FSAE赛车悬架系统结构设计.doc

FSAE 赛车悬架系统结构设计 * 牛礼民 张杰坤 刘超 (安徽工业大学机械工程学院) 摘要：为配合建立中国大学生方程式汽车大赛（FSAE）赛车的虚拟样机模型，根据 FSAE 赛事规则要求，对赛车悬架系统进 行了结构设计。 根据设计思路对轮辋、轮距及前后悬架立柱等相关部件进行了选择与设计，在确定采用不等长双横臂式悬架 类型的基础上对弹性元件、减振器和导向机构的主要结构尺寸进行了设计计算，并应用软件 Pro/E 进行了三维建模设计，同 时在 SolidWorks 环境下对前后摇块进行了强度校核。 结果表明，前后摇块的最大合位移分别为 4.260×10-3，2.838×10-2 mm， 最大变形均很小，设计的 FSAE 赛车悬架系统能够满足参赛要求，为进一步的实车研制提供了参考依据。 关键词：FSAE； 赛车； 悬架； 结构设计； 强度校核 Structure Design of FSAE Racing Car Suspension System Abstract: In order to establish virtual prototype car model for FSAE and based on competition rules of FSAE, the paper introduces the suspension system structure design of racing car. Selection and design of rim, wheel track as well as front and rear suspension strut have been conducted. When unequal -length wishbone suspension is selected, the paper calculates the major dimensions of flexible components, absorber and guide mechanism, establishes 3D model with the help of the software of Pro/E as well as conducts strength check for major supporting parts by software of SolidWorks. The results show that the maximum displacement of the supporting parts is 4.260×10-3，2.838×10-2 mm respectively, a pretty small deformation. Therefore, the suspension design can meet the requirements of FSAE racing car, which also provide reference for car research and production. Key words： FSAE; Racing car; Suspension; Structure design; Strength check 悬架是汽车上的减振保稳部件， 对汽车的操纵稳 定性和行驶平顺性具有决定性作用， 其结构设计的好 坏将直接影响乘坐舒适性。 文章以中国大学生方程式 汽车大赛（Formula SAE of China，简称 FSAE）中的实车 为例，对其悬架系统进行了结构设计。 构的设计流程，如图 1 所示。 选择轮辋和轮胎 确定轮距和轴距 弹性元件和减振器的选择与计算 1 设计思路 FSAE 赛事规则要求赛车悬架应该保证汽车具有 导向机构零部件设计 良好的行驶平顺性；合适的衰减振动能力；良好的操纵 稳定性；赛车制动和加速时能保证车身稳定，减少车身 纵倾，转弯时车身侧倾角合适；结构紧凑，避免发生运 动干涉； 能可靠地传递车身和车轮之间的各种力和力 矩，保证有足够的强度和使用寿命；便于布置、维修和 保养[1]。 依据赛事规则要求初步拟定 FSAE 赛车悬架结 强度校核 图 1 FSAE 赛车悬架结构的设计思路 相关部件的选择与设计 2 2.1 轮辋和轮胎 FSAE 赛 事 规 则 要 求 轮 辋 最 小 直 径 为 203.2 mm * 基金项目：江苏省道路载运工具新技术应用重点实验室开放基金项目（BM2008206008）  技术聚焦 FOCUS 2012 年 9 月 （8 英寸），常用的赛车轮辋尺寸为 254