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摘要:本文主要論述了設(shè)計(jì)一輛Formula SAE 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和部分零件的過程。該系統(tǒng)主要由方向盤部分、齒輪齒條部分和橫拉桿部分組成;駕駛者操作方向盤,通過機(jī)械傳動部件帶動齒輪齒條運(yùn)動拉動橫拉桿移動,從而利用橫拉桿連接立柱使輪胎繞主銷發(fā)生轉(zhuǎn)動來改變賽車的行駛路徑。 由于賽車車身體積較小內(nèi)部空間受限,很多地方不能按正常乘用車的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì),該設(shè)計(jì)選用體積小傳動效率高的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,采取轉(zhuǎn)向器前置梯形后置的布置方式;跟據(jù)賽車前艙的空間結(jié)構(gòu)采用2個萬向節(jié)傳遞方向盤輸入的扭矩;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)合賽車使用的實(shí)際情況而選定的方案。同時在最大受力下對幾個危險(xiǎn)截面的零件的強(qiáng)度進(jìn)行分析、校核、優(yōu)化,使其滿足要求。利用CATIA軟件進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)建模裝配,ANSYS進(jìn)行有限元分析,以得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
關(guān)鍵詞:賽車;FSAE;轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ;零部件設(shè)計(jì)
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1 大學(xué)生方程式賽車-1 1.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要性-1 1.3 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成-2 1.4 研究意義-2 2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)-2 2.1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及目的-2 2.2 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程-3 2.3 轉(zhuǎn)向器的選擇-3 2.4 最大轉(zhuǎn)向角的設(shè)計(jì)-4 2.5 轉(zhuǎn)向角傳動比-6 2.6 轉(zhuǎn)向力矩傳動比-6 2.7 齒條行程及梯形臂設(shè)計(jì)-7 2.8 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)載荷計(jì)算-7 2.9 轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)-9 3.0 標(biāo)準(zhǔn)阿克曼轉(zhuǎn)向的關(guān)系-12 3.1 轉(zhuǎn)向斷開點(diǎn)-12 3.2 實(shí)際轉(zhuǎn)角關(guān)系-14 4.0 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)部分零件的設(shè)計(jì)-15 4.1 轉(zhuǎn)向節(jié)臂設(shè)計(jì)-15 4.2 轉(zhuǎn)向節(jié)臂分析及優(yōu)化-16 4.2.1分析策略-18 4.2.2 模型建立-18 4.2.3 網(wǎng)格劃分-18 4.2.4 邊界設(shè)定-18 4.2.5 分析結(jié)果-19 4.2.6 總結(jié)-21 4.3 齒輪齒條設(shè)計(jì)及校核-22 4.4 方向盤設(shè)計(jì)-27 4.5 轉(zhuǎn)向機(jī)固定座設(shè)計(jì)-28 4.6 轉(zhuǎn)向U叉設(shè)計(jì)-29 4.7 轉(zhuǎn)向軸設(shè)計(jì)-30 5.0 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝配設(shè)計(jì)-31 5.1 轉(zhuǎn)向機(jī)部分裝配-31 5.2 轉(zhuǎn)向節(jié)臂橫拉桿部分裝配-31 5.3 萬向節(jié)及方向盤部分裝配-31 結(jié) 論-35 附錄A 實(shí)物圖-36 致 謝-38 |