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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
外文翻译.docx
外文翻译.pdf
外文原文.pdf
“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:
-
大学设计任务书学院:机械与动力工程学院专业:车辆工程学生姓名:学号:设计题目:“梦想4.0号”赛车转向系设计起迄日期:20年月日20年月日设计地点:指导教师:负责人:发任务书日期:20年月日任务书填写要求1毕业设计任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写,经学生所在学院的负责人审查、负责人签字后生效。此任务书应在毕业设计开始前一周内填好并发给学生;2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,不得随便涂改或潦草书写,禁止打印在其它纸上后剪贴;3任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计完成的情况相一致,若有变更,应当经过所在专业及学院领导审批后方可重新填写;4任务书内有关“学院”、“专业”等名称的填写,应写中文全称,不能写数字代码。学生的“学号”要写全号(如0201140102,为10位数),不能只写最后2位或1位数字;5有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。设计任务书一、毕业设计课题的任务和要求:根据中国大学生方程式汽车大赛赛事规则和赛车制造标准要求,对赛车转向系统进行设计,协同制作中国大学生方程式赛车。赛车必须在加速、制动和操控性方面具有非常优异的表现,同时又必须具有足够的耐久性能够顺利完成规则中提及的及比赛现场进行的所有项目。二、设计课题的具体工作内容(包括原始数据、技术要求、工作要求等):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、确定转向立柱的设计方案;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对转向系统各部件进行三维建模;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1篇;10、论文答辩。设计任务书三、对毕业设计课题成果的要求包括毕业设计、图纸、实物样品等):1、中北大学“梦想4.0号”赛车;2、毕业设计论文、论文电子文稿、答辩PPT各一份;3、外文翻译一份。四、毕业设计课题工作进度计划:起迄日期工作内容2017年2月13日3月6日3月7日5月20日5月21日6月10日调研、文献检索、制定方案,撰写
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