大节能赛车传动系统的设计及优化(附件)【字数：10995】
摘 要本文研究的主要内容是大学生节能赛车的传统系统，为节能赛车设计一套轻量化、传动效率高的低损耗传动系统。根据不同路况及发动机经济转速条件计算出传动比范围，利用实验对比得出合适的传动比；结合赛车车架结构设计及比赛规则，确定适合赛车的传动方式；在保证相关构件强度下，再对其其进行轻量化处理。本文采用了传动比为7.14的链带结合的二级传动方式，相比之下，每升油的行驶距离提升了14km左右，经过轻量化处理后传动系统质量减小42.85%，约4.3kg。
目 录
第1章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2选题的意义 1
1.3比赛规则 2
1.4论文研究内容 2
第2章 传动系统设计 3
2.1传动方案 3
2.2传动比的计算 4
2.2.1根据发动机性能和赛车速度计算传动比 5
2.2.2 根据路况计算传动比 5
2.3传动装置的设计 7
2.3.1 传动方式的选择 7
2.3.2传动带轮设计计算 9
2.3.3传动链轮设计计算 17
2.4中间传动轴支撑架设计 19
第3章 基于SIMULATIONXPRESS零部件轻量化设计 22
3.1 大链轮受力分析、结构优化 22
3.2大带轮受力分析、结构优化 26
3.3支撑架受力分析、结构优化 30
第4章 基于燃油经济性的传动比优化 36
4.1试验目的 36
4.2试验器材 36
4.3试验方法 36
4.4 试验结果与分析 37
结束语 39
致 谢 40
参考文献 41
附录 42
绪论
1.1课题背景
随着现代社会的发展和国家对汽车节能技术的重视，人们越来越注重能源的节约与环境的保护。本田在中国一年一度的Honda节能竞技大赛的举办迎合了时代节能环保的号召, 吸引了包括各大专院校、企业以及来自社会上的越来越多的代表队参赛，激发起了所有参赛者的对地球环境保护的挑战精 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
神。通过近几年的赛事举办,节能技术不断优化和完善，节能赛车的不断完善与优化也必将推动节能竞技大赛的不断进步，从而带动更多的人参与到赛事中来，推动汽车节能技术的发展，缓解当今能源紧缺的压力。
节能赛车降低油耗主要从设计赛车的轻量化、传动效率和驾驶方案等方面入手。一套合理完善的节能赛车传动系统的设计是推动一辆成功的赛车设计制作完善的基本条件之一。
本文依据参赛赛车为研究对象，主要针对节能赛车传动系统，从传动方式、传动比，为节能赛车的进一步优化提供一定的理论和实验基础。
1.2选题的意义
随着工业的快速发展，能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战，节能汽车成为汽车行业发展的必然趋势[2]。石油供应的依存度可能上升至80%左右[3]，到2030 年我国汽车保有量将达到2.3 ～ 2.5 亿辆, 是2020 年的1.7～ 1.9倍左右[4]。汽车消耗大量的石油，并且利用率低，造成很大的浪费，而且尾气含有CO、HC、NO、NO2等物质，对人体健康有很大的危害，并对人类的生存环境有很大的损坏。汽车产业的节能环保，对于落实国家能源发展战略和加快建设资源节约型、环境友好型社会，具有重要意义。而汽车传动系统在节能和低成本的推动下不断进行创新，并逐渐向轻量化、高效化等方向发展[5]。因此，节能赛车的不断完善与优化也必将推动节能竞技大赛的不断完善，从而带动更多的人们参与到赛事中来，进一步普及节能环保意识和推动汽车节能技术的发展。
1.3比赛规则
比赛方统一提供一致的125cc化油器4冲程发动机，由各参赛学校或媒体制造出节能赛车，此赛车要求平均速度不小于25km/h的条件下，行驶一定的路程耗油量最小。
参赛节能车辆必须为3轮以上（包括3轮），轴距大于1.0m，车的高度小于1.8m，全长小于3.5m，全宽小于2.5m，轮距大于0.5m，排气管伸出车身后端不超过10cm。
1.4论文研究内容
（1）利用SolidWorks对传动系进行建模。
（2）利用SolidWorks SimulationXpress工具对传动系进行应力分析。
（3）利用SolidWorks的动画功能模拟传动动画。
（4）结合实际赛车在不同传动比和行驶方案时的油耗大小,对计算的到的传动比进行优化，以消除往年传动比波动范围过大的问题。
传动系统设计
2.1传动方案
参赛赛车设计为3轮，前2后1排列，轴距1.68m，车的高度0.95m，全长2.62m，全宽0.86m，轮距0.56m，排气管从车身底部伸出，未突出车身后端。车架总长2.228m，宽0.23m，高0.46m，发动机和中间传动安放空间长0.48m，宽0.23m。
本传动系统是针对参加 Honda举办的节能竞技大赛的节能赛车的制作进行了设计。通过各大传动方式对比及实际赛车性能要求，最后确定采用二级传动方式，无声链传动和同步带传动配合。链传动为第一级传动，带传动为第二级传动，带传动比为3.5，链传动采用三个不同传动比，最后根据赛车油耗选择其中一个耗油最低的传动比作为链传动比。传动方案图21、图22如下：
/
图21 传动方案设计图
发动机；2小链轮；3离合器；4曲轴中心线；5大链轮；6中间传动轴中心线；7大带轮；8后轮轴中心线；9后车轮；10法兰；11小带轮；12同步带；13无声链
目 录
第1章 绪论 1
1.1课题背景 1
1.2选题的意义 1
1.3比赛规则 2
1.4论文研究内容 2
第2章 传动系统设计 3
2.1传动方案 3
2.2传动比的计算 4
2.2.1根据发动机性能和赛车速度计算传动比 5
2.2.2 根据路况计算传动比 5
2.3传动装置的设计 7
2.3.1 传动方式的选择 7
2.3.2传动带轮设计计算 9
2.3.3传动链轮设计计算 17
2.4中间传动轴支撑架设计 19
第3章 基于SIMULATIONXPRESS零部件轻量化设计 22
3.1 大链轮受力分析、结构优化 22
3.2大带轮受力分析、结构优化 26
3.3支撑架受力分析、结构优化 30
第4章 基于燃油经济性的传动比优化 36
4.1试验目的 36
4.2试验器材 36
4.3试验方法 36
4.4 试验结果与分析 37
结束语 39
致 谢 40
参考文献 41
附录 42
绪论
1.1课题背景
随着现代社会的发展和国家对汽车节能技术的重视，人们越来越注重能源的节约与环境的保护。本田在中国一年一度的Honda节能竞技大赛的举办迎合了时代节能环保的号召, 吸引了包括各大专院校、企业以及来自社会上的越来越多的代表队参赛，激发起了所有参赛者的对地球环境保护的挑战精 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
神。通过近几年的赛事举办,节能技术不断优化和完善，节能赛车的不断完善与优化也必将推动节能竞技大赛的不断进步，从而带动更多的人参与到赛事中来，推动汽车节能技术的发展，缓解当今能源紧缺的压力。
节能赛车降低油耗主要从设计赛车的轻量化、传动效率和驾驶方案等方面入手。一套合理完善的节能赛车传动系统的设计是推动一辆成功的赛车设计制作完善的基本条件之一。
本文依据参赛赛车为研究对象，主要针对节能赛车传动系统，从传动方式、传动比，为节能赛车的进一步优化提供一定的理论和实验基础。
1.2选题的意义
随着工业的快速发展，能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战，节能汽车成为汽车行业发展的必然趋势[2]。石油供应的依存度可能上升至80%左右[3]，到2030 年我国汽车保有量将达到2.3 ～ 2.5 亿辆, 是2020 年的1.7～ 1.9倍左右[4]。汽车消耗大量的石油，并且利用率低，造成很大的浪费，而且尾气含有CO、HC、NO、NO2等物质，对人体健康有很大的危害，并对人类的生存环境有很大的损坏。汽车产业的节能环保，对于落实国家能源发展战略和加快建设资源节约型、环境友好型社会，具有重要意义。而汽车传动系统在节能和低成本的推动下不断进行创新，并逐渐向轻量化、高效化等方向发展[5]。因此，节能赛车的不断完善与优化也必将推动节能竞技大赛的不断完善，从而带动更多的人们参与到赛事中来，进一步普及节能环保意识和推动汽车节能技术的发展。
1.3比赛规则
比赛方统一提供一致的125cc化油器4冲程发动机，由各参赛学校或媒体制造出节能赛车，此赛车要求平均速度不小于25km/h的条件下，行驶一定的路程耗油量最小。
参赛节能车辆必须为3轮以上（包括3轮），轴距大于1.0m，车的高度小于1.8m，全长小于3.5m，全宽小于2.5m，轮距大于0.5m，排气管伸出车身后端不超过10cm。
1.4论文研究内容
（1）利用SolidWorks对传动系进行建模。
（2）利用SolidWorks SimulationXpress工具对传动系进行应力分析。
（3）利用SolidWorks的动画功能模拟传动动画。
（4）结合实际赛车在不同传动比和行驶方案时的油耗大小,对计算的到的传动比进行优化，以消除往年传动比波动范围过大的问题。
传动系统设计
2.1传动方案
参赛赛车设计为3轮，前2后1排列，轴距1.68m，车的高度0.95m，全长2.62m，全宽0.86m，轮距0.56m，排气管从车身底部伸出，未突出车身后端。车架总长2.228m，宽0.23m，高0.46m，发动机和中间传动安放空间长0.48m，宽0.23m。
本传动系统是针对参加 Honda举办的节能竞技大赛的节能赛车的制作进行了设计。通过各大传动方式对比及实际赛车性能要求，最后确定采用二级传动方式，无声链传动和同步带传动配合。链传动为第一级传动，带传动为第二级传动，带传动比为3.5，链传动采用三个不同传动比，最后根据赛车油耗选择其中一个耗油最低的传动比作为链传动比。传动方案图21、图22如下：
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图21 传动方案设计图
发动机；2小链轮；3离合器；4曲轴中心线；5大链轮；6中间传动轴中心线；7大带轮；8后轮轴中心线；9后车轮；10法兰；11小带轮；12同步带；13无声链
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