1.1选题目的及背景

中国汽车工程学会巴哈大赛Baja SAE China（简称BSC大赛）是由中国汽车工程学会主办，在各院校开展的小型越野赛车设计与制作比赛。竞赛包括多种静态与动态项目测试。为了使巴哈越野赛车具有良好的转向性能并保证其驾驶安全性与可靠性，设计一套符合巴哈大赛规则要求，具有良好的操纵性和转向稳定性，并可以与其他结构件良好配合的赛车转向系统，以实现赛车可以在复杂的路况下准确、稳定完成转向操作。

1.2选题意义

转向系统是整车系统中至关重要的最基本的组成系统，它指的是用来改变和恢复赛车行驶方向的机构。转向系统性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性，操纵稳定性和驾驶舒适性，它对于保证汽车的行驶安全，保护车手的人身安全以及取得更好地比赛成绩起到了重要的作用。赛车在越野比赛复杂的路况行驶中能够按照车手的操作要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来的冲击和赛车意外偏离行驶方向时，能与赛车的行驶系统配合共同保证赛车继续稳定行驶。

就巴哈赛车而言，实现转向的方法是车手通过一套机构，使赛车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定的角度。按照转向能源的不同，转向系可分为机械转向系和助力转向系，机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。巴哈赛车采用的是机械转向系，即转向系以车手的体力作为转向能源，由车手操作方向盘，通过转向器和一系列的杆件传递到转向车轮而实现的。

对于巴哈赛车而言，不仅要保证转向系统最基本的转向稳定性和操作性，还要确定转向系统的可靠性和人机工程以及保证赛车越野性能的发挥等，实现轻量化从而提升巴哈赛车的整体性能向。本次毕业设计题目的应用意义在于通过对往届巴哈赛车转向系统的研究分析，并结合巴哈大赛的规则，初步掌握利用计算机辅助设计等相关技术设计出一套转向系统的方法。

1.3国内外研究现状

现在汽车的转向系统根据能源的不同，可以分为机械转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统等。机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系统由转向操控系统、转向传动系统和转向器三大部分组成。由于可靠性、设计难度以及成本方面的要求，大学生赛车转向系统的设计一般不考虑转向助力装置，普遍采用机械转向系统。作为赛车的一个重要的组成部分，转向系统是决定赛车安全性的关键总成，如何设计赛车的转向特性，使赛车具有良好的操纵稳定性，始终是所有参赛队伍十分重视的问题。特别是在巴哈比赛复杂的路况条件下，保证赛车能够拥有良好的转向特性显得尤为重要。而对于巴哈赛车转向系统的整体把握是需要利用最基础的结构来完成最精细的操控。转向系统的结构需要尽可能简单可靠，减掉快拆、万向节，能完成转矩的传递就行，但是同时转向梯形的布置以及主销角度、轮胎角度、前束等参数的选取与调节又需要十分精细，正是这些细小的角度，却决定着赛车的转弯、轮胎磨损等性质。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本文在阅读大量相关文献的基础上，首先对目前国内外巴哈赛车领域的转向系统设计研究的现状进行综述，随后对转向系统的结构及工作原理进行分析研究，对转向系统的结构与设计计算的方法进行掌握，进行转向梯形的布置与转向器的设计与计算等工作，建立相应的三维模型并完成仿真分析，绘制图纸并校核，最后完成设计说明书。