基于ADAMS的卡丁车转向器的优化设计-论文.pdf

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1、Vo1．42No．8计算机与数字工程总第298期1516Computer&DigitalEngineering2014年第8期基于ADAMS的卡丁车转向器的优化设计钟玉华黄晋辉刘子翔(华南理工大学广州学院广州510800)摘要论文在介绍传统卡丁车的转向机构形式的前提下，分析其基本结构对卡丁车总体性能的影响。并且针对该转向机构提出一个新的替换方案，结合卡丁车的参数确定新的转向机构的转向器类型与布置形式，在此基础上通过性能要求细化设计，经过计算校核与三位建模，然后通过将模型导人Matlab与ADAMS等优化软件优化出最佳参数。本次设计目的在于

2、设计一款适用于市面上卡丁车使用的转向器。关键词转向器；卡丁车；齿轮齿条中图分类号U462．2+4DOI：10．3969／j．issn16729722．2014．08．049SimulationandOptimizationofKartSteeringSystemBasedonADAMSZHONGYuhuaHUANGJinhuiLIUZixiang(GuangzhouCollegeofSouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510800)AbstractInthispaper，regardingt

3、hetraditionalkartsteeringsystemasthepremise，theirimpactontheoverallper—forrnanceofthebasicstructureofkartisanalyzed．AI1danewalternativeforthesteeringmechanismisproposed，withpa—rametersincombinationwithkartidentifynewsteeringdevicetypeandlayoutoftheformoforganization，based

4、ontheper—formancerequirementsofdetaileddesign，throughcalculationand3Dmodel，thenthemodelisimportedintoMATIABandADAMSoptimizationsoftwaretooptimizeparameters．Thedesignobjectiveistodesignasuitablefortheuseofthegokartmarketofsteeringgear．KeyWordssteeringsystem，Kart，pinionandr

5、ackClassNumberU462．2+4统并不能满足赛车在侧倾等动态工况下不与悬架1引言等其他杆件发生运动干涉的要求。卡丁车转向系统的结构比较简单，严格来说并2设计方案没有转向器。其转向机构由杆系构成，转向柱传递的扭矩直接作用在换向块上，换向块通过与横拉杆基于对卡丁车转向器的要求，此次对转向系统与前轮立柱铰接在一起。就普通的卡丁车转向器的设计要求¨】]如下：而言，它的转向角传动比是1：1，入弯时，其转向操1)卡丁车转向系传动比包括转向系的角传动纵性能比较极端，只表现为灵敏性一个方面。由于比(方向盘转角与转向轮转角之比)和转向系的力转向

6、系统的结构原因，其传动比决定了车手转向时传动比。在转向盘尺寸和转向轮阻力一定时，角传在方向盘上施加的力较大，不利于车手方面的操控动比增加，则转向轻便，转向灵敏度降低；角传动比赛车。另一方面，也是由于该传动比的设定，车手减小，则转向沉重，转向灵敏度提高。对赛车的掌握不够细腻，不能精准地完成操纵赛车2)转向轮应具有自动回正能力。转向轮的回人弯切弯等动作，对于竞赛而言，这一点是极为不正力来源于轮胎的侧偏特性和车轮的定位参数。利的。此外，当赛车高速运动时，卡丁车的转向系汽车的稳定行使，必须保证有合适的前轮定位参收稿日期：2014年2月11El，修

7、回日期：2014年3月29日作者简介：钟玉华，女，硕士，讲师，高级技师，研究方向：结构动力学。2014年第8期计算机与数字工程数，并注意控制转向系统的内部摩擦阻力的大小和导向机构的运动干涉。阻尼值。综上所述，针对卡丁车这一质量较轻的车型，同时考虑造价等因素，决定转向器类型选用机械式齿轮齿条式转向器。为适用原车转向系统布置，选用转向梯形后置的形式。设计的大致流程如下：初参数确定——齿轮齿条校核计算——分布草图绘制一Matlab阿卡曼优化——ADAMS跳动仿真——三维建模——分析结论。3参数选择与计算3．1初参数设定[2]由于转向系统是一个对

8、整车性能影响很大的图1卡丁车转向杆系系统，因此在汽车设计时，应当优先考虑转向系统与悬架系统的参数。考虑到市面上的卡丁车型号3)转向杆系和悬架导向机构共同作用时，必众多，其轮距、轴距、载荷、质心