FSAE赛车转向节总成的设计及优化分析.doc

摘要:转向节总成是FSAE赛车转向机构的重要组成部分。转向节和轮芯不仅要传递来自转向机构的转向力，控制赛车的行驶方向，还需要承受转向轮带来的负载和路面通过车轮传递来的冲击。转向节、轮芯、轴承和轮轴的强度必须非常高，因为它们要承受巨大的不断变化的加速、制动和转向力。以大连民族大学民族之魂5号赛车转向节和轮芯为例，根据5号赛车的结构特点和转向节的相关结构参数，选择合适的轴承并进行轴承校核；对转向节和轮芯进行受力分析，并对其建立有限元模型；之后在赛车越过不平路路面工况、紧急制动工况、转向侧滑工况这三种危险工况下进行有限元分析计算，对其结构进行优化。并遵循‘高强度、轻量化’的原则，对转向节与轮芯进行减重，最终得到符合各种工况工作要求的优质、轻量的转向节、轮芯。

关键词：转向节；轮芯；轴承校核；有限元分析；受力分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 民族之魂五号赛车及其底盘系统-1

1.2 转向节总成工业现状-2

1.3转向节与轮芯-2

2 轮毂轴承-4

2.1 轮毂轴承的选择与寿命计算-4

2.1.1轴承的选择-4

2.1.2民族之魂五号赛车部分参数-5

2.1.4前轮单个轮毂轴承校核-6

2.2 轮毂轴承寿命分析-7

3有限元分析及软件介绍-8

3.1有限元方法简介-8

3.2 ANSYS软件功能简介-8

4 转向节的受力分析及其计算-9

4.1 转向节模型的建立-9

4.2 转向节受力分析-10

4.2.1 越过不平路面工况-10

4.2.2 紧急制动工况-10

4.2.3 转向侧滑工况（以左转为例）-12

5 有限元分析过程-13

5.1转向节有限元模型的建立-13

5.2 转向节有限元线性分析-13

5.2.1 越过不平路面工况-14

5.2.2 紧急制动工况-15

5.2.3 转向侧滑工况-16

5.3 轮芯有限元线性分析-19

5.3.1 越过不平路面工况-19

5.3.2 紧急制动工况-20

5.2.3 转向侧滑工况-21

结 论-23

参 考 文 献-24

致 谢-25