汤昊_方程式赛车传动系统设计分析_中期报告

河北工业大学2013届本科毕业设计（论文）中期报告

毕业设计（论文）题目：方程式赛车传动系统设计分析

专业（方向）：车辆工程

学生信息：090264、汤昊、车辆091

指导教师信息：86024、武一民、教授

报告提交日期：2013-4-24

内容要求：

一、本阶段具体工作及取得进展

（一）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：高转速四缸内燃机设计内容：链条节距p、列数、链条链节数Lp、传动中心距a、大、小链轮齿数Z1、Z2 小链轮齿数Z1对链传动的平稳性和使用寿命有较大影响。齿数少，外廓尺寸小，但齿数过少，运动不均匀性加剧，动载荷和冲击加大;链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰链的磨损加剧;链传递的圆周力增大，加速了链条和链轮的损坏。齿数过多，将增大传动尺寸和质量，链条磨损后节距的伸长容易发生跳齿和脱链，同样会缩短链条的使用寿命。

齿数的选取原则:(1链传动速度高时，齿数多些；(2)为考虑磨损均匀，链轮齿数应取与链节数互为质数的奇数，并优先选用以下数列:17, 19, 21, 23, 25, 38, 57, 76，95。

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，破坏正常啮合。通常包角最好不小于120，推荐传动比i=2~3. 5

最终设计结果，大齿轮45齿，小齿轮15齿，传动比3

故取齿数系数kZ=1. 1,采用单排链K-m=1.0 初定型号525，节距p=15. 875mm的单排链链轮分度圆直径d2与齿顶圆直径da2的计算

下一步，利用ANSYS进行分析，优化。

（二）气动换挡

实现原理：

电磁阀气缸换挡摇臂

压缩气体减压阀单片机换挡信号

电磁阀气缸离合摇臂

电磁阀来完成电信号转换到气动执行机构

高压气瓶连接减压阀

当车手需要换挡时，发动机转速表达到一定值后按动换挡开关，给出动作指令。电子控制单元(单片机）控制整个换挡过程（离合与换挡的配合）。该系统采用气缸活塞带动变速箱/离合器摇臂，取代了传统的机械连杆机构。气缸活塞的运动由电子控制单元控制电磁阀开关控制气压高低去控制。

（三）电动机换挡

因为气动换挡控制部分比较复杂，以现阶段所学暂不能写出完整的控制指。

为了实现气动换挡在驾驶赛车时的便利性优势，现想通过利用模型电机带动齿轮，完成换挡

实验利用弹簧秤与杠杆测出每一档的换挡力

经过计算，与校核，现已经购买模型电机，12V 直流电机3M 18齿，大扭力。以及同步带轮3M-72齿配15MM带宽同步轮，橡胶同步带3M-342 114齿圆弧齿工业皮带。

下一步，将设计齿轮减速增扭，达到各档位换挡力的要求，用单片机控制电机的通电时间和正反转，实现电动换挡

二、遇到的问题及解决方法

目前无论是气动换挡还是电动换挡都需要PIC的控制，现在正在继续学习单片机控制程序。

接下来准备进行发动机台架实验，测现有发动机数据

三、后期工作内容

第一周～第三周

第四周～第七周

第八周～第十一周

第十二周～第十三周第十四周

查阅相关的赛车法规与标准，了解赛车发展过程及赛车传动系统设计方法。熟悉CAD、UG等计算分析软件，撰写前期报告。

根据赛车的发动机形式，选择赛车变速器，并对传动系统进行计算分析，并设计链轮结构，撰写中期报告。

设计气动换挡机构，绘制相关图纸，撰写毕业论文初稿。

撰写毕业论文终稿。

毕业论文查重及毕业答辩。