方程式赛车传动系统设计
方程式赛车动力系统设计(本科毕业设计)
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。
FASE方程式赛车传动设计报告
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Tƒ——滚动阻尼系数ua——最高车速i——坡度CD——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+f1v100+f4(v100)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=0.377rni 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=3.32.4 链条的选择2.5大链轮的计算因为小链轮齿数Z1=15且ic=Z2Z1所以:大链轮齿数：Z2=49分度圆直径：d=psin(180°/z)=12.7sin180°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=190.30mm2.6 链速的确定由公式v=znp 60×1000得 v=14.37m/s2.7链轮中心距的确定根据所建传动部分的模型有，中心距a0=236；所以链条节数：＝70.74圆整后取Lp＝72然后由下式可求得实际中心距为：＝244.34mm3差速器部分：3.1差速器的选择由于普通差速器的转矩是按1:1在左右半轴间分配的，所以普通差速器有一种弊端，那就是由于一侧车轮悬空而导致空转，一旦发生类似的情况，差速器将动力源源不断的传给没有阻力的空转车轮，车辆不但不能向前运动，大量的动力也会流失。
毕业设计(论文)-大学生方程式赛车设计(传动及最终传动系统设计)(含全套CAD图纸)
大学生方程式赛车设计（传动及最终传动系统设计）摘要汽车传动系统的基本功用是将发动机输出的动力传递给驱动车轮，传动系统对整车的动力性和设计中一个重要的组成部分。
本文主要研究的是FSAE方程式赛车传动系统的燃油经济性有很大的影响，故传动系统参数的确定是汽车设计，基于我院LS Racing车队三年来的比赛经验和设计理念，对赛车的传动系统进行优化和改造。
本赛车选用的是铃木CBRR600四缸发动机，差速器是选用德雷克斯勒限滑差速器（Drexler），根据发动机的特性参数、档位比和差速器的工作原理，选择合适的链传动比，计算链条的参数，设计差速器固定支架，合理的布置整个传动系统。
针对传动系统各组成部件，采用ANSYS有限元分析软件对零部件进行强度校核，优化结构使其达到质量轻、强度高的目标。
关键字：FSAE，差速器选型，德雷克斯勒限滑差速器，传动系IFormula SAE of china (transmission and final drivesystem)ABSTRACTThe basic function of auto transmission system is transfer engine power to drive wheels .The transmission system has a great influence in dynamic performance .So the parameter of drive system is one of the important part in automobile design .The article mainly research is drive system design of FSAE racing car. The car drive system optimization and transformation is based on LS Racing team competition experience and design concept in the past three years .The racing car engine is choose SUZUKI GSX-R600 have four cylinder engine .The differential is choose Drexler limited slip differential. According to the characteristics of the engine parameters, gear ratio and differential working principle ,that choose the right chain transmission ratio, calculation chain parameters, design the differential fixed bracket, reasonable arrangement of the drive system. Aimed at the transmission system components, use the ANSYS finite element analysis to check intensity of the parts, that optimize structure enables it to achieve light weight, high strength goal.KEY WORD：FSAE, Differential selection, Drexler limited slip differential, the ANSYS finite element analysis目录第一章大赛背景及发展现状 (1)§1.1 赛事背景 (1)§1.2 国外情况 (2)§1.3 国内情况 (2)第二章绪论 (4)§2.1 传动系统的组成 (4)§2.2 传动系统的功能实现 (4)§2.3 FSAE大学生方程式赛车传动系统的特点 (5)§2.4 中国大学生方程式汽车大赛（FSC）传动规则和要求 (6)§2.5 本次传动系统设计任务 (6)第三章赛车动力总成的选择与布置 (7)§3.1 整车参数与主要结构 (7)§3.2 赛车动力性计算 (9)§3.2.1 主减速比确定 (9)§3.2.2 赛车驱动力的计算 (10)§3.3 赛车动力性的验证与优化 (11)§3.3.1 拟合外特性曲线图 (11)§3.3.2 驱动力-行驶阻力平衡图 (12)§3.3.3 发动机功率-行驶阻力功率平衡图 (13)§3.3.4加速度特性曲线 (13)§3.3.5 动力因数图 (14)§3.4 传动方式确定 (14)第四章动力总成与车架的连接及与驱动轮的传动设计 (18)§4.1 差速器固定 (18)§4.2 车轮法兰设计 (20)§4.3 大小链轮的设计 (21)§4.3.1 链轮齿数1Z、和传动2Z比i的计算与确定 (21)§4.3.2齿数的选取原则 (21)§4.3.3 传动比的确定 (21)§4.3.4 链轮的计算与选取 (22)§4.4 差速器的设计与选择 (26)§4.4.1 差速器原理 (26)§4.4.2 差速器的分类 (27)§4.4.3 方程式赛车的差速器结构选择 (31)§4.4.4 差速器选用说明 (32)§4.5 万向节的选择 (32)§4.5.1 万向节的工作原理 (33)§4.5.2 等速万向节的分类 (33)§4.6 此次设计选用的万向节类型 (36)参考文献 (38)结束语 (38)第一章大赛背景及发展现状随着我国汽车工业的崛起，赛车文化日益蓬勃发展，同时为号召十二五时期党中央提出的科技强国口号，在这样一个背景下，2010年首届中国大学生方程式汽车大赛在上海国际赛车场隆重举办。
FSAE方程式赛车链传动设计
FSAE方程式赛车链传动设计FSAE（Formula Society of Automotive Engineers）方程式赛车是一种学生赛车项目，旨在培养年轻工程师在设计、制造和管理的方面的技能。
赛车链传动是一个重要的设计元素，对车辆性能和可靠性有着直接的影响。
首先，选择适当的传动比是链传动设计的关键。
传动比是发动机转速和车轮转速之间的比率，是通过选择齿轮比来实现的。
传动比的选择要考虑赛车的设计速度、扭矩要求和最大转速，以确保发动机和车轮之间的适当转速匹配。
其次，选择合适的链条类型和尺寸也是很重要的。
链条的选择要考虑到传动的功率和扭矩要求，同时要考虑到链条的重量、寿命和可靠性。
一般来说，赛车链传动常使用轻量化的竞速链条，如520或428号链条，以满足性能要求。
链传动中的一个重要参数是张紧力。
适当的链条张紧力是确保传动稳定性和可靠性的关键。
链条张紧器可以通过张紧链条来改变齿轮之间的间隙，以确保正常的传动效果。
太紧的链条会增加传动的摩擦和损耗，太松的链条可能会导致链条脱落。
因此，根据链条的材料和尺寸，以及传动的扭矩要求，应选择适当的链条张紧器。
此外，在链传动设计中，还需要考虑链条的定位和保护。
链条的定位包括导向齿轮和链条导轨的设计，以确保链条正确安装并保持在正确的位置。
链条的保护可以通过使用链条护套或链条罩来防止外部物体的干扰或链条的脱落。
最后，链传动的维护也是设计中的一个重要方面。
定期的链条检查和润滑是确保链传动正常运行和延长链条寿命的关键。
检查链条的磨损程度和松紧情况，并及时进行调整和更换，可以确保传动的可靠性和性能。
综上所述，FSAE方程式赛车的链传动设计是一个复杂而关键的设计任务。
选择适当的传动比、链条类型和尺寸，以及正确的链条张紧器、定位和保护措施，能够确保链传动的可靠性和性能。
定期的维护和检查也是保持链传动运行良好的关键。
通过合理的设计和维护，赛车链传动能够在竞赛中发挥良好的性能。
方程式赛车传动系大链轮的设计与优化
方程式赛车传动系大链轮的设计与优化戴海燕，吴泽滨，张继华，李长玉（华南理工大学广州学院汽车与交通工程学院，广东广州510800）来稿日期：2019-12-04基金项目：广东省青年创新人才项目（2016KQNCX226）作者简介：戴海燕，（1982-），女，湖北红安人，硕士研究生，讲师，主要研究方向：小型赛车传动系统设计，汽车动力装置系统分析；李长玉，（1982-），男，湖北襄樊人，博士研究生，副教授，主要研究方向：动力装置系统热力学研究1引言以FSAE 为例的小型方程式赛车是按照美国汽车工程学会（SAE ）颁布的比赛规则，由高校或汽车相关企业资助，以学生为主要成员花1年时间，自主设计制造并参加FSAE 比赛的汽车[1-2]。
该项比赛包含了静态项目和动态项目，既要考虑结构设计的合理性，还需要考虑总体的成本、动力性、燃油经济性、操纵稳定性和耐久性等，总体设计要求较高。
作为动力传动装置中的重要部分之一的主减速器，历年来有许多文献对其进行了介绍。
2014年某大学教授应用Cruise 、ADVISOR 、Matlab 等，针对FSAE 赛车动力装置部分的优化与匹配问题进行了研究，定量分析了汽车动力性与主减速比之间的关系[3]。
2015年某大学对电动赛车进行了发动机与变速器、主减速器的参数匹配设计，应用相关软件进行仿真分析，制作了一款各项性能符合设计要求电动赛车[4]。
2016年，某大学教授根据方程式赛车项目要求，对电动赛车进行了发动机与传动装置的匹配设计和试验[5]。
2017年，湖北汽车工业学院传动系统中变速器和主减速器的参数匹配，并完成了整车总体设计、仿真及试验[6]。
根据现有文献分析，在对赛车的传动系统研究中，主要着重于发动机与传动系统中主减速器的匹配问题，针对传动系统中，起减速增扭作用的最主要部件主减速器，尤其是其中是大链轮的轻量化设计与优化却鲜有介绍。
根据文献[7]，链传动不仅具有带传动和齿轮传动的优点，而摘要：以小型方程式赛车主减速的大链轮为研究对象，在保证赛车动力性和安全稳定性的前提下，对大链轮进行轻量化设计与优化。
大学生方程式赛车传动系统设计与分析
河北工业大学本科毕业设计（论文）定稿
Title: Formula Student racing transmission design and analysis
Abstract ：Fra bibliotekFormula Student （ FSAE） competition is a mid-engine car designed and
Keywords： Formula SAE,Transmission ratio; differentials; chain drive; design; optimization
河北工业大学本科毕业设计（论文）定稿
目录
1 绪论 ........................................................................................................................................ - 3 1.1 FSAE 中国大学生方程式赛车赛事简介 ................................................................... - 3 1.2 FSAE 传动系统 ........................................................................................................... - 4 1.2.1 传动系统基础知识 ........................................................................................... - 4 1.2.2 比赛设计要求 .................................................................................................. - 5 1.2.3 设计方案的选择与确定 ................................................................................... - 6 1.3 本文主要研究内容 ....................................................................................................... - 6 -
FSEC电动方程式赛车动力系统设计
FSEC电动方程式赛车动力系统设计电动方程式赛车是一项高科技、高效能的竞技运动，其动力系统设计是赛车性能优化的关键因素之一、在FSEC车队的电动方程式赛车动力系统设计中，注重提高能量利用效率、最大化功率输出和减轻整车重量，以提升赛车在赛道上的性能表现。
动力系统的设计主要包括电动机、电池组和电控系统。
电池组是电动方程式赛车的能量存储设备，其设计目标是提供高能量密度和高功率输出，以满足赛车长时间高速驾驶的需求。
在FSEC车队的动力系统设计中，采用了最先进的锂离子电池技术，这种电池具有高能量密度、长寿命和快速充电能力。
为了最大限度地减少整车重量，车队还对电池进行了轻量化设计，采用高强度、轻量化的材料，并优化电池模块的布局和结构，以减少不必要的重量。
电控系统是电动方程式赛车动力系统的“大脑”，其设计目标是实现电动机和电池组之间的协调工作，并最大限度地提高系统的效能。
FSEC 车队的电控系统采用了先进的控制算法和高性能的硬件设备，以实现高速响应、高效能和稳定的控制。
电控系统还具有智能能量管理功能，能够根据赛车的需求和路况来自动调整能量分配，以实现最佳的能量利用效率。
除了电动机、电池组和电控系统，FSEC车队的电动方程式赛车动力系统还包括涡轮增压系统、换档系统和冷却系统等辅助设备。
涡轮增压系统可以提供额外的动力输出，以增加赛车的加速性能；换档系统能够实现快速、平稳的换档操作，以最大程度地减少换档时间和功率损耗；冷却系统可以有效地降低电动机和电池组的工作温度，以提高系统的效能和稳定性。
总之，FSEC车队的电动方程式赛车动力系统设计注重提高能量利用效率、最大化功率输出和减轻整车重量，以提升赛车在赛道上的性能表现。
通过精确的电机匹配和参数调整、先进的锂离子电池技术应用、高性能的电控系统设计和辅助设备的优化，FSEC车队的电动方程式赛车动力系统能够实现高效能、高可靠性和高竞争力。
FSAE方程式赛车传动系统的仿真设计与优化
； Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ； 优化设 计
Ｄｒ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｏｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｆｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ Ｓ ＡＥ Ｃａ ｒ
Ｂ ＡＩ Ｌ ａ ｎ， ＤＵ Ａ Ｎ Ｙ ｕ ｎ— ｌ ｏ ｎ ｇ ， Ｙ Ａ ＮＧ Ｘｉ ａ ｎ－ ｊ ｕ ｎ， Ｇ ＡＯ Ｊ ｉ ａ ｎ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｒ ａ ｃ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｒ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ；ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｄ ｉｖ ｒ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ；ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｉ ｆ ｘ ｅ ｄ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ＡＮＳ ＹＳ ；
据后桥的安装方式 ， 利用 Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ａ对差速器 固定装 置三维建模 ， 使用 ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 软件作为优 条件 。 关键词 ： 赛车传动 系统 ； 末级传动 比 ； 差速器悬挂装
中图分类号 ： Ｔ Ｂ ２ ４ 文献标志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ９—３ １ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ５— ０ ５ ０ ５— ０ ３
Ｆ Ｓ Ａ Ｅ方程式赛车传动系统的仿真设计与优化
白 兰， 段 云龙 ， 杨 宪军， 高 建
（ 大连 民族 学院 机 电信息工程学院， 辽宁 大连 １ １ ６ ６ ０ ５ ）
摘 要： 为了提高赛车 的加 速性 能 ， 利用理论公 式 、 赛道 特点 和赛手使 用情况 ， 设计 出合适 的传动 比。根
ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｒ ｓ ’ｕ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｒ ａ ｘ ｌ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ． ｔ ｈ ｅ ３ Ｄ ｍｏ ｄ —
毕业设计（论文）开题报告-赛车传动系设计
２．研究方案：
开题报告
1.研究及解决的问题：
（1） 传动比与动力性计算；
（2） 链传动的计算；
（3） 各零件的设计、建模、应力分析；
（4） 工程图的绘制；
2.设计方案概述： （1）在动力性计算时，可以根据公式进行计算赛车的动力性参数，部分参数需要近
似计算，然后参考数据进行传动系的设计。当然最优的方法是采用台架实验等测出相关 参数，然后采用数据拟合软件，较为精确得到各参数的数值与变化情况。由于设备和知 识水平的限制，本文采用公式计算赛车的动力性。但是经过分析，数据具有有效的参考 价值。
FASE方程式赛车传动设计报告
FASE方程式赛车传动设计报告一、引言随着汽车工业的快速发展，赛车运动已成为世界范围内备受关注的体育项目之一、在赛车运动中，传动系统在提供动力的同时，还需要具备高效、可靠、稳定的特性。
本报告将着重介绍FASE方程式赛车的传动设计，并提供相应的参数和分析。
二、传动系统的设计原则传动系统的设计应符合以下原则：1.高效性：传动系统应能最大限度地将发动机的动力转化为车轮的动力；2.可靠性：传动系统应能够在各种条件下保持稳定的传动效果，避免故障和事故；3.轻量化：传动系统的组件应尽可能轻量化，以减少整体重量，提高车辆性能；4.调节性：传动系统应可根据赛道条件和车手需求，进行调节以获得最佳的动力输出。
三、传动系统的组成1.发动机：作为动力源，提供动力输出；2.离合器：用于在换挡时断开发动机与传动系统之间的连接；3.变速器：根据车速和转速要求，通过不同的齿轮组合来实现不同的传动比；4.差速器：用于平衡驱动轮的转速，确保车辆稳定行驶。
四、传动系统的参数和分析在传动系统设计中，以下参数将被考虑和分析：1.传动比：传动比是指发动机转速与车轮转速之比，可以通过调整变速器的齿轮组合来实现。
传动比的选择对车辆的加速性能和最高速度有重要影响；2.离合器的设计：离合器的设计应根据发动机的转矩和输出功率来确定，以保证离合器在各种工况下都能可靠地传递动力；3.变速器的设计：变速器应根据比赛要求和车辆性能来选取合适的齿轮组合，以实现理想的加速性能和最高速度；4.差速器的设计：差速器的设计应保证驱动轮有足够的抓地力，以确保车辆稳定行驶，并能够根据赛道上的曲线进行调节。
为了帮助提高FASE方程式赛车的传动系统性能，可以进行以下分析：1.动力学模拟：通过建立动力学模拟模型，可以模拟并分析传动系统在不同工况下的性能，从而优化传动比和齿轮组合；2.实测数据分析：通过车辆测试和数据采集，可以获取真实的传动系统运行数据，并进行分析和调整；3.比赛数据回顾：通过回顾之前的比赛数据，可以对传动系统的性能进行评估和改进，并制定更好的设计方案。
fsae方程式赛车传动系统的优化设计
Ft6
Vp=136.2 km/h
0
0
50
100
Fv/(km/h)
150
图 2 驱动力
驱动力-行驶阻力平衡图
通过计算 0—100 km/h 加速和 75 m 加速时间
3.18，继续校验传动比：通过绘制驱动力-行驶阻
考察动力性。由图 3、图 4 可知：0—100 km/h 加速
)Pe/kW
35
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[1]。
i1=3.18
i2=3.03
i3=2.84
30
25
20
15
本文主要是通过对赛车发动机动力输出数据
10
的分析，用 MATLAB 计算出最佳传动比。根据发
5
动机输出的动力计算链轮的受力情况，设计链轮
0
0
传动及差速器悬置系统，同时根据悬架轮毂中心
最后，确定主动链轮齿数为 11、从动链轮齿数
为 35，
传动比为 3.18。
*江苏大学第 18 批大学生科研课题立项项目(18A348)
作者简介：
余洁（1998—），
男，
本科生，
从事动力传动系统设计以及 CAE 静力学分析研究。
3.2
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
初级减速器比为 2.111，主减速比为 3.18，1 挡
图1
和驱动轮轮距设计合适的传动半轴，再利用 AN⁃
SYS 对零件进行有限元分析和强度校核，使得传
3000
FSAE方程式赛车链传动设计
链传动比 i 一般≤7，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允许到 10。如传动比过大，则 链包在小链轮上的包角过小，啮合的齿数太少，这将加速轮齿的磨损，容易出现跳齿，破坏
主动链轮齿数系数的选取结果见表图1排数系数km齿数z11752533故取齿数系数10因为p初定型号525节距p15875mm的单排链33链轮分度圆直径的计算由公式76mm829mm根据大链轮的齿数链轮34初选中心距a0小传动结构紧凑但a太小链条总长太短单位时间里每一链节参与啮合次数过多加剧链的磨损和疲劳
2 FSAE 方程式赛车传动系的功用
传动系统的首要任务是与发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶， 并具有良好的动力性和燃油经济性。为此，传动系统应具有如下的功能：○1 实现汽车减速增
作者简介：朱建勇（1988-），男，本科在读；研究方向：汽车运用 陈冬峰（1987-），男，本科在读；研究方向：汽车载运 李顺华（1987-），男，本科在读；研究方向：汽车维修
E-mail: zhujianyongsd@
扭； ○2 实现汽车变速；○3 实现汽车倒车；○4 必要时中断传动系统的动力传递；○5 应使车轮 具有差速功能。
3 滚子链传动的设计计算
已知 传动用途：中高速车辆驱动；工作情况：中等冲击，高速中载；原动机种类；高
转速单缸内燃机；链轮转速 n1=4500r/min，结构尺寸要求等。
若传动速度高，传递的功率大；或传动中心距小，传动比大，取小节距的多排链。若传 动中心距大而传动比小，取大节距的单排链。主动链轮齿数系数的选取结果见表图 1 链排数 的选取见表 2。
最新大学生方程式赛车变速箱及传动系统
大学生方程式赛车变速箱及传动系统大学生方程式赛车变速箱及传动系统设计摘要变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。
其设计任务是设计一台用于FSAE赛车上的手动变速器。
设计中选用本田CBR600-F4i作为方程式赛车的发动机。
根据发动机型号，可以得出发动机的最大转矩、最大功率、最高转速等参数。
设计的赛车无主减速器，采用链传动，且传动比已知。
根据以上参数，结合汽车设计、汽车理论、机械设计、汽车底盘设计等相关知识计算变速器的参数，并验证变速器的合理性。
设计中利用了CAD、UG等软件制作了变速器主要总成的模型，并绘制了变速器装配总图及主要零件的二维图。
通过设计，我学习和巩固了专业课知识而且了解了不少相关专业的知识，也提高了个人能力，更重要的是锻炼了与人协作的精神。
关键词：汽车工程；变速器；设计；手动The Design of Formula SAE Car Gearboxand Transmission SystemAbstractGearbox is the one main component of the vehicle transmission.The duty of this design is to design a manual transmission used in the FSAE Racing car.We chose Honda CBR600-F4i as the engine of FSAE Racing car. According to the engine model, we can draw the maximum engine torque, maximum power, maximum speed and other parameters. The design of the car without main gear, using chain drive, and the transmission ratio is known. Based on the above parameters, combining automotive design, automotive theory, mechanical design, automotive chassis design and other related knowledge ,calculate transmission parameters and verify the reasonableness of the transmission.Duiring design, I use CAD, UG and other softwares to produce the model of main transmission assembly , and the mapping of the transmission assembly diagram and major parts of total two-dimensional diagram .By designing, I not only learn and consolidate knowledge ,understanding of a number of specialized courses related professional knowledge, but also improve the ability of individuals, but more importantly is to exercise the spirit of collaboration with others.Key Words：Automotive engineering;Transmission;Design;Manual目录大学生方程式赛车变速箱及传动系统设计 (i)摘要 (i)Abstract (ii)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题研究意义 (1)1.3 本课题研究的现状及发展 (2)1.4 本章小结 (3)第二章变速器传动机构布置方案 (3)2.1 变速器概述 (3)2.2 变速器传动机构布置方案 (4)2.3本章总结 (5)第三章变速器主要参数的选择 (5)3.1. 变速器挡数的选择及各挡传动比的确定 (5)3.1.1.变速器的挡位数 (5)3.1.2.变速器的传动比 (5)3.2.中心距 (6)3.3.变速器的轴向尺寸 (7)3.4.齿轮参数 (7)3.4.1齿轮模数 (7)3.4.2压力角 (8)3.4.3螺旋角 (8)3.4.4齿宽计算 (8)3.4.5齿轮变为系数的选择原则 (9)3.4.6齿顶高系数 (9)3.5各挡齿轮齿数的分配 (10)3.5.1确定1挡齿轮的齿数 (10)3.5.2对中心距A进行修正 (11)3.5.3确定常啮合传动齿轮齿轮副的齿数 (11)3.5.4修正螺旋角的值 (11)3.5.5确定其它各挡的齿数 (11)3.6变速器齿轮的几何尺寸计算 (13)3.6.1直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 (13)3.6.2斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 (14)3.6.3根据以上公式计算各齿轮参数 (15)3.7变速器轮齿强度计算 (16)3.7.1变速器齿轮的材料及热处理 (17)3.7.2计算变速器各轴所传递的转矩 (17)3.7.3轮齿强度计算 (18)3.8本章小结 (24)第四章变速器轴设计计算 (24)4.1轴的功用及要求 (24)4.2轴的结构形状 (24)4.3 初选轴的直径 (25)4.4轴的刚度和强度的计算 (25)4.4.1第一轴的刚度验算 (26)4.4.2中间轴的刚度验算 (27)4.4.3第二轴的刚度验算 (30)4.4.4轴的强度验算 (32)4.5本章小结 (34)第五章变速器的同步器设计 (35)5.1同步器的设计 (35)5.1.1惯性式同步器 (35)5.1.2同步器工作原理 (35)5.1.3同步器主要参数的确定 (35)5.2变速器的操纵机构 (37)5.3轴承及平键的校核 (38)5.3.1轴承选择及校核 (38)5.3.2键的校核 (43)5.4变速器壳体 (44)5.5本章小结 (44)第六章大学生方程式赛车链传动系的设计 (45)6.1 概述 (45)6.2 FSAE方程式赛车传动系的功用 (45)6.3 滚子链传动的设计计算 (46)Z、2Z和传动比i (46)6.3.1 链轮齿数16.3.2节距和排数的确定 (46)d与齿顶圆直径2a d的计算 (46)6.3.3链轮分度圆直径26.3.4初选中心距o a (47)L (47)6.3.5链节数P6.3.6确定实际中心距a (47)6.3.7链轮包角1a (47)6.4本章总结 (48)总结 (48)参考文献 (49)致谢 (50)第一章绪论1.1 课题研究背景2010年第一届中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSAE”)在上海举行。
大学生方程式赛车总布置设计及优化
大学生方程式赛车总布置设计及优化大学生方程式赛车总布置设计及优化一、引言方程式赛车是一项非常具有挑战性和刺激性的赛车运动，它要求赛车设计师们在有限的资源下，构建出高性能的赛车，以在赛场上取得优异的成绩。
本文将探讨大学生方程式赛车的总布置设计及优化策略。
二、总布置设计总布置设计是指整个方程式赛车的整体结构和各个系统的选择、位置等方面的设计。
设计师们首先需要确定动力系统（发动机、传动系统）、悬挂系统、底盘构架和车身的总体结构。
1. 动力系统动力系统是赛车的“心脏”，直接影响整车的性能表现。
大学生方程式赛车常常采用内燃机作为动力系统，选择适当的发动机并进行优化调校非常重要。
此外，传动系统的设计也需要考虑到合理的齿轮比、传动效率等因素。
2. 悬挂系统悬挂系统对于大学生方程式赛车的操控性和稳定性具有重要影响。
在总布置设计中，设计师们需要选择适当的悬挂类型（如双横臂悬挂、麦弗逊悬挂等）和悬挂参数（如减振器硬度、悬挂角度等），以满足赛车在高速弯道、减震等方面的要求。
3. 底盘构架底盘构架的设计需要考虑到赛车的刚性、轻量化和用材成本等因素。
设计师们可以采用碳纤维复合材料等轻量化材料，结合适当的构架形式（如单壳体、铝合金悬臂等）来实现平衡的设计。
4. 车身车身设计需要综合考虑空气动力学性能和安全性。
设计师们需要根据方程式赛车的要求，对车头、侧面和尾部的气流进行优化，以提高赛车的下压力和降低风阻系数。
此外，也需要合理设置车身的保护结构，以确保驾驶员的安全。
三、优化策略在进行总布置设计之后，设计师们需要通过一系列优化策略来改进赛车的性能。
以下是几种常见的优化策略：1. 材料优化通过优化材料的选择和使用，可以降低赛车的整体重量，提高强度和刚性。
如采用轻量化材料、优化材料厚度等手段来实现。
2. 空气动力学优化通过车身造型的改进和空气动力学模拟，可以提高赛车的下压力和降低风阻系数，提高赛车在高速行驶和弯道加速时的稳定性和性能。
大学生方程式赛车变速箱及传动系统设计
大学生方程式赛车变速箱及传动系统设计摘要变速器是汽车传动系中最主要地部件之一.其设计任务是设计一台用于FSAE赛车上地手动变速器.设计中选用本田CBR600-F4i作为方程式赛车地发动机.根据发动机型号，可以得出发动机地最大转矩、最大功率、最高转速等参数.设计地赛车无主减速器，采用链传动，且传动比已知.根据以上参数，结合汽车设计、汽车理论、机械设计、汽车底盘设计等相关知识计算变速器地参数，并验证变速器地合理性.设计中利用了CAD、UG等软件制作了变速器主要总成地模型，并绘制了变速器装配总图及主要零件地二维图.通过设计，我学习和巩固了专业课知识而且了解了不少相关专业地知识，也提高了个人能力，更重要地是锻炼了与人协作地精神.关键词：汽车工程；变速器；设计；手动The Design of Formula SAE Car Gearboxand Transmission SystemAbstractGearbox is the one main component of the vehicle transmission.The duty of this design is to design a manual transmission used in the FSAE Racing car.We chose Honda CBR600-F4i as the engine of FSAE Racing car. According to the engine model, we can draw the maximum engine torque, maximum power, maximum speed and other parameters. The design of the car without main gear, using chain drive, and the transmission ratio is known. Based on the above parameters, combining automotive design, automotive theory, mechanical design, automotive chassis design and other related knowledge ,calculate transmission parameters and verify the reasonableness of the transmission.Duiring design, I use CAD, UG and other softwares to produce the model of main transmission assembly , and the mapping of the transmission assembly diagram and major parts of total two-dimensional diagram .By designing, I not only learn and consolidate knowledge ,understanding of a number of specialized courses related professional knowledge, but also improve the ability of individuals, but more importantly is to exercise the spirit of collaboration with others.Key Words：Automotive engineering。
电动方程式赛车传动系统的设计与仿真
电动方程式赛车传动系统的设计与仿真作者：田哲文袁晓东刘易斯刘翔彭熠来源：《汽车科技》2016年第04期摘要：将电动方程式赛车作为研究对象，根据整车性能要求，匹配出该赛车的电机，电池和传动系统的参数，再利用AVL CRUISE软件对赛车进行建模和仿真分析。
根据得到的仿真结果来分析电动方程式赛车的动力性和经济性，从而验证匹配的合理性。
对赛车设计和改进提供了理论指导。
关键词：电动方程式赛车；传动系统；参数匹配；CRUSIE；仿真中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2016）04-0034-05Abstract： The matching parameters of the motor， battery and power-train of an electric formula car， taken as research object， are calculated according to the performance requirements of the vehicle. Then the model of the electric formula car is established and simulated by AVL CRUISE. The results of simulation， the analysis of the dynamic and economic performance of the formula car， proved the reasonable of the design at last. The paper can provide theoretical direction of formula car’s design and improvement.Key Words： Electric formula car； power-train； parameters matching； CRUSIE；simulation1 引言随着环境污染与能源匮乏这两大难题的日益凸显，世界各大汽车公司都在寻找一款可以代替传统燃油车的新型汽车，而电动汽车由于其自身无污染，低排放等优点，越来越多地获得人们的关注[1]。
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3传动系统的设计
3.1概述
赛车传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动车轮。
发动机发出的动力依次经过离合器、变速器和由万向节与传动轴组成的万向传动装置，以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴，最后传到驱动车轮。
本赛车的采用的是发动机横置，由变速器输出轴到主减速器采取轴传动。
并且由于本赛车的离合器和变速器与发动机集成到一体，因此离合器与变速器无需设计。
本赛车需要设计与发动机总成相适应的万向传动装置与驱动桥。
3.2万向传动装置的设计
由于本赛车变速器输出轴与主减速器输入轴不在一条直线上，有一定夹角且在传动过程中相对位置不断变化，因此需要通过万向传动装置进行连接传递动力。
万向传动轴包括万向节、轴管及伸缩花键组成。
本赛车驱动桥与变速器之间的距离不大，因此采用两个万向节和一根传动轴的结构，无需中间支撑。
万向节所连接的两轴之间的夹角范围应该小于20。
赛车变速器的输出轴轴端有法兰盘，可以根据该法兰盘选取合适的十字轴万向节，法兰盘的结构及尺寸如图所示。
变速器输出轴连接盘
为了简化设计减少工作量，在万向节设计上本赛车采用已有车型的万向节，经过市场调研初步选取器轻骑微卡的万向节。
现对其强度进行校核，分析其是否满足强度要求。
十字轴的主要失效形式是轴颈根部断裂，在选择十字轴时应保证十字轴轴颈有足够的抗弯强度。
轴颈根部的强度计算：
万向节叉和十字轴轴颈组成连接支承，在力F作用下产生支承反力，在与十字轴轴孔组成45°的B—B截面处，万向节叉承受弯曲和扭转载荷，校核其弯曲应力和扭转应力是否合格。
图为万向节叉的受力图。
的强度情况，原车传动轴的长度不适合本赛车，因此需要对传动轴进行一定得改动，可将传动轴从中间锯断，其两端焊接到万向节叉上，中间部分采用花键连接。
改动后的传动轴长度约为120mm,最大传动夹角不超过20°。
由于原车的工作环境及载荷要坏于本赛车，因此改动后的传动轴可以满足使用条件。
3.3主减速器的设计
赛车主减速器的作用是减速增扭，并改变传动方向。
对主减速器的要求有以下几点：
（1）具有合适的主减速比，以保证汽车最佳的动力性和燃油经济性；
（2）尽可能减少外廓尺寸，保证赛车具有足够的离地间隙；
（3）结构简单，加工工艺性好，拆装、调整方便。
主减速器有多种结构形式，主要根据齿轮类型、减速形式、从动齿轮支承形式分类。
按齿轮副结构型式分类：螺旋锥齿轮式、双曲面齿轮式、圆柱齿轮式、蜗杆传动式。
按减速形式分类：单级式、双级式、单速式、双速式、贯通式、轮边减速式。
按从动齿轮支承形式分类：跨置式、悬臂式。
根据本赛车的主减速器传动﹤7）以及实际使用条件，本赛车选用单级弧齿锥齿轮传动，悬臂式支撑比（i
形式。
主减速器锥齿轮的切齿法主要有格里森切齿法和奥利康切齿法。
这两种方法均可加工螺旋锥齿轮，但两者加工的齿轮具有不同的特征。
格里森齿制的锥齿，从大端向小端齿高是渐缩的；奥利康齿制的锥齿则是等高的，格里森切齿法的应用最广泛。
本赛车主减速器采用锥齿轮，齿轮主要参数的选择和设计如下：。