大学生方程式赛车可变阿克曼转向欧几里得设计

扩散与恰当的作法来找到改向匹配一直缺失，这是本文的主要最大限度之一。本文缺寡了一个逐步断定和的设计如以前所述贝尔特的卡米几何学改向匹配的作法。它还包括一个错综复杂的摘录，为了让一个适当的改向机制。

首先，对改向私人机构的的设计作法透过了咨询。包括贝尔特的卡米改向系统对断定、改向半径寡于、生活空间必供给计数、方形改向种系统、如以前所述贝尔特的卡米种系统的设计、一个大校验改向压小得多值、给定摩擦改向、链条下方点的计数。然后阐述了改向私人机构的研发步骤，并参阅了改向私人机构在货车后当中的应用。随后对所得结果透过了咨询。同时，本文还参阅了一种改向器的设计的分步法，该分步法适应用于我们的关系式德式很多学生车后的研发。并对理论小得多值和二阶小得多值透过了比较。之后，在研究者的基础上确实。

2作法

的设计贝尔特的卡米几何学的整个步骤

可以分成以下九个恰当的步骤。当按照顺序排列，这些步骤将引致一个同类型面定义和功能如以前所述的贝尔特的卡米改向种系统。之后，对改向私人机构的研发透过了咨询。

A.贝尔特的卡米改向系统对

车后辆的缓慢运动所引致内轮和部份轮相互间的运动所状态允许无垂直弯。这种有条件叫作Ackerman有条件，通都会用德式1表示。

(1）

德式当中为内轮改向角，为部份轮改向角。

内轴承承和部份轴承承是根据车后削当中心O[10]定义的。被车后上车后辆的质心将在一个半径为的圆周上滑动，该半径由公德式2断定。

（2）

其当中是下方和部份侧改向角的cot-average。利用公德式计数胶辊小得多值

3.

（3）

叫作车后辆弯半径[10]。上图2显示了所有这些匹配。

上图2:为首贝尔特的卡米系统对下车后辆弯上图

一个Matlab字符1(附件)是在关系式1,2，和3上作应用于的，以找到所必需的贝尔特的卡米几何学所必需的一个轮子的旋转的价小得多值。

B.弯半径寡于

弯半径以内的寡于是改向种系统的设计当中另一个不可或缺但较寡咨询的步骤。对于一辆赛车手后来说，要想拥有最快的急弯和最较长的圈速，就必能够在该急弯的小得多弯半径上弯。这是为了缺寡小得多的刹车后和愈来愈快能压。因此，研究者了赛车上的所有急弯，并根据轮胎和发动机的基准断定每个急弯的小得多或许弯半径。从这些小得多或许半径的列表当中取最寡的小得多值，并同类型面衰小，以赋予车后辆一些额部份的弯能压。为所必需的最寡弯半径。这为任何几何学菱形的的设计缺寡了弯半径以内。

作应用于Matlab字符2和3(初版)，以断定被改向轮视角的小得多值，以及找到内轮所必需的斜向以内所必需的弯半径。

C.生活空间必供给计数

计数所必需的生活空间是应当的，以维护为了让的改向种系统简单赛车有条件，然后透过同类型面的计数。赛车的跨度确实总是大于种系统工作所必需的生活空间。通过应用上图3当中计算出来的恰当三角函数，可以很易于地计数出所必需的生活空间。

上图3:Pro-Ackerman系统对下整车后弯上图

计数得不到的关系德式如德式4、德式5下图。

（4）

在那里,

（5）

ΔR是车后辆弯所必需的生活空间。

一个Matlab字符4(初版)被的设计来断定所必需的弯生活空间(初版)，并与所有竞争的赛车尺寸透过比较。

D.方形改向种系统

通过恰当的机械作法是不或许在任何具体才会在急弯都达到贝尔特的卡米状态的，所以必能够所有的轮子都单独操控。因此，种系统的的设计是为了尽或许相比之下地执行所必需的贝尔特的卡米种系统。

应用于借助于我们所要昧的贝尔特的卡米几何学菱形的改向私人机构的并不一定是一个圆锥的四杆连杆私人机构，叫作方形改向私人机构如上图4下图。

上图4:方形改向私人机构示意上图

该私人机构有两个特征匹配:视角和偏置手臂长。方形私人机构的改向后方也如上图5下图，以解释内部和部份部改向视角和。

上图5:方形私人机构的借助结构示意上图

方形改向私人机构的内部份改向角的关系为

(6）

根据公德式6[10]作应用于Matlab字符5(初版)，赢取所的设计种系统的内、部份轴承承斜向小得多值。

E.通过给定贝尔特的卡米种系统与方形种系统的以外对数标准差来的设计方形改向种系统

由于一个弯的各个系统对下的贝尔特的卡米系统对不或许同时借助于，因此对整个弯半径以内的改向透过[12]改进。这种用作以外对数(RMS)标准差的改进给了我们在整个弯半径以内内从贝尔特的卡米种系统或许的最寡相诬蔑。

对于内轮不同的改向重定向，该概念将部份轮所必需的改向小得多值和借助于的改向小得多值的RMS标准差降至下限。这种以外对数作法既考需求量视角的正相诬蔑，也考需求量视角的负相诬蔑，并使它们的小得多值给定。因此，缺寡不错的的设计或许。

为了给定RMS标准差，作应用于了Matlab字符6(附件)，以断定这种方形种系统的平庸小得多值(改向压矩手臂角)和(改向压矩手臂长)。

F.如以前所述Ackerman种系统的设计

得不到的小得多值共有和，可以较长时间内的设计该种系统的链条部份点和改向压矩手臂。为了在同一种系统上有多个贝尔特的卡米效益，以前链条上的各种部份点的断定确实针对完同类型不同的弯半径以内，这可以通过识别其他组和来借助于。不同的Matlab字符应用于完同类型不同的重定向小得多值的步骤。

G.一个大健康检查改向努压小得多值

改向手臂弧度和方向盘不间断的小得多值越小，所必能够的努压就越多。手臂长各项国策考需求量了上述两个主因。选定改向手臂弧度后，在静态有条件下计数改向压[4]。因此，车后上员所能愈来愈总体集当中的改向压的最寡小得多值和小得多小得多值作为都可改向压矩手臂长最寡小得多值和小得多小得多值的边界有条件。在这个以内内为了让几个小得多值，并断定都可的视角，计算出来几个贝尔特的卡米几何学点。一个包含所有这些点的实质上压矩手臂是快速改衰贝尔特的卡米几何学[11]的高效率。

H.减寡颠簸改向

在断定和小得多值后，之后一个衰需求量离开链条部份点的坐标是它的愈来愈总体。这个衰需求量对后轴承物理性质的直接影响大于对改向物理性质的直接影响。因此，该匹配的尽快是根据后轴承上图从运动所学比对的种系统。它的巨大衰化主要是为了给定摩擦改向，同时健康检查其他上图形，以不致任何不想要的后轴承匹配的巨大衰化。除了挂起物理性质部份，它还直接影响改向架的垂直的设计和放置。因此，有时为了充分的设计和适应种系统，必能够在耐用性上动手出一点妥协。利用Adams Car对[13]轿车后的后轴承匹配透过了比对和改进。

一、连结杆下方点

连结链条部份侧点和轴承承定时当中心(IC)的直线是下方点的域。下方点的愈来愈总体尽快了改向反向的愈来愈总体，因此所动手的尽快是基于改向反向的出发点[13,14]。放置好改向反向后，改向反向平面与部份侧点到IC的连线的一个大点为下方点。

J.工艺为了让与研发工艺

由于的设计在波动配重重复下列车运行，因此为了让具备愈来愈高疲劳强度和冲击韧性的工艺是至关不可或缺的。在很多学生关系式德式赛车手后当中，总重需求量是最不可或缺的，因为增大总重需求量必能够愈来愈多的压需求量来克服工艺的物理现象;因此，部件的的设计要考需求量到强度与总重需求量的比例，在比较的工艺当中，如低碳钢、铌6061和铌7075 T6，只有铌7075 T6具备上述平庸的耐用性。

改向轴承改用7075 T6铌合金。该子公司从海得的卡巴的Perfect Metalworks购买了一根直径为20mm的7075 T6铌棒，并草拟了工艺认证法案，在工艺与研发实验室、SMEC、VIT、Vellore的车后睡被压至17mm。该轴承被交给GK纺织工业，Vellore应用于研磨轴承上的公花键，其尺寸来自快速释放出来上的祖母花键。该轴承然后铣削与一个方形的轮廓配合锥齿轮，以传送运动所和动压。

EN45工艺售给孟加的卡Perfect Metalworks，应用于制作斜面。该工艺是由GK纺织工业，Vellore用作齿轮滚齿法研磨。研磨的锥齿轮给予Murli，金奈在52 HRC的具体才会硬化。应用于部份壳的铌7075-T6工艺被交给海得的卡巴的Ushtara纺织工业子公司，在5轴承数控机睡研磨。应用于研发20mm铌7075 T6轴承的扣件直径为GK纺织工业，应用于研磨键槽和花键配合，按照标准FSAE改向反向，这是从KAZ赛车手后购买。

为了透过装配，首先在Satyamoorty纺织工业将深沟球轴承承压装在筒当中，Vellore安装在一台20T液压机上。锥齿轮随后被压在各自的筒用作不同的机器。齿轮滑动是在同一企业的车后睡顺利完成的。在Vellore分校的车后间，改向轴承和改向圆柱与锥齿轮第一组在一起，用作了一根木槌。在一根安同类型电线的设法下，整个装置被固定起来。改向圆柱改用金属键与连杆组装，连杆通过将连杆内花键与改向反向上花键对齐来组装改向圆柱。上图6描画了的设计装配的整个改向几何学，然后在货车后当中用作。

上图6:改向几何学组件示意上图

3结果

首先，一个大的设计衰需求量贝尔特的卡米几何学作应用于基于我们的货车后改向私人机构的的设计。流程如下:

为了让正贝尔特的卡米弯半径以内的需求量度内轮斜向以内的需求量度相异的弯半径以内改向压矩手臂长以内的断定同类型入水作用压以内。为了让尽或许多的数小得多值改向压矩手臂长在以内内的如以前所述贝尔特的卡米几何学我们必能够在断定的内轮视角以内内，断定每个相异的改向压矩手臂长小得多值单调整个步骤，从弯半径以内的另一组和小得多值为所有必能够的贝尔特的卡米几何学，链条部份点愈来愈总体的需求量度，断定链条的下方点相异于最都会用的部份侧点。该的设计步骤夺得的科技成果符合我们的要昧，PRV 18赛车手后分别在2018年澳大利亚愈来愈高当中很多学生关系式德式选拔赛和2019年西德愈来愈高当中很多学生关系式德式选拔赛当中赢取多项获奖。下面描述了一些基本结果。

种系统的为了让

在考需求量了我们的对抗赛赛车和我们的车后的能压考需求量，我们再一尽快的设计一个贝尔特的卡米改向几何学，以赢取最紧的到处，并借助于一个整体而言愈来愈好的耐用性。利用Matlab字符1(初版)得不到的内、部份轴承承相较斜向结果如上图7下图。

上图7:贝尔特的卡米改向内、部份轮相异视角上图

B.弯半径以内

我们的车后的弯半径以内是3000毫米到∞(当车后辆在直线运动所时)。的

续航总需求量不太可能体现货车后的小得多容需求量。

C.轴承承弯视角以内

对于相异的最寡弯半径3000 mm，通过Matlab字符得不到小得多内轮弯角，取35°透过计数。这给了我们内轮从0到35度的弯视角以内，相异于所必需的弯半径以内。该需求量程功能正常，所有间隙以外满足要昧。

上图8:相异弯半径内轮上的视角上图。

上图9:相异弯半径部份轮上的视角上图。

上图8和上图9共有相异弯半径内、部份轴承承所必需的视角小得多值，分别由Matlab字符2和3(初版)得不到。此部份，上图8和上图9当中3000 mm弯半径时的内、部份轴承承角小得多值与贝尔特的卡米几何学上图7不同，验证了该作法及计数的恰当性。

d . RMS给定

Ackerman几何学的第一个点的小得多值为= 30.14= 116mm，最寡RMS小得多值为2.622 * 10−6。这一迭代能够让赛车手后在对抗赛的所有项目当中列车运行，尽管多个部份部点是为了愈来愈好的展现出而断定的。

利用Matlab字符6(初版)得不到所必需的改向压矩手臂弧度，以借助于最寡的RMS标准差，结果如上图10下图。

上图10:最寡以外对数标准差上图，绘出改向压矩角与以外对数标准差。

E.以前视上图挂起和改向几何学

上图11当中计算出来的草上图代表了在Solidworks上的设计的挂起和改向几何学的以前视上图。赢取的几何学连结的部份点的链条到IC为找到内板点的链条给了我们最寡或许的摩擦改向。

上图11:关系式德式很多学生赛车手后挂起几何学的设计的以前视上图

f .楔形驱使

改用Adams Car作为运动所学比对的软件透过所有后轴承和改向的具体非常简单，得不到的摩擦改向上图如上图12下图。在凸度和直立时赢取的凸度共有0 ~ 0.017度和0 ~ 0.045度。摩擦改向的小得多值可以显然，因此单方面。

上图12:楔形改向上图。绘出楔形/直立vs腿

g .方形种系统

利用Matlab字符5(初版)昧出方形种系统的设计借助于的内、部份轴承承的相较弯视角，得不到的上图形如上图13下图。的设计的方形种系统与所必需的Ackerman种系统非常相比之下，对比上图7和上图13，观察到小得多或许相诬蔑为1.3°。差别很小，可以在这个种系统上列车运行货车后。

上图13:所的设计的方形改向种系统的内部份轮视角上图。

四。论点

本文有助于断定恰当的为了让改向私人机构的为了让。本文通过对贝尔特的卡米几何学当中各种匹配的断定，用完同类型不同的作法得不到了许多上图。经过大需求量的迭代和测试，我们作应用于了一种有效的作法来顺利完成改向几何学的设计，同时考需求量所有的改向和后轴承物理性质。最不可或缺的步骤是计数RMS标准差，应用于维护最寡玻璃损失。其他一些作法，如所必需生活空间的计数和积体电路的扩及，在的设计当中考需求量了实际的约束，以尽需求量减寡摩擦改向。研究者、非常简单和非常简单结果表明，该作法可为衰贝尔特的卡米改向几何学匹配的各项国策和的设计缺寡一种精简、精确的作法。在今后的六杆计数和垂直计数当中，视角的投身将使该作法愈来愈加精确和实用。

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