[发明专利]一种大学生方程式赛车转向系统、制造及其安装方法

权利要求书

1.一种大学生方程式赛车转向系统的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据赛胎官方试验数据作拟合分析，并考量轮胎刚度、悬架刚度、空套影响、车身侧倾刚度以及比赛项目工况，获得所需特定状态后经MATLAB程序仿真优化，选取最适宜的阿克曼百分比；

（2）得到合理阿克曼百分比后，通过MATLAB程序进行优化，筛选出合理的转向梯形布置形式，并校核转向力矩和拟合阿克曼曲线进行比较分析；

（3）利用adams软件，对悬架和轮边联合进行运动学分析，验证该转向梯形布置形式在整车仿真中，车轮跳动、转向引起的轮胎定位参数变化的合理程度并进行修正；

（4）根据修正后的参数，制造出相应的转向组件、压紧装置、可调横拉杆以及方向盘总成；

其中，所述转向系统包括用于实现方向盘转向的转向组件、用于限制方向盘转动角度的压紧装置、用于与车架相连的可调横拉杆以及用于转向的方向盘总成，所述转向组件包括转向机壳体、横向套管、齿轮轴和齿条，所述转向机壳体包括两个同轴的横向接口和一个带有内螺纹的纵向接口，并且两个横向接口的外端均设有用于安装横向套管的轴肩，两个横向接口之间设有用于插入压紧装置的安装通孔，其中所述安装通孔与纵向接口内腔连通；所述转向机壳体的轴肩各安装一根横向套管；所述横向套管通过支座安装在车架内腔前部；所述齿条的背面设有用于与压紧装置配合的平台，所述齿条同轴插入所述横向套管内，并且齿条的两端从相应的横向套管内伸出后与所述可调横拉杆铰接；所述可调横拉杆的另一端与车前轮安装轴相连；所述齿轮轴的安装部插入所述纵向接口内，并且所述齿条与所述齿轮轴啮合；所述方向盘总成通过连接杆组件与所述转向机壳体相连，其中连接杆组件的底部与所述齿轮轴的安装部铰接，所述连接杆组件的顶部与方向盘总成螺接。

2.如权利要求1所述的一种大学生方程式赛车转向系统的制造方法，其特征在于：所述齿条的外壁沿其轴向设有能与齿轮轴啮合的齿，并且与齿相对的齿条外壁设有平台，所述齿条的齿数为14，所述齿轮轴的齿数为19，模数为1.5，齿宽为18mm，压力角为20°，齿条的两端各设有用于限定横向套管轴向移动的齿条轴肩。

3.如权利要求1所述的一种大学生方程式赛车转向系统的制造方法，其特征在于：所述压紧装置包括带凸肩的压紧螺柱和按压块，所述压紧螺柱的按压端固接按压块，其中压紧装置从外向内插入安装通孔内，并与之螺接，压紧装置的按压块抵在齿条的平台处。

4.如权利要求1所述的一种大学生方程式赛车转向系统的制造方法，其特征在于：所述可调横拉杆的两端各螺接一个用于调节可调横拉杆长度 的螺母，并且螺母的螺帽处固接一鱼眼轴承。

5.如权利要求1所述的一种大学生方程式赛车转向系统的制造方法，其特征在于：所述连接杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的两端分别配有底部连接件和顶部连接件，所述第一连杆的底部连接件与齿轮轴的安装部铰接，第一连杆的顶部连接件与第二连杆底部铰接，第二连杆的顶部安装方向盘总成，所述第二连杆上设有用于卡在车架上的卡件。

6.利用权利要求5所述一种大学生方程式赛车转向系统的制造方法制造的转向系统的安装方法，包括以下步骤：

1） 在转向机壳体横向接口通过其端部的轴肩与同侧的横向套管一端卡接，并保持两根横向套管均与横向接口同轴，横向套管的另一端通过相应的支座安装在车架的内腔前部；

2） 选择合适的齿轮轴齿条传动比，然后将齿条穿入转向机壳体以及两根横向套管内，齿条的两端从同侧的横向套管内穿出，将压紧装置从安装通孔内贯穿后抵在齿条的背部的平台处，并通过调整压紧装置的压紧程度实现转向角度的限位；

3）将齿轮轴的安装部贯穿转向机壳体的纵向接口的通孔并固定，齿轮轴的齿轮与齿条啮合，齿轮轴的安装部与连接杆组件的第一连杆底部铰接，连接杆组件的第二连杆的顶部安装方向盘总成；

4）调整可调横拉杆的长度，在齿条的两端分别与相应的可调横拉杆相铰接，可调横拉杆的另一端与车前轮安装轴相连，此时转向系统安装完毕。