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毕业论文作者：辛万涛学号： ******学院：机械工程学院系(专业)：车辆工程专业题目：大学生方程式赛车制动系统优化设计指导者：张小俊副教授(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2014 年 6月 8日目录1 绪论 (4)1.1摘要 (4)1.2引言 (4)1.2 FSAE大学生方程式汽车大赛简介 (6)1.3赛事意义 (8)1.4比赛规则简介 (9)1.5赛车设计意义和宗旨 (10)1.6参赛者资格 (11)1.7赛车合格性 (12)2. 制动系统设计前期准备 (13)2.1软件介绍 (13)2.1.1 UG NX的技术 (13)2.1.2 ANSYS (14)2.2制动系介绍 (15)2.2.1布置形式的选择 (15)3 结构设计 (177)3.1踏板设计 (188)3.1.1设计过程......................................................................................... 错误!未定义书签。
93.2盘式制动器分析 (24)3.3盘式制动器制动力矩介绍 ........................................................................ 错误!未定义书签。
53.4离合器踏板的设计分析 (338)3.5 制动踏板的有限元分析 (30)3.6 刹车片的有限元分析 (33)3.5 参考文献 (35)1 绪论1.1引言赛车制动系统是用于行驶中的赛车减速或停车，是下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使行驶的汽车保持在原地（包括斜坡上）驻留不动的机构。
赛车制动系统直接影响赛车的安全性和停车的可靠性[3]。
在多方面查询制动设计手册时，对比赛场实际情况，本着节约成本的原则，我发现我所要设计的制动不需要满足其全部要求，如最大爬坡度（赛场坡度及其有限，几乎以平面为主，故在此方面的关注点可以适当降低），防水（因为我们的比赛很可能在雨天进行，如13年的比赛。
一、设计步骤设计背景：本文基于扬州大学力行车队的方程式赛车进行研究，阐述 FSAE赛车动力系统匹配现状与发展的相关问题。
通过对方程式赛车的电机参数、传动比、电池组容量进行匹配设计，借以寻找一种有效的动力系统优化思路。
在保证赛车动力系统运行水平的基础上，持续改进系统功能及其运行策略，最终进一步提高FSAE 赛车动力系统的运行能力，使得所设计以及制造的方程式赛车能够满足FSAE赛事比赛的要求。
主要内容如下：（1）参考对比国内高校方程式赛车电动汽车的整车布置方式，设计本文所要求设计的扬州大学电动方程式赛车的布置方式；（2）以本校电动赛车基本参数和设计目标为基础进行动力系统参数设计，对电机、传动装置及能源系统进行结构设计和总体性能计算；（3）使用CATIA软件进行系统建模，对电机、电池、控制器以及驱动桥的位置进行合理布置，做好动力系统的总布置图；（4）按照设计任务书中对赛车的动力性和经济性的要求，对赛车的动力系统进行参数匹配，最终确定整车动力系统组成部分的选型。
在Optimum Lap软件中建立赛道模型，通过软件分析方程式赛车的比赛工况；（5）基于CRUISE软件进行赛车的性能仿真，对影响赛车的经济性与动力性的几个因素进行分析，验证所设计的动力系统各部分参数的准确性；二、设计思路图1-3 整体设计技术路线三、设计内容赛车的设计是从赛车的总布置开始，涉及车架、车身、底盘、传动、转动、可靠性和稳定性测试等多方面内容[13]。
纯电动赛车与传统的燃油赛车相比，由于动力源的差异，所以纯电动赛车没有发动机和油箱，代之以动力电池系统以及电机驱动系统。
FSEC纯电动方程式赛车是本着对传统车辆的加速、制动和操纵性能进行创新设计，赛车的总布置是一个穿插赛车设计始末的过程，总布置的确定对赛车的性能有着重要的影响。
三、系统布置整个赛车的组成结构如图2-2所示，主要有驱动系统、能源系统、车架车身、底盘系统等基本结构要素。
图 2-2 整车部分系统布置四、控制系统由于FSAE赛车实质上就是一辆纯电动汽车，因此赛车的动力系统也与纯电动汽车相似，都是由电机和电机控制器组成。
FSAE方程式赛车制动系统设计FSAE是一种由学生组成的赛车设计团队，致力于设计、制造和竞争一辆性能卓越且符合国际赛车设计规范的方程式赛车。
在设计一辆完整的方程式赛车时，制动系统是其中一个非常重要的组成部分。
本文将探讨FSAE方程式赛车制动系统设计的一些关键方面。
首先，制动系统的主要目标是确保车辆能够安全、稳定地减速和停止。
为了达到这个目标，设计团队需要考虑以下几个因素：1.制动系统的选择：FSAE赛车通常采用盘式制动系统。
这种制动系统由刹车盘、刹车卡钳和刹车片组成。
团队需要选择适合方程式赛车的轻量化、高性能的刹车组件。
2.制动盘和刹车卡钳的选材：制动盘和刹车卡钳的选材是关键。
由于方程式赛车需要具有优异的强度和耐热性能，通常会选择轻量化的铝合金材料。
同时，刹车卡钳的结构设计也需要考虑到刹车片的更换和调整。
3.刹车液的选择：刹车液的选择对制动系统的性能有着重要影响。
团队需要选择具有较高沸点和低压缩性的刹车液，以提高系统的热稳定性和刹车响应。
4.刹车片的选材和设计：刹车片的选材和设计也非常重要。
团队可以选择高性能的碳陶瓷复合材料刹车片，从而提高刹车性能和耐磨性能。
5.动力分配：制动系统不仅仅是减速和停车的工具，还可以用来调整赛车的动力分配。
通过设计不同直径的刹车盘和刹车卡钳，可以实现更好的动力分配和转向性能。
除了上述因素外1.刹车平衡：为了确保车辆能够稳定地减速，制动系统需要具有适当的刹车平衡。
团队需要通过改变刹车盘和刹车卡钳的尺寸和比例来实现最佳的刹车平衡。
2.刹车系统调校：团队需要对制动系统进行细致的调校，以确保能够在各种条件下提供稳定、可控的刹车性能。
这包括调整刹车盘和刹车卡钳的位置、刹车卡钳的垫片和刹车片的厚度等。
3.刹车冷却：在高强度的赛车比赛中，刹车系统往往会发热。
为了保持制动系统的稳定性，团队需要设计适当的冷却系统，如通风道和散热片，以有效散去热量。
总结起来，FSAE方程式赛车制动系统设计需要考虑多种因素，包括制动系统的选择、刹车盘和刹车卡钳的选材、刹车液的选择、刹车片的选材和设计、动力分配等。
大学生方程式纯电动赛车（总体设计）摘要本文详细介绍了本次设计的方法及指导思想，本次设计的内容是大学生方程式纯电动赛车的设计。
纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。
随着计算机和电子产品继续开放级骑，电动车技术已经成熟和完善，使驾驶变得更安全，方便，灵活，舒适。
现在，从普通消费者从很远的电动车，只有在少数人匆忙它时髦。
电力汽车可以真正传统燃料汽车在未来竞争的汽车市场，最终会和智能汽车的电动汽车代替。
这只是时间问题。
在设计过程中，我是从电动机和电池的选择入手，为了使汽车获的最高行驶速度,经过计算选择了电机和电池。
在选好电机和电池后，和设计燃油汽车的底盘一样，并同时综合电动汽车的结构特点，对汽车的传动系统，行驶系统，转向系统，制动系统进行一一分析和布置。
在这为纯电动赛车车设计底盘的过程中，要特别注意电动汽车与燃油汽车不同的地方。
在我所设计的这辆纯电动赛车上，它的传动系很简单，是电机直接和主减速器用链传动直接连接，这样整个底盘的总布置也可以变的很自由。
关键词：纯电动赛车，电机，电池，底盘总布置ABSTRACTThis paper introduces in detail the design methods and the guiding ideology, the content of this design is a college student equation of pure electric car design. Pure electric car is powered by car power, with the motor driven wheel driving, conform to the requirements of road traffic and safety regulations of the vehicle. Because of less environmental impact compared with the traditional cars, its prospect is widely, but the current technology is not mature. With the computer and electronic products continue to open-class ride, electric car technology has matured and improved, making driving safer, convenient, flexible and comfortable. Now, the electric car from the ordinary consumer from very far, only a few people in a hurry fashionable it. Electric cars can really traditional fuel vehicles to compete in the future automotive market will eventually be electric cars and smart cars are replaced. This is only a matter of time that day will come for.In the design process, first is to the selection of motor and battery, in order to make the car won the highest speeds, I chose the motor and battery after calculation. After chooses the electrical machinery and the battery, is same with the design fuel oil automobile chassis, and simultaneously synthesizes the electric automobile the unique feature, to the automobile transmission system, the travel system, the steering system, the braking system carries on analyses and the design. In the car chassis design process for electric vehicles, it is important to pay special attention to the different parts of the electric vehicles and fuel cars. The electric car’s drive train I designed is very simple. motor and reducer connected directly with chain transmission, so the layout of the whole chassis is free.KEY WORDS: electric car, electromotor, the battery, the chassis layout目录第一章大学生方程式赛车介绍 (1)§1.1 FSAE 赛车起源 (1)§1.2 FSAE 赛车现状 (2)§1.2.1 赛车现状 (2)§1.2.2 我校赛车现状 (2)第二章纯电动汽车 (3)§2.1 纯电动汽车的发展 (3)§2.1.1 电动汽车电池发展 (3)§2.1.2 电动汽车行业发展 (4)§2.1.3 中国汽车驶入“无油”时代 (4)§2.2 汽车优点 (5)§2.3 发展现状 (6)§2.3.1 发达国家现状 (6)§2.3.2 中国现状 (8)§2.4 电动车的未来发展方向 (8)§2.5 大学生方程式纯电动赛车发展状况 (10)第三章赛车总体设计 (11)§3.1 赛车总体设计概述 (11)§3.1.1 总体设计要求 (11)§3.1.2 总体设计目标 (11)§3.1.3 整车结构 (12)§3.1.4 总体设计进度概述 (13)§3.1.5 课题的意义 (14)§3.2 赛车总体设计的一般顺序 (15)§3.3 赛车各系统设计 (17)§3.3.1 悬架系统设计 (17)§3.3.2 转向系统设计 (18)§3.3.3 制动系统设计 (18)§3.3.4 车架设计 (19)第四章赛车主要参数的初步确定 (21)§4.1 主要参数 (21)§4.1.1 主要技术参数 (21)§4.1.2 电动机的选择 (21)§4.1.3电动车电池面临的主要问题 (24)§4.1.4电动车电池的选择 (25)§4.1.5 轮胎的选择 (26)§4.2 赛车主要设计参数的确定 (27)§4.2.1 性能参数的计算 (27)§4.2.2 整车尺寸参数 (28)§4.3.3 主要技术参数 (29)第五章赛车动力性分析 (30)§5.1 行驶稳定性计算 (30)§5.2 动力性计算 (31)第六章赛车的底盘总布置 (33)§6.1 整车布置的基准的确定 (33)§6.2 赛车布置 (33)总结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)。
中国大学生方程式赛车设计在汽车工业飞速发展的今天，赛车运动尤其是方程式赛车运动在全球范围内都拥有着广泛的影响力。
在这场技术的盛宴中，中国大学生方程式赛车设计正在崭露头角，他们以独特的视角，充满热情地参与到这个充满挑战与创新的项目中。
中国大学生方程式赛车设计赛事起始于2010年，以“培养大学生团队精神、设计和动手能力”为主旨，是一项由在校学生自行设计、制造、调试方程式赛车的比赛。
这种赛事不仅需要学生掌握扎实的理论知识，还需要他们具备极强的实践能力和团队合作精神。
在今年的比赛中，来自全国各地的车队都展现出了极高的竞技水平。
例如，华南理工大学车队以7项核心指标全部合格的优秀成绩夺得了总冠军。
这不仅体现了他们在赛车设计上的高超技能，更彰显了他们在团队合作和创新上的实力。
方程式赛车的设计与制造是一个复杂且繁琐的过程。
从最初的草图设计，到最后的赛车制造完成，每一步都需要精细的计算和设计。
而且，由于比赛规则的限制，每辆赛车都需要在保证性能的同时，尽可能地降低成本和重量。
这无疑是对参赛者们的一次巨大的挑战。
然而，这些年轻的大学生并没有被困难所吓倒。
他们以积极的态度和极高的热情投入到这个项目中，用他们的智慧和努力，一次次突破难关，一次次刷新记录。
他们的努力不仅仅体现在赛车的性能上，更体现在他们的团队合作和创新能力上。
中国大学生方程式赛车设计比赛不仅提供了一个展示大学生们创新能力的平台，更是他们实践理论知识的最佳场所。
在这个平台上，他们可以自由发挥，大胆创新，从而提升自我价值。
同时，通过这样的比赛，他们也提前接触到了社会的挑战与压力，为未来的职业生涯打下了坚实的基础。
中国大学生方程式赛车设计比赛对于推动中国汽车工业的发展也起到了积极的推动作用。
通过参与这样的比赛，学生们可以更加深入地了解到汽车工业的最新技术和趋势，从而提升自己的专业素养。
他们也通过这个平台结识了许多志同道合的朋友，为未来的合作与发展打下了良好的基础。
大学生F1方程式赛车整车设计毕业论文大学生F1方程式赛车整车设计摘要本文基于汽车理论课程实践所做的BAJA赛车模型，并结合FSAE 赛车比赛规则和赛道的布置特点，进行拓展设计一款大学生F1方程式赛车。
从赛车底盘角度出发，本文侧重于汽车车架的设计，因为车架是整车的重要组成部分，它不仅承受着来自路面的各种复杂载荷，同时也是其他总成的安装载体。
通过有限元法对车架结构进行分析，对提高整车的各种性能有重要的意义。
本文根据《中国FSC大赛规则（2012）》要求，首先利用UG6.0软件对赛车车架进行结构设计，建立起多个车架的三维模型，然后将设计出来的多个车架以及BAJA模型的车架导入到有限元软件中，对车架进行静力学分析，通过对比静力和应力分布图分析选出更优秀的车架。
同时对Formula SAE赛车的发动机系统、车轮系统、传动系统、悬架系统、转向系统、制动系统等进行选型和整体布置，然后根据所选的总成参数对整车动力性能进行匹配以及整车动力性能进行分析，从而设计出一款符合大赛要求同时性能优异的赛车。
关键词：UG，大学生F1方程式赛车，车架，有限元分析，动力匹配Formule SAE Collegiate Design of The Racing CarABSTRACTThe article is Based on the BAJA racing car model which is made at the Practice of Automobile Theory Course , and at the same time with combinations of the FSAE car racing game rules and the circuit layout characteristics, to expand the design of a formula sae race car. Start from the chassis of the car , this article focuses on the design of automobile frame, because the frame is an important part of vehicle, it not only suffered from a variety of complex surface load, at the same time it is the carrier to installthe other assembly. Through the finite element method analysis of frame structure, has important significances to improve the vehicle performance. According to《FSC contest rules (2012) of the People's Republic of China》requires, first of all, using the software of UG6.0 to carrry out on the car frame structure design, setting up multiple 3 d model of the frame, and then imported multiple frame and BAJA model frame into the finite element software, using the statics to analysis the frame, by comparing the static and stress distribution analysis to select the better frame. To select the type of Formula SAE racing car engine system, the wheel system,the transmission system, the suspension system, the steering system and the brake system and layout of the whole, and then according to the parameters of the selected to match the vehicle dynamic performance and analyzed the vehicle dynamic performance , Thus design a car to match requirements of the competition and also have performances.KEY WORDS:UG, the formula 1 racing car of College students, frame ,finite element analysis , dynamic matching.目录第一章绪论1.1、 Formule SAE概述1.1.1、背景1.1.2、发展及现状1.2、任务及目标第二章赛车总体参数与主要总成的选择2.1、概述2.1.1、总体设计因满足的要求2.1.2、总体设计的目的2.2、汽车形式的选择2.2.1、轴数2.2.2、驱动形式2.2.3、布置形式2.3、汽车主要参数的选择2.3.1、汽车主要尺寸的确定2.3.2、汽车质量参数的确定2.3.3、汽车动力性参数的确定2.4、发动机的选择2.4.1、发动机限制2.4.2、发动机主要性能指标的选择2.4.3、进气系统2.4.4、排气系统2.5、传动系统2.5.1、变速箱性能参数的确定2.5.2、主减速器及差速器的确定2.6、轮胎和轮辋的选择2.7、悬架系统的选择2.7.1、比赛要求2.7.2、悬架的作用2.7.3、悬架的分类2.7.4、悬架的选择2.7.5、方程式赛车悬架的特殊性2.8、制动系统的选择2.8.1、制动系统要求2.8.2、制动器的分类2.8.3、制动器的选择2.9、转向系统的选择2.9.1、转向的要求2.9.2、转向系的确定2.10、车架形式的选择2.10.1、车架的定义2.10.2、车架的设计2.10.3、车架的分类第三章赛车整车的总体设计3.1、车架的设计3.1.1、车架的设计流程3.1.2、车架设计要求3.1.3、名词解释3.1.4、车架设计过程3.1.4.1、前环以及前斜撑设计3.1.4.2、主环设计3.1.4.3、支撑要求3.1.5、车架材料的选择3.1.6、车架焊接方式的选择3.2、其他部件的三维建模3.2.1、发动机总成以及变速箱三维建模3.2.2、制动总泵以及各个踏板的三维建模3.2.3、悬架系统建模3.2.4、制动系统的三维建模3.2.5、车轮三维建模3.2.6、后驱动桥三维建模3.2.7、转向系统的设计3.2.8、油箱三维模型的建立3.2.9、车身的设计3.2.10、座椅的设计3.2.11、赛车的总装第四章整车设计中的关键问题4.1、车架强度校核4.1.1、有限元软件介绍4.1.2、有限元模型的建立4.1.3、模型的简化及建立4.1.4、网格划分4.1.5、车架静力学分析4.1.5.1、车架静态载荷分析4.1.5.2、工况分析及边界条件处理4.1.5.3、弯曲工况分析4.1.5.4、制动工况的分析4.1.6、车架刚度分析4.1.6.1、车架扭转刚度分析4.1.6.2、车架弯曲刚度分析4.1.7、车架模型（二）的有限元模型分析4.2、动力系统计算匹配及评价4.2.1、概述4.2.2、动力性能计算4.2.2.1、动力性相关公式4.2.2.2、计算过程及结果4.2.2.3、本节结论第五章结论参考文献致谢绪论1.1、Formule SAE概述1.1.1、背景Formula SAE，是由各国SAE，即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以内的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛，要求在一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久，能够成功完成规则中列举的所有项目业余休闲赛车。
本人自己毕业设计文章，为最后定稿内容！！！！安徽工业大学毕业设计任务书课题名称FSAE赛车设计专题：制动系设计与计算学院机械工程学院专业班级车辆工程姓名学号毕业设计的主要内容及要求：一、说明书总论部分：本课题的应用领域，产品设计、研究和使用状况（文献综述），分析薄弱环节和存在问题，提出改进措施。
制动系总体方案设计与分析制动系和驱动机构的结构型式及选择制动系的主要参数及其选择专题部分：制动器和驱动机构的设计计算主要零件的强度、刚度分析主要零、部件的CAD图设计赛车三围造型和实物模拟二、图纸内容总装配图1张部件装配图1张主要零件图若干张指导教师签字：摘要FSAE（Formula SAE）国际学生方程式赛车由美国车辆工程师学会于1979年开办，在国际上被视为是“学界的F1方程式赛车”。
每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年在中国举办了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系的设计，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。
在选定了基本结构后本论文对制动器展开了以下设计。
第一，制动系的参数：包括制动力分配系数、同步附着系数、制动强度、附着系数利用率以及最大制动力矩等参数的选择计算；第二，制动器及其零部件：制动盘、制动钳体、摩擦衬块等制动器零部件的尺寸计算与材料选择；第三，制动驱动机构：制动轮缸、制动主缸、以及踏板行程的设计计算。
除此之外，本论文还介绍了制动驱动机构的结构型式选择，制动主缸，制动管路的多回路系统的选择以及制动器的研究现状及发展前景。
最后，根据设计与计算用AUTOCAD绘制出了该赛车制动器的装配图和制动钳体、制动盘等零件图，并用UG对其进行了三维建模。
关键词：盘式制动器,赛车,设计,建模AbstractFormula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers.It was regarded as the “academic Formula 1 racing”.China has hold the first Formula one for Chinese college students in 2011,the design will be for design of the provisions of the Chinese calendar.In This paper,we mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's design meaning,research status,an goals are been introduced.This paper start the following steps after selecting the basic structure. First, the parameters of braking power distribution coefficient include: adhesion coefficient, synchronous adhesion coefficient, strength, and brake, and maximum braking torque parameters calculation, etc. The second brake and its components: the brake disc and calliper, friction lining block size of components etc brake calculation and material selection, Third : brake wheel drive mechanism brake cylinder, the brake pedal stroke the cylinder, and the design calculation.In addition, this paper introduces the drive mechanism brake type selection, brake main cylinder pipe, braking system, the selection of multi-loop research status of brake and development prospects.Finally, according to the design and calculation using AUTOCAD drawing brake assembly and brake caliper disc brake, at the same time ,the paper also carried a three-dimensional modeling by UG.Key words:disc brake, racing cars,design,modeling中文摘要英文摘要第一章绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 制动系统的基本概念 (1)1.3 制动系统研究现状 (2)1.4 FSAE赛车对制动系统的基本要求 (2)1.5 课题研究方案 (3)第二章制动器的结构形式选择 (4)2.1 鼓式制动器结构形式简介 (4)2.2 盘式制动器结构形式简介 (4)2.3 盘式制动器的优缺点 (6)2.3.1 盘式制动器的优点 (6)2.3.2 盘式制动器的缺点 (7)2.4 FSAE方程式赛车制动器结构的最终选择 (7)第三章制动器主要参数及其选择 (9)3.1 制动力与制动力分配系数 (9)3.3 制动强度、地面制动力和附着系数利用率 (14)3.4 制动器最大制动力矩 (16)3.5 制动器因数 (17)3.6 盘式制动器主要参数的确定 (17)3.6.1 制动盘直径D (17)3.6.2 制动盘厚度h (18)3.6.3 摩擦衬块内径与外径与厚度b (18)3.6.4 摩擦衬块工作面积A (18)3.6.5 摩擦衬块摩擦系数f (18)第四章制动器的设计计算 (19)4.1摩擦衬块的磨损特性计算 (19)4.1.1 比能量耗散率 (19)4.1.2 比滑磨功 (20)4.2 制动器的热容量和温升核算 (20)4.3 盘式制动器有效半径的计算 (21)第五章制动器主要零部件的结构设计 (24)5.1 制动盘 (24)5.2 制动钳 (24)5.3 制动块 (24)5.4 摩擦材料 (25)5.5 制动器间隙的调整方法及相应机构 (26)第六章制动驱动机构的结构形式选择与设计计算 (27)6.1 制动驱动机构的结构型式选择 (27)6.1.1 简单制动系 (27)6.1.2 动力制动系 (28)6.1.3 伺服制动系 (28)6.2 制动管路的多回路系统 (30)6.3 液压制动驱动机构的设计计算 (31)6.3.1 制动轮缸直径与工作容积 (31)6.3.2 制动主缸直径与工作容积 (32)6.3.3 制动踏板力与踏板行程 (33)6.3.4 制动主缸 (34)第七章制动性能分析 (35)7.1 制动性能评价指标 (35)7.1.1 制动效能 (35)该结果符合有关标准。
大学生方程式赛车设计（制动与行走系统设计）摘要Formula SAE赛事1980年在美国举办第一次比赛，现在已经是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。
中国大学生方程式赛车比赛的组织与开展始于2010年，至今已成功举办了三届。
本文主要阐述了在中国大学生方程式汽车大赛组委会制定的规则下，如何设计一辆Formula SAE 赛车的制动系统。
设计采用的是前盘后盘的液压双回路制动系方案。
它的工作原理是利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动趋势，亦即由制动踏板的踏板力通过推杆和主缸活塞，使主缸油液在一定压力下流入轮缸，并通过轮缸活塞推使制动衬片夹紧制动盘产生摩擦力矩，从而产生制动力，使车轮减速直至停车。
由于赛车本身质量较小，很多地方不能按常规的设计方法进行设计，我主要采用了市场调研的方法，先选取一些类似的车型，依据它们的制动系统结合赛车的实际情况反复验证，通过极限算法计算出完全制动时制动盘的最小尺寸。
同时在极限工况下对几个危险截面的零件的强度进行了校核，使其满足要求。
同时利用UG软件进行了建模，以辅助后续工作的顺利进行。
关键词：Formula SAE，赛车，制动，校核FORMULA RACING BRAKE AND WALKINGSYSTEM DESIGNABSTRACTFormula-SAE launched in the USA in 1980, Formula-SAE is now an international competition for Society of Automotive Engineers student members to form teams for the purpose of designing, building and competing in a small high-performance race car.The article discusses how to design a Formula SAE car's braking system。
My design uses a dual hydraulic disc front after-hours circuit brake system program.How does it work is using the friction between the non-rotating components which are connected to the body (or frame) and the rotation components which are connected to the wheels (or drive shaft) to prevent wheel spin or turn the trend.That is, from the brake pedal for pedal force by Rod and master cylinder piston, the master cylinder oil flows into the wheel cylinders under some pressure, And through the wheel cylinder piston that brake lining clamping brake friction torque, so as to produce the braking force to the wheels to speed up to park.As the quality of the car itself is small, many places are not design by the conventional method ，I mainly uses the market research methods, firstly I selected some similar models ，combinating their braking systems and the actual car,I repeatedly verified. by the limit of complete braking algorithm the minimum size of the brake disc.At the same time in extreme conditions,I verified the strength on several dangerous section of parts ,to meets the requirements. At the same time I made use of UG software modeling.KEY WORD: Formula SAE, racing, brake,design常用符号表L汽车轴距, mm a 汽车满载时总质量，kgG1 满载前轴负荷，Nh g 质心高度，mmL1 质心距前轴距,mmL2 质心距后轴距,mmR e 车轮有效半径,mmR r 车轮滚动半径,mmZ1 地面对前轴的法向反力,NZ2 地面对后轴的法向反力,NF f1 前轴车轮的制动器制动力,NF f2 后轴车轮的制动器制动力,NF B1 前轴车轮的地面附着力,NF B2 后轴车轮的地面附着力,Na 制动减速度g 重力加速度F轮胎与地面的附着力ϕF B 汽车承受的总的地面制动力T f 制动器对车轮的制动力矩V 汽车行驶速度β制动力分配系数ϕ地面附着系数δ制动轮缸的活塞行程,mmd w轮缸直径,mmV m主缸工作容积,目录第一章概述 (1)§1.1制动系统设计的意义 (1)§1.2制动系统研究现状 (2)§1.3大学生方程式赛车制动规则和要求 (2)§1.3.1 制动系统概况 (2)§1.3.2 制动测试 (3)第二章制动系统方案论证分析与选择 (4)§2.1 制动器形式方案分析 (4)§2.1.1 鼓式制动器 (4)§2.1.2 盘式制动器 (5)§2.2 制动驱动机构的机构形式选择 (6)§2.2.1 简单制动系 (7)§2.2.2 动力制动系 (7)§2.2.3 伺服制动系 (9)§2.3 液压分路系统的形式的选择 (9)§2.4 液压制动主缸的设计方案 (11)第3章制动系统设计计算 (13)§3.1 制动器主要零部件的结构设计 (13)§3.2 制动系统主要参数数值 (14)§3.2.1 同步附着系数的分析 (14)§3.2.2 地面对前、后轮的法向反作用力 (15)§3.2.3 盘式制动器主要参数确定 (17)第四章盘式制动器的设计计算 (20)§4.1 盘式制动器制动力矩的计算 (20)§4.2制动力与制动力分配系数 (21)§4.3 制动器热容量和温升的核算 (24)§4.4摩擦衬片磨损特性的计算 (25)第五章液压制动驱动机构的设计计算 (28)§5.1 制动轮缸直径与工作容积 (28)§5.2 制动主缸直径与工作容积 (29)§5.3 制动踏板力与踏板行程 (30)§5.4 制动性能计算 (32)第六章行走系统的设计 (33)§6.1 汽车行驶系统概述 (33)§6.1.1 轮毂的设计 (34)§6.1.2 立柱的设计 (34)§6.2制动盘座体的设计 (36)§6.2.2 销的校核 (38)§6.2.3 花键的校核 (39)第七章结论 (41)参考文献 (42)致谢 (44)附录 (45)第一章概述§1.1 制动系统设计的意义汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍、也是运用得最方便的交通工具。
汽车制动系统是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置，而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。
汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。
随着公路业的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对安全性、可靠性的要求越来越高，为保证人身和车辆安全，必须为汽车配备十分可靠的制动系统。
本次毕业设计题目为大学生方程式赛车制动系与行走系统设计。
§1.1.1 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。
§1.1.2 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。
§1.2制动系统研究现状车辆在形式过程中要频繁进行制动操作，由于制动性能的好坏直接关系到交通和人身安全，因此制动性能是车辆非常重要的性能之一，改善汽车的制动性能始终是汽车设计制造和使用部门的重要任务。
当车辆制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，所以才导致汽车的速度逐步减小到0，对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析，通常人们从三个方面来对制动系统进行分析和评价：1、制动效能：即制动距离与制动减速度；2、制动效能的恒定性：即热衰退性；3、制动时汽车方向的稳定性；目前，对于整车制动系统的研究主要通过路试或台架进行，由于在汽车道路试验中车轮扭矩不易测量，因此，多数有关制动系的试验均通过间接测量来进行汽车在道路上的行驶，其车轮与地面的作用力是汽车运动变化的根据，在汽车道路试验中，如果能够方便地测量出车轮上扭矩的变化，则可为汽车整车制动性能研究提供更全面的试验数据和性能评价。
