基于空間RSSR機(jī)構(gòu)FSAE賽車后輪懸架與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、FSAE賽事允許賽車靈活設(shè)計(jì)，自主制造的特點(diǎn)使得其在各高校間得到了廣泛的交流和學(xué)習(xí)。賽事規(guī)則提倡增加后輪轉(zhuǎn)向裝置，后輪配合前輪轉(zhuǎn)向既可減小賽車的轉(zhuǎn)彎半徑，也能提高行駛穩(wěn)定性與機(jī)動(dòng)靈活性。實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)可以幫助賽車在設(shè)計(jì)項(xiàng)目和測(cè)試項(xiàng)目中取得好成績(jī)。目前針對(duì)后輪轉(zhuǎn)向的研究多集中于控制理論方法，F(xiàn)SAE賽車后輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的研究較少，而針對(duì)前輪轉(zhuǎn)向與懸架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)較多，通常的研究方法采用平面投影模型，忽略空間模型，或在仿真軟件中建模，未能清晰的

2、表示構(gòu)件參數(shù)之間關(guān)系。本文借鑒前輪的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)建由若干空間RSSR機(jī)構(gòu)組成的具有轉(zhuǎn)向特性的后輪懸架與轉(zhuǎn)向桿系結(jié)構(gòu)，利用空間RSSR機(jī)構(gòu)的解析法建立轉(zhuǎn)向桿系與后輪懸架的數(shù)學(xué)模型，通過MATLAB和ADAMS的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法得出合理的結(jié)構(gòu)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于空間旋轉(zhuǎn)矩陣法和矢量回轉(zhuǎn)法建立雙RSSR機(jī)構(gòu)串聯(lián)的整體式轉(zhuǎn)向梯形的數(shù)學(xué)模型，以梯形底角與梯形臂長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)變量，以雙阿卡曼轉(zhuǎn)向條件為目標(biāo)函數(shù)，利用MATLAB的優(yōu)化工具

3、箱完成對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為了驗(yàn)證理論分析的正確性，在 ADAMS中驗(yàn)證理論分析的合理性。⑵鑒于斷開式轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)越性以及賽車后橋空間的局限性，合理布置后將轉(zhuǎn)向拉桿用轉(zhuǎn)向梯形代替，設(shè)計(jì)斷開式梯形轉(zhuǎn)向桿系，建立數(shù)學(xué)模型，通過初始數(shù)據(jù)在MATLAB中得到桿件的輸入輸出曲線。為了使設(shè)計(jì)更加直觀，在 ADAMS中創(chuàng)建仿真模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型的函數(shù)關(guān)系，設(shè)計(jì)硬點(diǎn)坐標(biāo)參數(shù)化的模型，優(yōu)化后得到合理的機(jī)構(gòu)。計(jì)算轉(zhuǎn)向阻力矩后將其添加在主銷上，得出傳動(dòng)搖臂

4、的最大扭矩及受力最大的二力桿，對(duì)其進(jìn)行受力和變形分析，驗(yàn)證桿件的剛度和強(qiáng)度。⑶根據(jù)相關(guān)結(jié)論通過比較后，選擇斷開式轉(zhuǎn)向梯形，具有轉(zhuǎn)向特性的雙橫臂獨(dú)立懸架需重新設(shè)計(jì)，本文基于 RSSR機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，以設(shè)計(jì)賽車懸架的三視圖法為基礎(chǔ)，根據(jù)整車參數(shù)以及輪胎正視平面內(nèi)的側(cè)傾中心和側(cè)視平面內(nèi)的縱傾中心得到瞬軸，建立上下控制面，確定橫臂長(zhǎng)度后，在三維模型中得到懸架硬點(diǎn)位置，最后以空間連桿運(yùn)動(dòng)學(xué)為基礎(chǔ)建立程序完成懸架的輪跳仿真，得出各參數(shù)的變化范圍。⑷依