本文主要研究内容

根据要求，需要设计出满足FSAE转向系统结构、组成及功能要求的转向器，并匹配优化转向系统参数，使其最大程度上适应比赛。具体应按照以下设计思路进

行：

1）转角的确定

符合阿克曼转角能使车做纯滚动，有效减少了轮胎磨损与转向阻力，所以应由此得出内、外转向轮转角【6】。

2）对转向系统的力分析

根据相关公式，计算角传动比、驾驶员手力、原地转向阻力矩等，校核并对不足之处加以改进。

3）转向器输入形式的选取与转向梯形的布置

选择合适的转向器输入形式与转向梯形的布置形式，利用Matlab编程，根据非线性最小二乘法对该转向梯形进行优化分析，得出合适的梯形臂长、底角等数据【7】。

4）相关部件的详细设计

根据之前得到的梯形臂长、梯形底角等数据得到齿条行程，设计转向器的各方面参数，再基于UG建立转向器参数化的实体模型，以满足不断优化设计的要求【8】。

5）仿真优化

运用Adams/Car建模并仿真，分析运动时转向系统的动力学性能。整个过程要以虚拟设计、虚拟分析为核心，初步实现在计算机上对FSAE赛车操纵稳定性的仿真分析，获得设计结果的力学及运动学规律。最后用CAD将优化结果表达为实际装配图纸。

本文描述了FSAE转向系统的设计匹配过程，并结合UG、Adams、Matlab等软件，得出以下结论：

1.齿轮齿条式转向器保证了较高的传动效率，操纵的轻便性，以及可靠性。

2.较合理的转向梯形极其布置很好地满足了转向轻便和磨损较小的要求。

3.仿真优化有效减小了实际加工失误的发生几率，为加工制造提供了很大的方便。

4.由计算分析得，方向盘转动圈数不到1圈，但转向轮最大摆角满足比赛转向要求，角传动比为4:1，转向效率很高。

5.运用UG软件建立模型，可以更直观的反应设计的整体，便于分析，且可后续用Adams等分析软件进行仿真分析。

本次设计由于时间有限，以下内容还有待改进：转向器的制造工艺设计以及转向系统的试验。