转向

转向系统方向盘快拆转向柱总成双十字万向节传动柱转向器花键连接部件转向横拉杆鱼眼球头销转向系统主要参数最小转弯半径5m阿克曼系数0.9转向传动比4.5最大转角26°主销内倾角0°主销后倾角4°转向系四大技术亮点•转向横拉杆断开点的位置定位•转向过度的设计要求•齿轮齿条式转向器的选择•双十字万向节的设计和选用转向系四大技术亮点双十字万向节齿轮齿条式转向器结构紧凑重量轻，且成本低在赛车比赛中，对于常处于高速情况下的赛车，操纵灵敏性是非常重要的，因齿轮和齿条直接啮合，灵敏性高转向机构总成完全封闭，可免于维护滑动和转动阻力小，转矩传递性能比较好构造简单，结构轻巧，由于齿轮箱小，齿条本身具有传动杆系的作用，因此，它不需要循环球式转向器上所使用的拉杆断开点图解法示意图转向横拉杆断开点的位置就是横拉杆与转向器的铰接点，其断开点的缺点是独立悬架转向梯形设计的难点，同时它的设计影响了转向时内外轮转角关系和阿克曼转向的符合要求，车轮前束角在常用的跳动行程范围内变化量等都有较大的影响，我们参考《汽车设计》，采用图解法确定断点位置，如图所示为断开点图解法示意图断开点位置：离车中轴线7.635in离车架低管中心面1.713inAdams参数分析FSAE赛车转向系统性能分析1、原地转弯工况，转向系统静态特性分析看出实际转角和阿克曼理论转角误差较少，整个转向梯形及转向器布置是符合阿克曼理论的。ADAMS中的转向特性分析2、原地转向工况，车轮定位参数变化情况ADAMS中的转向特性分析主销后倾角（右轮）变化范围：-4.0061°到-4.0055°变化量：0.0006°主销后倾角（左轮）变化范围：-4.009°到-4.006°变化量：0.003°车轮外倾角（右轮）变化范围：-1.3°到0变化量：1.3°车轮外倾角（左轮）变化范围：0到1.7°变化量：1.7°3、车轮上下跳动的工况，车轮定位参数变化情况随着车轮从-28mm处向上抬高到28mm时车轮外倾角成先变小后变大，其变化范围相对车轮抬高距离来说，变化量并不大。其中方向盘转角-50°时其变化范围最大，从-3.4°到-5.5°，其范围仅为2.1°，变化量不大。车轮外倾角主销后倾角ADAMS中的转向特性分析在车轮上下跳动分别和方向盘转-50°、0、50°情况下的前束变化情况，图中可见变化呈水平，其说明前束角变化并不大,其总体满足设计要求。前轮前束角ADAMS中的转向特性分析4、低速行驶工况下，转向特性分析一档30km/h时入弯，驱动力为1300N,所以分配给左右两轮的制动力为-650N。低速工况下转角关系与原地实际转角关系存在微小差别，对于转向特性影响不大。ADAMS中的转向特性分析5、高速行驶工况下，转向特性分析踏板向下一半行程时的总制动力2400N来计算，对于左右两轮各分配制动力1200N，即在ADAMS中的BrakingForce上左右轮各输入输入-1200N。在高速工况下，因各种因素的影响，左右轮转角关系与理论值有偏差，但其偏差在1°以内，影响并不大。后期通过调整前轮前束和前轮外倾角来改善其偏差。ADAMS中的转向特性分析FSAE转向系部件的强度分析受力情况：在原地转向工况下，所得到的方向盘受力，其最大值为20pound•inch，即2.257N•m。FSAE转向系部件的强度分析强度分析：在施加最大转矩下，转向柱20×4mm最大处变形量仅为0.004984mm，变形量很小，完全符合强度要求。在施加最大转矩下，转向柱20×4mm最大处应变为12MPa731MPa，完全符合材料要求。名称参数名称参数转向柱材料4130弹性模量2.05e+011N/㎡密度7850kg/泊松比0.285屈服强度4.6e+8N/㎡N/AN/AFSAE转向系部件的强度分析2、转向横拉杆的强度分析受力情况：其最大值为72pound，即320N。