巴哈赛车转向系统设计(含CAD零件图装配图,CATIA三维图)(任务书,开题报告,论文说明书13000字,CAD图9张,CATIA三维图)
摘要
转向系统设计是巴哈赛车设计中的一个重要部分，车手通过转向系统来完成对赛车的大部分操控。巴哈大赛对赛车的操纵稳定性以及在复杂工况下的过弯能力都有较高的要求。为了使赛车具有良好的动态驾驶性能，设计一款满足轻量化，转向轻便且精确，符合一定人机工程学的巴哈赛车转向系统。
首先，为了保证赛车具有良好的机动性能，确定符合巴哈赛车的最小转弯半径，最大外轮转角以及转向系统传动比；其次，根据巴哈赛车所需转向关系以及实际转向内外轮转角关系确定转向梯形结构参数并验证其是否能够满足要求，利用前悬架参数采用三心定理确定转向梯形断开点确定转向传动杆系的空间布置，然后确定各结构件参数完成模型建立并装配；最后对转向系统关键零部件进行有限元分析。
研究结果表明：设计的转向系统能够达到预期的设计目标，校核结果与仿真分析数据基本一致，对今后巴哈赛车转向系统设计提供参考意义。
关键词：转向系统；转向梯形；巴哈赛车；
Abstract
Steering system design is an important part of Baja racing car design. The driver completes most of the control of the racing car through the steering system. Baja Race has high requirements on the handling stability of the car and the ability of turning under complex conditions. In order to make the car have good dynamic driving performance, a steering system of Baja racing car is designed, which meets the requirements of lightweight, light and accurate steering, and meets certain ergonomics.
Firstly, in order to ensure good maneuverability of the racing car, the minimum turning radius, the maximum outer wheel angle and the steering system transmission ratio are determined. Secondly, the steering ladder structure parameters are determined according to the target steering relationship and the actual inner and outer wheel steering angle relationship, and whether the steering ladder structure parameters can meet the requirements is verified. The steering ladder is determined by the three-center theorem using the front suspension parameters. The spatial arrangement of steering transmission rod system is determined by the shape break point, and then the parameters of lattice structure parts are determined to complete the model establishment and assembly. Finally, the key parts of steering system are analyzed by finite element method.
The results show that the designed steering system can achieve the expected design objectives, and the results of verification are basically consistent with the simulation analysis data, which provides a reference for the future design of the steering system of Baja racing car.
Key words:steering system; steering trapezoid; Baja raci
汽车的转向系统指的是用来改变或者保持车辆行驶或倒退方向的装置。根据是否具有助力装置可以将其分为机械式转向系统与助力转向系统。对于巴哈赛车而言，赛车整车质量较小，原地转向阻力矩不大，在有效控制成本的情况下，选择更加适合巴哈小型越野赛车的机械式转向系统。
如图2.1所示，巴哈赛车的转向系统主要由方向盘、转向轴、齿轮齿条转向器、转向横拉杆和转向梯形节臂等零件组成。车手通过转动方向盘输入转角，转向轴以及万向节将转角传递给转向器，转向器通过传动副机构将旋转运动转为成齿条的直线运动，从而带动转向横拉杆及转向节臂作用于立柱，实现车轮转向。
目录
第1章绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 巴哈转向系统研究现状 1
1.3本文的研究内容 1
第2章巴哈赛车转向系统概述 3
2.1巴哈赛车转向系统的组成及作用 3
2.2巴哈设计的设计要求 3
2.3本章小结 4
第3章巴哈赛车转向梯形设计 5
3.1转向系统最大转向角度的计算 5
3.1.1赛车的基本参数 5
3.1.2最大外侧车轮角度 5
3.2转向梯形的设计 6
3.2.1确定转向梯形类型 6
3.2.2经典阿克曼转向几何关系 7
3.2.3巴哈赛车的转向关系 7
3.2.4 实际的内外轮转角关系 8
3.2.5转向梯形参数与约束条件 9
3.2.6转向梯形与悬架系统的匹配设计 11
3.3.本章小结 12
第4章转向器设计 13
4.1转向器方案的选择 13
4.2转向力矩计算及传动比确定 13
4.2.1转向系角传动比 13
4.2.2转向系计算载荷 14
4.3齿轮齿条设计及强度计算 15
4.3.1齿轮的设计 15
4.3.2齿条的设计 15
4.3.3齿轮齿条材料选取及应力计算 17
4.4转向器壳体设计 20
4.5转向接头设计 20
4.6轴承及转向器润滑方式选择 21
4.6.1轴承选择 21
4.6.2转向器润滑方式 22
4.7本章小结 22
第5章转向传动及操纵构件设计 23
5.1转向操纵机构设计 23
5.1.1方向盘设计及其固定装置 23
5.1.2转向轴设计及空间布置 24
5.2转向传动机构设计 25
5.2.1转向梯形节臂设计及强度校核 25
5.2.1转向横拉杆设计 26
5.4本章小结 26
第6章转向系统关键零部件有限元分析 27
6.1转向节臂有限元分析 27
6.2齿轮轴有限元分析 28
6.3方向盘固定装置有限元分析 29
第七章结论与展望 30
参考文献 31
致谢 33
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