汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計計算匹配方式

1、1汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車低速行駛時，操作方向盤的力很輕，卻要產(chǎn)生很大的方向盤轉(zhuǎn)角輸入，汽車的運動方向純粹是由轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各桿件的幾何關(guān)系所確定。這時，基本上是角輸入。而在高速行駛時，可能出現(xiàn)方向盤轉(zhuǎn)角很小，汽車上仍作用有一定的側(cè)向慣性力，這時，主要是通過力輸入來操縱汽車。1.2將整車及輪胎的運動、受力狀況反饋給駕駛者。這種反饋，通常稱為路感。駕駛者可以通過手感知方向盤的震動及運轉(zhuǎn)情況、眼睛觀察汽車運動、身體承受到的慣性、耳朵聽到輪胎在地面滾動的聲音來感覺、檢測汽車的運動狀態(tài)，但最重要的的信息來自方向盤反饋給駕駛者的路感，因此良好的路感是優(yōu)良的操穩(wěn)性中不可缺少的部分。反饋分為力反饋和角

2、反饋從轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能可以得知：人、車通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成了人車閉環(huán)系統(tǒng)，是駕駛者對汽車操縱控制的一個關(guān)鍵系統(tǒng)。2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計的基本要求轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。轉(zhuǎn)向系的基本要求如下：21汽車轉(zhuǎn)彎時，全部車輪應(yīng)繞瞬時回轉(zhuǎn)中心（瞬心）旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè)滑。不滿足這項要求會加劇輪胎磨損，并降低汽車的操作穩(wěn)定性。實際上，沒有哪一款汽車能完全滿足這項要求，只能對轉(zhuǎn)向梯形桿系進(jìn)行優(yōu)化，一般在常用轉(zhuǎn)向角內(nèi)（內(nèi)輪15。25范圍）使轉(zhuǎn)向內(nèi)外輪運動關(guān)系逼近上述要求。22良好的回正性能汽車轉(zhuǎn)向動作完成后，在駕駛者松開方向盤的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動返

3、回到直線行駛位置，并穩(wěn)定行駛。轉(zhuǎn)向輪的回正力矩的大小主要由懸架系統(tǒng)所決定的前輪定位參數(shù)確定，一般來說，影響汽車回正的因素有：輪胎側(cè)偏特性、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、前輪外傾、轉(zhuǎn)向節(jié)上下球節(jié)的摩擦損失、轉(zhuǎn)向節(jié)臂長、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的逆效率等。23汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，方向盤沒有擺動。24轉(zhuǎn)向機構(gòu)與懸架機構(gòu)的運動不協(xié)調(diào)所造成的運動干涉應(yīng)盡可能小，由于運動干涉使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生的擺動應(yīng)最小。汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，作用在汽車質(zhì)心處的離心力的作用，內(nèi)輪載荷減小，外輪載荷增加，使懸架上的載荷發(fā)生相應(yīng)變化。若轉(zhuǎn)向橋采用非獨立懸架、鋼板彈簧機- -R方向盤半徑mm；a轉(zhuǎn)向梯形底角單位耳轉(zhuǎn)向器的效率，取n=75%

4、。M=3.12X105Nmm,i=15.9,R=370/2=185mm,耳=75%,a=89.34row由公式(3)得:F=141.4Nh不帶助力轉(zhuǎn)向，汽車以10km/h行駛時，作用在方向盤的手力不應(yīng)超過245N,FV245N3h所以此設(shè)計滿足法規(guī)要求。3.4計算結(jié)果結(jié)果見表3表3參數(shù)表轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷，N7329.4輪胎與地面間的滑動摩擦系數(shù)0.7輪胎氣壓，MPa0.22齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系的角傳動比15.9方向盤半徑mm185主動小齒輪的節(jié)圓半徑rmm&4轉(zhuǎn)向器的效率75%計算結(jié)果Fh二卻，佇245N,所以滿足要求。4、結(jié)論及分析根據(jù)此報告的設(shè)計計算，此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)滿足法規(guī)的要求，符合整車的設(shè)計需要，達(dá)

5、到預(yù)期的目的。參考文獻(xiàn)1、劉惟信主編汽車設(shè)計北京：清華大學(xué)出版社2001年2、王望予主編汽車設(shè)計北京：機械工業(yè)出版社2003年3、GB17675-1999汽車轉(zhuǎn)向系基本要求附：最小轉(zhuǎn)彎半徑的確定由于與樣車的軸距、輪距相近，前后懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沿用樣車，且前后軸荷也沒有太大變化，最小轉(zhuǎn)彎直徑應(yīng)與樣車一致。下面對最小轉(zhuǎn)彎直徑進(jìn)行校核計算。為估算最小轉(zhuǎn)彎直徑，首先確定樣車的內(nèi)外輪最大轉(zhuǎn)角，由試驗得知樣車內(nèi)外輪的轉(zhuǎn)角1分別為：右轉(zhuǎn)3435/4028，左轉(zhuǎn)3902/3354。以樣車為基礎(chǔ)，完成前懸架及轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向拉桿三維裝配模型，測量數(shù)模內(nèi)外輪最大轉(zhuǎn)角分別為：41.3/35.2，且左右轉(zhuǎn)角相等。由于制造誤

6、差，數(shù)模測量值和實際測量值有少許偏差，計算時采用數(shù)模測量值。為計算最小轉(zhuǎn)彎半徑，根據(jù)對數(shù)模的測量，轉(zhuǎn)向輪繞主銷偏移距r=0.003755m，軸距sL=2.54265m。推薦一種計算方法校核最小轉(zhuǎn)彎直徑2：如果通過所有4個車輪中心的車輪平面垂直線都相交于一點轉(zhuǎn)向中心M,汽車在緩慢行駛時的轉(zhuǎn)彎是精確的。如果后輪不轉(zhuǎn)向，則2個前輪的垂線必須與后輪中心連線的延長線相交于M點，如圖9所示，在車身內(nèi)外側(cè)的前輪上出現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)向角5i和5Aa。根據(jù)相對較大的內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角q可以算出外側(cè)車輪的理論值，即所謂的阿克曼角：TOC o 1-5 h zcot5=cot5+j/1(9)Aaij=b一2xr(10)vs式中

7、：j為在地面測得的兩主銷軸線延長線與地面交點的距離，bv為前輪距。圖9最小轉(zhuǎn)彎直徑原理圖于是，最小轉(zhuǎn)彎直徑公式為：D二2x(/+r)-axA5ssin8sf(11)Aa下面根據(jù)整車四輪定位參數(shù)和整車主要尺寸參數(shù)用上面公式校核最小轉(zhuǎn)彎直徑。表16公式(11)參數(shù)取值表其中：L軸距，m；2.542658Aa前外輪轉(zhuǎn)角計算值，;待求值rs主銷偏移距，m；0.003755A8F轉(zhuǎn)向誤差，;待求值a經(jīng)驗因子，m/；0.1bv前輪距m；1.47218i前內(nèi)輪最大轉(zhuǎn)角，;41.38a前外輪最大轉(zhuǎn)角，;35.2j二b-2xr=1.47212x0.003755=1.4646mvscot8二cot8+j/L二cot41.3。+1.4646/2.54265二1.138+0.576沁1.714Aai8二30.26。AaA8=8-8二35.2。30.26。=4.94。FaAatrVD=2(+r)-aAS=2x(+0.003755)-0.1x4.94。=9.605mSsin8sFsin3