毕业设计论文FSAE赛车减速箱设计与分析.docx

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1、自理N大广州学院本科毕业设计（论文）说明书赛车减速箱设计与分析学院汽车工程学院专业班级汽车服务2班学生姓名学生学号指导教师提交日期20XX年5月7日华南理工大学广州学院毕业设计（论文）任务书兹发给汽车服务专业2班学生张旭导毕业设计（论文）任务书，内容如下：1 .毕业设计（论文）题目：赛车减速箱设计与分析2 .应完成的项目（论文提纲）：（1）搜集资料，包括FSAE赛车规则、技术资料、机械设计及减速箱设计书籍、软件使用等;（2）对赛车传动系统的结构进行综合分析，并选择出符合赛事要求的传动结构类型；（3）根据赛车整车的设计参数，设计FSE赛车传动的主要参数;（4）基于UG模块建立FSE赛车减速箱的模

2、型，并且利用ANSYS模块进行运动学仿真分析。据分析结果，以减速箱轻量化为设计目标，对减速箱进行优化;（5）完成设计论文的撰写。3 .参考资料以及说明：（1）王群，阳林,李琦.基于电动轮技术的电动汽车调速研究北机电工程技术.201109:6366.（2）尹冰声、孙跃东.罚函数法在汽车传动系统最优匹配中的应用.机械设计与制造，2004（3）尹冰声,孙跃东.罚函数法在汽车传动系统最优匹配中的应用小.机械设计与制造，2004（4）周永光,阳林等.FSAE赛车车架结构优化和轻量化J1.农业装备与车辆工程.2012（11）（5）濮良贵,纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社,2007.（6）陈家瑞,马

3、天飞.汽车构造（下册）M.北京：人民交通出版社,2005：221-242（7）SimionescuPABeaIeD.SyntheSiSandana1ysisOfthefive1inkearSUSPenSiOnSyStemUSedinautomobi1es.MechanismandMaChineTheory.2002,37:815832.（8）MaSao1Shihama,C）DtimiZatiOnOfSUPerIightWeigh3SPaCe-framevehic1eStrUCtUre.2003.4 .本毕业设计（论文）任务书于年月口发出，应于年月日前完成，然后提交毕业设计（论文）答辩委员会进行

4、答辩。专业教研组（系）负责人审核年月日指导教师（导师组负责人）签发年_月_日中国大学生方程式汽车大赛（FSAE）,中国大学生方程式汽车大赛旨在由各大学车队的本科生和研究生构想、设计、制造一辆小型方程式赛车并参加比赛。给予参赛车队最大的设计灵活性和自由度来表达他们的创造力和想象力，以展示和证明他们的创造力和工程技术水。减速器是汽车传动系中最主要的部件之一，就目前来说，高校学生设计的赛车基本是以链条传动为主、无主减速器。其设计任务是设计一台用于FSAE赛车上的减速箱,采用齿轮传动。设计中选用深圳大地和某款永磁电动机作为方程式赛车的发动机。根据发动机的型号,可以得出的额定功率、最大转矩、最高转速等参

5、数。根据赛车整车的设计参数，设计FSAE赛车减速的主要参数；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减速箱的参数，并验证减速箱的合理性。减速器是由封闭的齿轮传动的刚性外壳和一个独立完整的机构。通过初步掌握一般的零件一般简单机械的完整的设计,齿轮传动是一种非常广泛和重要的机械传动形式的应用，传递运动和动力之间的任意轴和可用于空间，齿轮传动装置正逐渐向小型化，高速度，低噪音，高可靠性和加固技术的发展方向，传动平稳可靠传输，传动效率高（一般可达94%以上，高精度圆柱齿轮可以达到99%）,传输功率范围（从大型机小功率齿轮传动装置几百万千瓦电力）调速范围宽（圆周速度齿轮

6、可以从01ms米/秒或高，从1rmin转速20000rmin或更高），结构紧凑，维修方便等特点。因此它被广泛应用于各种机械设备和仪。本设计的任务是设计一FSE赛车上的减速器。本设计采用中间轴二级数速器，该变速器具有两个突出的优点：一是的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是整体重量较轻。根据电动赛车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、车辆重量、车身重量、满载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该赛车可以得出减速器的最大功率、减速比等重要的参数。再结合赛车的基本参数，选择适当的主减速比。根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的减速器参数并论证设计的合理性。关键词：

7、减速器；FSE；传动比；参数AbstractThespeedreduceriscomposedofrigidgearc1osedshe11andanindependentagency.Throughthepre1iminarymasterthegenera1parts,simp1emechanica1integrityofthedesign,geartransmissionisaveryimportantandwideapp1icationinmechanica1transmission,andcanbeusedtotransmitmotionandpowerbetweenarbitrarya

8、xis,geartransmissiondeviceisgradua11ytotheminiaturization,highspeed,1ownoise,highre1iabi1ityandthedeve1opmentdirectionofreinforcementtechno1ogy,re1iab1etransmission,hightransmissionefficiency(upto94%above,thegenera1highprecisiongearcanreach99%),transmissionpowerrange(fromthemainframeofsma11powergear

9、transmissiondeviceJibaiwanqianwatts)widespeedrange(circumferentia1speedgearfrom0.1m/smeters/secondorhigher,fromthe1rminspeedof20000rminormorehigh),compactstructure,convenientrepair.Soitiswide1yusedina11kindsofmechanica1equipmentandinstrument.ThisdesigntaskistodesignacarontheFSEreducer.Thisdesignuses

10、twoseriesofintermediateshafttransmission,thistransmissionhastwoprominentmerits:thetransmissionefficiencyishigh,wearandnoiseareminima1;thetwoistheovera11weight.Accordingtotheshapeofthee1ectriccar,track,whee1base,theminimumgroundc1earance,vehic1eweight,bodyweight,1oadedweightandthemaximumspeedandother

11、parametersaccordingtotheirchoiceofsuitab1eforthiscarcanreachthemaximumpower,speedreducergearratioandotherimportantparameters.Accordingtothebasicparametersofthecar,choosethesuitab1efina1driveratio.Basedontheaboveparameters,combinedwiththecardesign,automotivetheory,mechanica1designandotherre1atedknow1

12、edge,ca1cu1atedthere1evantparametersofthereduceranddemonstratetherationa1ityofthedesign.Keywords:FSE;reducer;transmissionratio;parameter摘要IAbstractII目录III第一章绪论51.1 研究背景51.2 研究意义51.3 研究的内容研究方法6第二章减速箱的总体设计72.1 整车参数及性能目标参数选择72.2 本章小结9第三章减速箱的传动齿轮的设计与计算103.1 总传动比的确定103.2 传动方案的选型103.3 基本参数的设计与计算113.3.1 赛车

13、传动比的分配11332第1级传动齿轮设计113.3.3 第2级传动齿轮设计123.4 本章小结16第四章减速箱轴的设计与计算174.1 高速轴的设计与计算174.2 低速轴的设计与计算204.4 本章小结22第五章减速箱轴和齿轮的润滑245.1 润滑液和方式的选择245.2 本章小结25第六章减速箱箱体的设计与计算266.1 减速箱箱体材料的选择266.2 减速箱箱体长宽高的选择276.3 本章小结29结论30参考文献31致谢32减速器三维图33减速器组装图34第一章绪论1.1 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。中国大学生方程式汽车大赛是一项由

14、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。此赛事被誉为“汽车工程师的摇篮”。减速箱的设计是其中一个重要的环节，当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低等缺点。汽车减速器作为汽车驱动桥中重要的传力部件，是汽车最关键的部件之一。与国外相比，我国的减速器开发设计部论在技术上、制造工艺上，还是成本控制上都存在不小的差距。减速器设计的好坏关系到汽车的动力性、经济型以及噪音、寿命等诸方面。如

15、何协调好各方关系、合理匹配设计参数，以达到满足使用要求的最优目标，是减速器设计中的最重要的问题。近年来，国内外的FSE赛车所采用的减速箱都是链传动或齿轮传动加链传动。而链传动在实际的比赛过程中存在一些问题：一是传动比不能太大，由于小链轮的包角限制，一般链传动的传动比迳6,常取i=23.5;二是链传动的润滑条件差，耐久赛中链条容易出问题，不稳定。由于FSE电动赛车的传动系统布置空间非常有限，因此，亟待设计一种功能集成、结构紧凑和质量轻的减速箱。与平动齿轮减速器具有体积小，重量轻，传动效率高，节省了大量的原材料和能源。因此，机械传动装置的减少是一种节能，而且减速器产品。减速器可广泛应用于机械，冶金，矿山，建筑，航空航天，军事,汽车等领域。特别是各种需要大传动比和更高的功率有着巨大的市场和应用价值。减速器的现有类型的材料和能源消耗较多，对于大传动比的减速器，问题更为突出。该模型具有减速器的优点。由于减速装置广泛应用于各部门，因此，人们非常重视的基本成分的研究。从减小体积，减轻重量，提高效率，提高技术，以延长使用寿命和提高承载能力，降低成本，提高，将促进资源（包括人力，材料和节能）。可以预见，潜在的国内市场和国外的新型减速器是巨大的，尤其是超级减速器（如水泥生产工业，冶金工业，采矿业将需要更大的减速器等）大多依赖进口，与减速器的一大优势