一种钢管桁架式赛车车架的前舱的制作方法

本实用新型涉及一种钢管桁架式赛车车架的前舱。

背景技术：

赛车车架前舱需要支撑悬架机构、制动踏板、转向器等有关部件，并承受它们传递的各种载荷。为此，需要保证车架前舱有足够的弯曲刚度，从而确保在赛车行驶过程中，安装在其上的其他系统安装位置相对保持不变，且使前舱的变形量较小；同时，车架前舱也要有足够的强度保证，使其有足够的可靠性和寿命，主要零件在使用期内不应有严重的变形和开裂。本车架前舱采用30CrMo钢管件以氩弧焊焊接成空间桁架结构，以侧面投影为点对点三角结构的形式来保证车架载荷传递回路，使得车架结构设计合理可靠。通过ansys仿真软件来进行车架的力学性能的分析，来保证车架的强度与刚度。

目前，现有的车架前舱结构尚不完善，在美学、成本、人机工程学、工艺性和可靠性等发面存在不足，比如由于结构设计不够合理，前舱单元使用过多，造成前舱质量和成本增加，影响赛车其他部件的安装，使赛车整体性能降低，同时影响整车设计的美观性。

技术实现要素：

为了解决传统赛车车架前舱由于结构设计不够合理，前舱单元使用过多，造成前舱质量和成本增加，影响赛车其他部件的安装，使赛车整体性能降低，同时影响整车设计的美观性的问题，本实用新型提出一种受力均匀、车架强度和刚度增加、结构设计合理、成本低的钢管桁架式赛车车架的前舱。

本实用新型所述的一种钢管桁架式赛车车架的前舱，其特征在于：包括用于支撑的前环、作为车架主体前端的前隔板组件、用于提供侧向支撑的侧面支撑组件以及用于安装踏板的舱底底架，所述前环的底部与舱底底架的后端固接，所述舱底底架的前端与所述前隔板组件的底端固接，所述前环的两侧各设置一套侧面支撑组件，并且所述前环的两侧分别通过两套对称布置的侧面支撑组件与所述前隔板组件两侧相连；

所述前环包括底部带缺口的多边形环和前环底杆，多边形环的底部两端分别与所述前环底杆的两端固接，共同围成处于同一垂面上的第一封闭环；

所述前隔板组件包括前隔板上支撑杆、前隔板下支撑杆、前隔板竖直杆和前隔板斜撑，所述前隔板上支撑杆的两端分别通过两根对称布置的前隔板竖直杆与所述前隔板下支撑杆的两端固接，围成封闭的四边形；所述前隔板斜撑的两端分别与所述四边形相对的两顶点固接，形成对角线方向的支撑；

所述侧面支撑组件包括前环顶部支撑杆、前隔板底部支撑杆、侧面竖直支撑杆、侧面支撑斜杆、减震器前支撑杆、减震器后支撑杆和减震器安装杆，所述前环顶部支撑杆的一端与同侧的所述前隔板上支撑杆的一端固接，另一端与同侧的前环的其中一上顶点固接，两个前环顶部支撑杆之间连接减震器安装杆；所述前底板底部支撑杆的一端与同侧的所述前隔板下支撑杆的一端固接，另一端与同侧的前环的其中一下顶点固接；所述前环顶部支撑杆、所述前隔板底部支撑杆上分别设有第一节点和第二节点，所述侧面竖直支撑杆的底部与所述前隔板底部支撑杆的第二节点固接，所述侧面竖直支撑杆的顶部分别与同侧的前环多边形环的部分顶点、同侧前隔板组件的四边形顶点、前环顶部支撑杆的第一节点之间通过相应的侧面支撑斜杆相连，其中侧面竖直支撑杆的顶部与多边形环同侧的剩余的顶点之间的侧面支撑斜杆作为悬架上槽杆支撑杆；所述减震器前支撑杆的两端分别与两侧的第一节点相连，减震器后支撑杆的一端固接在前环顶部支撑杆的第一节点处，另一端固接在前环多边形的同侧的其中一个顶点处，形成稳定的三角形结构；

所述舱底底架包括底部横杆、踏板支撑杆和底部交叉杆，所述底部横杆的两端分别与同侧的第一节点相连，所述踏板支撑杆的一端与底部横杆固接，另一端与前隔板下支撑杆固接，并且所述踏板支撑杆与所述前隔板底部支撑杆平行；所述底部交叉杆一端与前环的多边形环与前环底杆相接的其中一顶点固接，另一端与底部横杆异侧的端部固接，两根底部交叉杆形成沿底部四边形对角线方向布置的十字交叉结构。

所述前隔板组件围成的四边形处于同一垂面上，保证与前环平行。

所述前环为正六边形结构，六边形环的缺口处第一端为第一顶点，以逆时针方向依次命名为第二顶点、第三顶点，...，第六顶点；侧面竖直支撑杆的顶部分别与第一顶点、第二顶点、第五顶点、第六顶点、同侧前隔板组件的四边形顶点、前环顶部支撑杆的第一节点之间通过相应的侧面支撑斜杆相连，其中侧面竖直支撑杆的顶部与多边形环同侧的第三顶点之间的侧面支撑斜杆作为悬架上槽杆支撑杆。

所述前环的高度大于所述前隔板组件的高度。

两套侧面支撑组件对称平行布置，并且同侧的前隔板顶部支撑杆、前隔板底部支撑杆位于同一垂面上；两根前隔板底部支撑杆平行，且两根前隔板底部支撑杆、前环底杆、前隔板下支撑杆围成矩形。

车架前舱设计的名词说明：前环——位于车手双腿之上，接近方向盘的防滚架；防滚架支承的支持结构——从前环支承的末端引出到前环上的结构；前隔板——车架主体结构前端的一个平面结构。点对点三角结构——将车架布置投影到一个面上，在此平面内施加一个任意方向的载荷到任意节点。

本实用新型的有益效果是：本车架前舱采用30CrMo钢管件以氩弧焊焊接成空间桁架结构，以侧面投影为点对点三角结构的形式来保证车架载荷传递回路，使得车架结构设计合理可靠。通过ansys仿真软件来进行车架的力学性能的分析，来保证车架的强度与刚度。

附图说明

图1是本实用新型的结构图之一。

图2是本实用新型的实用新型的舱底底架结构图。

图3是本实用新型的侧面支撑组件结构图。

图4是本实用新型的前隔板组件结构图。

图5是本实用新型的前环结构图。

图6是本实用新型的前环与前隔板组件位置比例图。

图7是本实用新型的结构图之二。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型

参照附图：

实施例1本实用新型所述的一种钢管桁架式赛车车架的前舱，包括用于支撑的前环1、作为车架主体前端的前隔板组件2、用于提供侧向支撑的侧面支撑组件3以及用于安装踏板的舱底底架4，所述前环的底部与舱底底架的后端固接，所述舱底底架的前端与所述前隔板组件的底端固接，所述前环的两侧各设置一套侧面支撑组件，并且所述前环的两侧分别通过两套对称布置的侧面支撑组件与所述前隔板组件两侧相连；

所述前环1包括底部带缺口的多边形环11和前环底杆12，多边形环11的底部两端分别与所述前环底杆12的两端固接，共同围成处于同一垂面上的第一封闭环；

所述前隔板组件2包括前隔板上支撑杆21、前隔板下支撑杆22、前隔板竖直杆23和前隔板斜撑24，所述前隔板上支撑杆21的两端分别通过两根对称布置的前隔板竖直杆23与所述前隔板下支撑杆22的两端固接，围成封闭的四边形；所述前隔板斜撑24的两端分别与所述四边形相对的两顶点固接，形成对角线方向的支撑；

所述侧面支撑组件3包括前环顶部支撑杆31、前隔板底部支撑杆32、侧面竖直支撑杆33、侧面支撑斜杆34、减震器前支撑杆35、减震器后支撑杆36和减震器安装杆37，所述前环顶部支撑杆31的一端与同侧的所述前隔板上支撑杆21的一端固接，另一端与同侧的前环1的其中一上顶点固接，两个前环顶部支撑杆31之间连接减震器安装杆37；所述前底板底部支撑杆32的一端与同侧的所述前隔板下支撑杆22的一端固接，另一端与同侧的前环1的其中一下顶点固接；所述前环顶部支撑杆31、所述前隔板底部支撑杆32上分别设有第一节点311和第二节点321，所述侧面竖直支撑杆33的底部与所述前隔板底部支撑杆32的第二节点321固接，所述侧面竖直支撑杆33的顶部分别与同侧的前环多边形环11的部分顶点、同侧前隔板组件2的四边形顶点、前环顶部支撑杆31的第一节点311之间通过相应的侧面支撑斜杆34相连，其中侧面竖直支撑杆33的顶部与多边形环11同侧的剩余的顶点之间的侧面支撑斜杆作为悬架上槽杆支撑杆；所述减震器前支撑杆34的两端分别与两侧的第一节点311相连，减震器后支撑杆35的一端固接在前环顶部支撑杆31的第一节点311处，另一端固接在前环多边形11的同侧的其中一个顶点处，形成稳定的三角形结构；

所述舱底底架4包括底部横杆41、踏板支撑杆42和底部交叉杆43，所述底部横杆41的两端分别与同侧的第一节点311相连，所述踏板支撑杆42的一端与底部横杆41固接，另一端与前隔板下支撑杆22固接，并且所述踏板支撑杆42与所述前隔板底部支撑杆32平行；所述底部交叉杆43一端与前环的多边形环11与前环底杆相接的其中一顶点固接，另一端与底部横杆41异侧的端部固接，两根底部交叉杆43形成沿底部四边形对角线方向布置的十字交叉结构。

所述前隔板组件2围成的四边形处于同一垂面上，保证与前环平行。

所述前环1为正六边形结构，六边形环的缺口处第一端为第一顶点，以逆时针方向依次命名为第二顶点、第三顶点，...，第六顶点；侧面竖直支撑杆的顶部分别与第一顶点、第二顶点、第五顶点、第六顶点、同侧前隔板组件的四边形顶点、前环顶部支撑杆的第一节点之间通过相应的侧面支撑斜杆相连，其中侧面竖直支撑杆的顶部与多边形环同侧的第三顶点之间的侧面支撑斜杆作为悬架上槽杆支撑杆。

所述前环1的高度大于所述前隔板组件的高度。

两套侧面支撑组件3对称平行布置，并且同侧的前隔板顶部支撑杆、前隔板底部支撑杆位于同一垂面上；两根前隔板底部支撑杆平行，且两根前隔板底部支撑杆、前环底杆、前隔板下支撑杆围成矩形。

车架前舱管件尺寸与颜色说明：外径*管厚(mm*mm)

基于比赛规则的约束，我们选择了一下的30CrMo钢管件尺寸：前环的多边形环尺寸：25.4*2.4；所述前隔板组件2围成的四边形各杆以及前环顶部支撑杆尺寸：25.4*1.6；前环底杆、前隔板底部支撑杆、与前环顶点相连的侧面支撑斜杆以及与四边形上顶点相连的侧面支撑斜杆尺寸：25.4*1.2；减震器后支撑杆、侧面竖直支撑杆、与第一节点相连的侧面支撑斜杆、与四边形下顶点相连的侧面支撑斜杆尺寸：25.4*1；底部横杆和减震器安装杆的尺寸：20.0*1；底部交叉杆和踏板支撑杆尺寸：10.0*1；车架前舱尺寸设计说明：车架前舱尺寸的确定需要和前舱上的其它系统进行协调配合，并要符合中国大学生电动方程式大赛的规则。而前舱的主体结构决定前舱的大致形状，故而对其进行框架尺寸说明。

前隔板尺寸：由于其前端需要设置可变性的吸能缓冲装置，故而设置单根斜置管件。前环尺寸：在符合规则的前提下，并通过人机工程试验台进行车手驾驶视野实测模拟和整车外观考虑，再加以协调悬架减震器的位置，我们确定了前环尺寸。前隔板、前环间距尺寸：根据车手体型和人机工程试验台的结果确定，主要体现在车架上制动踏板、座椅位置和方向盘之间的位置确定。前隔板采用25.4mm×1.6mm钢管组成长方形框架，用25.4mm×1.25mm钢管单根斜置结构，形成两个对称的三角结构。前舱顶部采用两根25.4mm*1.6mm水平钢管前环斜撑钢管构成，中间焊接一根20mm*1mm的减震器安装杆，并用四根25.4mm×1mm钢管分别在支承减震器安装杆，并在侧面投影上与前环、前悬架上横杆、前隔板斜撑构成三角结构。从而防止了减震器下置而造成的悬架系统安装时带来的不便。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。