50mm，轴距大于1524mm。FSAE悬架工作在一个狭窄的车辆动力学范围，这是由于赛道尺寸决定的有限过弯速度，140公里每小时为最高速度和60公里每小时为转弯最高速度。比赛的动态部分包括15.25m的直径防滑垫，91.44m的加速项目，0.8km的越野赛，44km耐力赛。 设计目标已经给定并且会评判出得分最高的十个团队。悬架系统的几何部分集中在一些悬架设计理念和亮点的基本领域。因此，
FSAE悬架设计应该集中在竞赛的限制因素方面。例如，车辆轮距宽度和轴距是决定汽车操纵性设计成功与否的关键因素。这两个尺寸不仅影响重量传递还影响转弯半径。设计目标是首先满足赛则，其次降低系统重量，创造最大的机械抓地力，提供快速响应，准确的传输驱动程序的反馈，并能调节平衡。 轮胎和车轮 悬架设计过程中采用了“由外而内”的方法，先选择满足赛车要求的轮胎，然后设计悬架以适应轮胎参数。短的比赛时间和低速的比赛项目都要求轮胎快速达到其工作温度。轮胎对于车辆操纵性很重要，设计团队应当充分地调查轮胎尺寸及可用的化合物材料。轮胎的尺寸在这一阶段的设计中很重要，因为在确定悬架的几何结构之前，轮胎的尺寸必须已知。例如，一个给定了车轮直径的轮胎高度决定，如果轮胎内部被组装起来了，下球接头应当离地面多近。 设计者应当意识到提供对于给定车轮直径的轮胎尺寸的数量是有限的。因此，考虑到轮胎对于汽车操纵性的重要性，选择轮胎的过程应当有条不紊。由于轮胎在地面上的部分对抓地力有很大的影响，有时希望使用宽的轮胎，增加牵引力。然而，切记宽的轮胎使回转质量增加，而这又使FSAE发动机的加速受到限制。 相比较使用宽轮胎而引起的牵引力的增加，这些增加的回转质量也许会对整车的性能产生更大的损害。宽轮胎不仅增大质量，而且使受热的橡胶数量增加。因此比赛用的轮胎必须设计成在某一特定的
锐狮电动方程式赛车队人员培养规划 2018.5.04 一、指导思想 社会是人才需求的提出方和最终的决定者，并长期处于市场主导地位。为了缩短毕业生的磨合期，提高学生能力，高校通过修正培养目标及培养计划、提供实践平台等方式以满足社会的需求；学生为了以后能尽快适应工作岗位，可以在在校期间，通过丰富理论知识、增加实践过程来完善自己。 大学生方程式赛车项目，是学生理论与实践相结合的平台，为培养学生的专业技能和团队协作能力奠定了基础。上海工程技术大学锐狮电动方程式赛车队提供了该项目的岗位培训与实践平台，该项目要求大学生团队在一年内完成一辆方程式赛车的设计、加工、组装、调试，并通过营销报告、设计报告、成本报告全方位锻炼学生能力，同时通过团队的管理、财务的运营、车队宣传交流及商业赞助协恰提高了学生管理、财务、交流、商务等方面能力，符合上海工程技术大学面向生产一线培养优秀人才的办学宗旨和建设现代化特色大学的办学理念，适应了我国社会、经济和工程技术发展对高等工程技术人才的需求。 二、培养目标 上海工程技术大学锐狮电动方程式车队面向全校各专业，培养具有扎实的理论基础，掌握工业设计、工程制图、工业制造、电子电工、商务营销、项目管理、财务会计等理论知识和实践能力的专才和全才。培养能够担任车队运营、发展任务的战略人才。培养具有零部件设计、生产工艺、成本控制、产品试验及质量控制等工程实践能力，具有良好的团队合作精神、创新意识和创业精神，具备适应现代行业快速发展的优良专业素养，能够在企业从事管理、财务、商务、设计、制造、研发、测试、质量控制等工作的工程应用型人才。 三、培养方案 1.各组根据各组培养规划进行组内培训，车队按期举办全体培训。 2.队员以各组培养规划为纲领，结合个人分工，自学为主，车队培训为辅。 3.通过学习完成知识体系构建，形成自主学习意识，并能够将理论与实践相结合。 四、能力要求 1. 工程知识：能够利用工程基础理论和专业知识解决一般工程问题。 2. 问题分析：能够应用自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献分析复杂工 程问题，并获得有效结论。 3. 设计/开发解决方案：能够设计针对优化问题的解决方案，设计满足方程式赛车需求的系统、 零部件，熟悉项目整套运营方案，并能够在设计环节中体现创新意识。 4. 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与 解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 5. 使用现代工具：能够针对复杂工程问题，选择与使用恰当的技术、资源、工具和软件，包括 对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。 6. 个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 7. 沟通：能够就复杂工程问题与相关负责人进行有效沟通，包括撰写设计报告和成本报告、陈 述发言或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 8. 项目管理：理解并掌握工程管理原理与经济决策方法，并能在多学科环境中应用。 9. 文件处理：能够按照规范编写各种文件，能够与正规公司进行邮件的接洽交流。 10.自主学习：大学不是填鸭式教育，也不可能靠督促来学习，但人与人之间的差距往往就在自 主学习中拉开，所以要具有自主学习的意识，能够根据目标快速学习并应用。
中国大学生方程式汽车大赛 参赛确认回执
参赛免责条款 车队自愿参加年中国大学生方程式系列赛事。承诺遵守赛事规则及社会相关法律法规的要求，充分了解安全用电、用火知识和组委会相关规定，强化队员自我保护意识。在备赛及参赛的过程中，由车队队员造成的不符合各项安全准则和规定的事故、引起的纠纷及造成的一切后果由车队及学校承担。 若出现暴雨、飓风.泄洪、地震等极端气候或灾害而停止或暂停比赛，车队将以队员安全为重、服从现场管理者的指挥。
注：（以下提示文字可以删除） .只有经过审核满足要求的车队才可以进行正式报名，即只有“报名车队”才能下载到此参赛确认回执。 .请下载此参赛确认回执的车队，仔细完整地填写上方回执。第二页提示文字可以删除，并保存成文件，于年月日前上传至赛事管理系统。 .报名车队请于年月前将报名费电汇至收款账户，对公汇款请务必在汇款备注处写明：报名费。个人汇款请务必在汇款备注处写明学校，如:吉大报名费，并将汇款凭据以照片或者截图等方式留存。若在规定时间内未缴纳报名费的车队将自动失去参赛资格。（缴费时间为年月日年月日）汇款凭据文件命名为：车号学校名称赛事代码汇款凭据文件，并保存成文件（文件大小<），上传至赛事管理系统。. 组委会秘书处收到报名费后个工作日内核实车队实际的缴费情况与参赛确认回执和报名费提交凭证提交情况。实
际缴费情况为已缴费，该车队则成为年正式参赛车队。最终将以公告的形式公示正式参赛队名单。 注意：文件名称不符合规定或提交位置错误，均视为未提交。截止日期前未正确提交的相应文件的车队将自动失去参赛资格。 中国大学生方程式汽车大赛官网 赛事管理系
Error No. 1 This picture shows a classic design error that all Judges hate, and is considered a "Mortal Sin". Every year several cars are presented like this as teams ignore the advice or directions they are given. The outer spherical bearings are threaded rod ends loaded in bending! The entire mass of the car, plus bump loads, weight transfer and brake torque are reacted to the chassis by bending the threaded shank of the lower joint. This is going to break! GTB! Do not do this! The upper rod end is being asked to react brake torque in bending. It is also being carried in single shear on top of the upright. These errors are not so serious, but still examples of poor design. The judges understand why teams do this. It makes camber adjustment easy, but there are better solutions. Teams will argue they have selected a rod end with sufficient bending capacity, but this argument will not hold with the judges. A Rod end with a sufficiently strong shank will be far too big and heavy, and as the thread roots are good stress raisers, the joint will probably crack and break anyway. In any case, we are talking about the Design Competition, and incorrect use of fasteners is not good design.
河南科技大学毕业设计（论文） 题目方程式赛车前、后悬架及 转向系统设计（转向系统）
方程式赛车前、后悬架及转向系统设计（转向系统） 摘要 赛车转向系的设计对赛车转向行驶性能、操纵稳定性等性能都有较大影响。在赛车转向系设计过程中首先通过转向系统受力计算和UG草图功能进行运动分析，确定转向系的传动比，确定了方向盘转角输入与轮胎转角输出之间的关系；运用空间机构运动学的原理,采用Matlab软件编制转向梯形断开点的通用优化计算程序,确定汽车转向梯形断开点的最佳位置,从而将悬架导向机构与转向杆系的运动干涉减至最小；然后采用UG运动分析的方法,分析转向系在转向时的运动,求解内外轮转角、拉杆与转向器及转向节臂的传动角、转向器的行程的对应关系,为转向梯形设计及优化提供数据依据。 完成结构设计与优化后我们对转向纵拉杆与横拉杆计算球铰的强度与耐磨性校核以及对一些易断的杆件进行了校核计算，确保赛车有足够的强度与寿命。完成了对转向轻便性的计算，我们计算了转向轮的转向力矩M ， 转 以及转向盘回转总圈数n，以确认是否达到赛车规则中转向盘上作用力p 手 所规定的要求以及转向的灵活性与轻便性。最后我们建立三维模型数据进行预装配，在软件上检查我们设计的转向系是否存在干涉等现象以及检查我们的转向系是否满足我们的设计要求，对我们的设计进行改进。我们还计划采用adams柔性体单元建立转向系统模型，以提高模型仿真优化的精确度。 关键词：赛车，转向，UG，转向梯形，运动分析，齿轮齿条
The design of Formula front and rear suspension and steering system (steering system) ABSTRACT Steering System Design of a car has a significant impact of driving performance, steering stability. In the car design process, first through the steering force calculations and the UG kinetic analysis we determine the ratio of steering system, the relationship between the wheel angle input and output; The principles of spatial mechanism kinetics and a related optimization program by using Matlab are applied to the calculation of the spatial motion of the ackerman steering linkage. By using the method,the interference between suspension guiding mechanism and steering linkage is minimized; then UG kinetic analysis is used to analysis the motion of steering system when turning and calculating the corresponding relation between the turning angle of inside and outside wheels, the transmission angle of steering linkage and steering box or steering linkage and track-rod, and steering box stroke. And it provides a theoretical basis for designing and optimizing the steering trapezoidal mechanism. After the work we calculate the ball joints tie rod strength and wear resistance, and some calculations was made on some dangerous bars, to ensure the car has enough strength and life. After carrying out a complete calculation of the portability, we calculate the torque of the wheel, the force of steering wheel on the hands and the total number of turns , to meet the requirements in the car ruls. Finally, we set up pre-assembled three-dimensional model data, checking the steering we designed whether there is interference phenomena and to examine whether our steering meet our design requirements, to improve our design. We also plan to use adams flexible body element to establish steering system model to improve the accuracy of simulation and optimization models. KEY WORD：FSAE，UG, steering trapezoid, motion analysis, rack and pinion
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
COLLEGESTUDENTS'FORMULA RACING BRAKE AND WALKING SYSTEM DESIGN ABSTRACT Formula 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 This article mainly elaborated the Formula SAE racing car brake and important. 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
毕业论文 题目大学生方程式赛车设计（前、后悬架设计） 2013年05月30 日
大学生方程式赛车设计（前、后悬架设计） 摘要 本设计为中国大学生方程式汽车大赛（Formula SAE - China，简称"FSAE"）赛车前、后悬架总成设计。悬架总成是汽车的一个重要组成部分，它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架上，以保证汽车的正常行驶。 本次设计根据大学生方程式汽车大赛的比赛规则及赛车设计具体参数要求，参考各种赛车悬架资料，分析各种悬架类型的优缺点，参考国际国内方程式汽车大赛的赛车设计方案，初选出了多连杆悬架和双横臂悬架，然后进行进一步的分析，并最终确定适合赛车运动的悬架形式---不等长双横臂式螺旋弹簧独立悬架。 设计中运用运动学原理分析各机构运动关系、确定尺寸参数,运用理论力学、材料力学知识计算悬架各部件的受力，以满足各零部件的强度要求。本次设计运用了CAD2008画平面图，并运用UG NX 7.0建立悬架模型，进行运动分析和高级仿真。 关键词：悬架，减振器，导向机构，定位参数，建模，运动分析
This design for Chinese University students formula car（front and rear suspension design） ABSTRACT This design for Chinese University students formula car contest (Formula SAE-China, referred to as "FSAE.") racing front and rear suspension design. Suspension Assembly is an important component of the car, its function is to act on the pavement on vertical force, longitudinal force and lateral force as well as the reaction caused by the moment passed to the frame, in order to ensure that the vehicle's normal driving.This design according to the formula of college car racing rules and concrete parameters design requirements, refer to the data of many racing suspension , analysis of the advantages and disadvantages of various suspension type, and ultimately determine the suitable for motor sport suspension---differ long double wishbone arm typed spiral spring independent suspension. Determine the use of unque length double wishbonecoil springindependent suspension,calculated and verified, to the rule of the game,and the actual needs of the cars’s roll center,select the suspension of the car-oriented institutions,and then according to the positioning of the wheel parameterspreliminary design calcuations on the dimensions of the upper and lower wishbone front and rear suspension and frame size as well as track and wheelbase dimensions,and the subsequent stress analysis under various conditions on the suspension,and determine the final suspension size and locationaramerers.In the design application kinematics analysis of the relationship between the various bodies exercise、determine the size parameters, use of theoretical mechanics, material mechanics calculation of the various components of suspension force to meet the strength