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- 关 键 词：
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梦想
赛车
转向
设计
- 资源描述：
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“梦想4.0号”赛车转向系设计
A3-转向机齿条.dwg
A4-转向机齿轮.dwg
开题报告.doc
中期报告.doc
轮边A3.dwg
任务书：“梦想4.0号”赛车转向系设计.doc
设计说明书评语新.pdf
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外文翻译.pdf
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“梦想4.0号”赛车转向系设计.docx
“梦想4.0号”赛车转向系设计.pdf
“梦想4.0号”赛车转向系设计.pptx
赛车转向系统是大学生方程式赛车底盘设计中重要的一环，也是车辆底盘的四大系统之一，作为多弯赛道的竞速类比赛赛车，转向系统的性能决定了车辆在赛道弯道中的车身姿态、过弯速度等诸多性能表现。本毕业设计根据比赛规则要求及车队设计目标，对2017赛季中北大学行知车队赛车“梦想4.0号”赛车转向系统进行设计，结合2016赛车车队赛车转向设计的设计流程与方法，零件加工制造的材料与工艺，以及最后总装的经验，对新赛季的赛车转向系统设计过程和方法进行改进和优化。
文中通过对赛车和传统乗、商用车转向系统的对比，根据规则与实际需求确定新赛车转向系统的设计目标与流程。对比不同类型的转向机，选定赛车转向机类型为齿轮齿条式转向机；对赛车转向系统的参数与载荷进行了计算与校核；讨论了主销定位参数与轮胎定位参数对车辆转向的影响，并确定其具体参数；根据整车设计需求，确定转向梯形结构方案与梯形布置形式；相比较上赛季转向系统设计，引入轮胎侧偏角对转向的影响，建立带有阿克曼校正系数的目标关系，并利用MATLAB软件进行实际梯形的优化；在运动学仿真软件ADAMS/Car中建立模型，进行车轮跳动分析;利用CATIA进行相关部件三维建模设计；利用ANSYS对零部件进行力学分析。
关键词：大学生方程式赛车，转向梯形MATLAB优化，转向机设计，轮芯立柱设计
目 录
1 绪论 1
1.1 Formula SAE介绍 1
1.1.1 比赛起源 1
1.1.2 中国大学生方程式汽车大赛 1
1.2 国内、外大学生方程式汽车大赛转向系统研究现状 3
1.3 历年中北大学行知车队及车队赛车转向系统发展 4
1.3.1 2013赛季 4
1.3.2 2014赛季 4
1.3.3 2015赛季 5
1.3.4 2016赛季 6
1.4 本毕业设计各章内容及意义 6
2 大学生方程式赛车转向系统概述 8
2.1 赛车转向系统的构成 8
2.2 赛车转向系统与乘、商用车的差异 8
2.3 赛车转向系统的设计目标 9
2.4 本章小结 10
3 大学生方程式赛车转向系统设计 11
3.1 转向机结构及选型 11
3.1.1 转向机结构分类及优缺点 11
3.1.2 转向机方案选型 12
3.2 转向系统主要性能参数设计 13
3.2.1 外侧车轮最大偏转角度 13
3.2.2 转向系统角传动比 16
3.2.3 转向系统转矩传动比 17
3.3 转向系统计算参数设计 18
3.3.1 齿轮齿条参数及齿条行程 18
3.3.2 转向梯形梯形臂长度 20
3.3.3 转向系相关计算载荷确定 20
3.4 主销定位参数及前轮轮胎定位参数的确定 22
3.4.1 主销定位参数 22
3.4.2 前轮轮胎定位参数 23
3.4.3 参数的确定 24
3.5 本章小结 24
4 大学生方程式赛车转向梯形优化 25
4.1 转向梯形结构方案 25
4.2 转向梯形布置形式 26
4.3 转向关系优化 27
4.3.1 标准阿克曼转向几何学 27
4.3.2 侧偏角存在时的内、外侧车轮转角关系 28
4.3.3 目标转向关系优化 32
4.4 转向梯形优化 34
4.4.1 杆系结构所确定的转角关系 34
4.4.2 根据三心定理确定转向横拉杆断开点 35
4.4.3 转向梯形参数优化结果 36
4.5 本章小结 40
5 转向系统相关动力学分析 41
5.1 ADAMS/Car介绍 41
5.2 前悬及转向系统建模 41
5.3 车轮轮跳分析 42
5.3.1 前轮外倾角变化 42
5.3.2 前轮前束角变化 43
5.3.3 前轮主销内倾角 43
5.3.4 前轮主销后倾角 44
5.4 本章小结 44
6 转向系统相关部件设计建模及分析 45
6.1 CATIA简介 45
6.2 ANSYS简介 45
6.3 方向盘设计 45
6.4 转向机设计与分析 46
6.4.1 转向机齿轮设计与分析 46
6.4.2 转向机齿条设计与分析 50
6.5 轮芯立柱设计与分析 51
6.5.1 轮芯设计与分析 52
6.5.2 立柱设计及分析 55
6.6 本章小结 59
7 2016赛季总结 60
7.1 2016赛季总结 60
7.2 本章小结 62
8 总结与展望 63
8.1 总结 63
8.2 展望 63
参 考 文 献 65
致 谢 67
- 内容简介：
-
“梦想4.0号”赛车转向系设计,机械与动力工程学院车辆工程指导老师：,设计任务,1、了解课题相关背景，熟悉、掌握汽车转向系统的组成及工作原理；2、查阅相关技术文献15篇以上，其中至少有2篇外文相关文献，并将其中1篇不少于2000词的外文资料翻译成汉语；3、确定转向系统的布置方案（转向梯形、转向拉杆的布置、转向机构的选择）；4、转向系统的建模与分析；5、利用MATLAB与ADAMS软件对转向梯形进行优化设计；6、转向系统部件的选型与匹配（转向机、传动轴、方向盘、横拉杆）；7、应用CATIA对转向系统各部分进行三维建模；8、转向系统的加工制作；9、制作FSC赛车、撰写毕业设计说明书一篇；10、论文答辩。,设计流程,根据转向设计系统设计目标，结合组委会规则，“梦想4.0”转向系统设计流程如下：,1、了解课题相关背景，熟悉、掌握汽车转向系统的组成及工作原理；2、总结中北大学行知车队历届比赛赛车设计优缺点；3、根据赛车参数、新赛季赛车功能需求和人机工程学设计方向盘；4、根据整车参数确定转向系统布置方向；5、设计计算转向系统参数，如最大转角、角传动比、转矩传动比、齿条行程、转向节臂长度等；6、结合悬架系统确定转向定位参数，如主销倾角等；7、利用CATIA进行建模；8、利用MATLAB与Adams等软件进行转向梯形优化设计；9、利用ANSYS对各部件进行力学分析；10、对设计、优化完成的转向系统各部分进行加工制作。,转向梯形的相关参数的优化设计,转向关系优化标准阿克曼转向几何学侧偏角存在时的内、外侧车轮转角关系目标转向关系优化,转向梯形优化杆系结构所确定的转角关系根据三心定理确定转向横拉杆断开点转向梯形参数优化,转向梯形的相关参数的优化设计,转向系统进行相关动力学分析,致 谢,
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