汽車(chē)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

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1、汽車(chē)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 前言 大型專(zhuān)用汽車(chē)的轉(zhuǎn)向軸多在二軸以上，有的甚至多達(dá)五軸，其轉(zhuǎn)向性能的好壞直接影響車(chē)輛行駛的靈活性、操縱穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和輪胎的使用壽命，而且車(chē)軸越多，轉(zhuǎn)向?qū)?chē)輛行駛影響越大。作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，文獻(xiàn)運(yùn)用參數(shù)方程對(duì)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)進(jìn)行了建模和分析、研究，但對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析和計(jì)算的幾何法就十分不便，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的獨(dú)立懸架的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算更為不便。本文運(yùn)用參數(shù)方程法，對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各點(diǎn)用坐標(biāo)參數(shù)來(lái)表示，建立參數(shù)方程求解、分析，提出了一種可運(yùn)用于多軸轉(zhuǎn)向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法，達(dá)到各軸轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)的目的，提高車(chē)輛行駛的靈活性、操縱穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

2、2 轉(zhuǎn)向時(shí)各轉(zhuǎn)向橋的理想轉(zhuǎn)角關(guān)系 圖1為某前雙橋轉(zhuǎn)向底盤(pán)轉(zhuǎn)向時(shí)各轉(zhuǎn)向軸內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪的理想轉(zhuǎn)角關(guān)系，由于不研究轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，只討論轉(zhuǎn)向傳遞關(guān)系，所以只分析內(nèi)側(cè)的車(chē)輪的轉(zhuǎn)角關(guān)系。 3 一橋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)模型 多軸轉(zhuǎn)向汽車(chē)一般通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)來(lái)保證同一側(cè)車(chē)輪在轉(zhuǎn)向時(shí)繞同一瞬心作圓周運(yùn)動(dòng)。下面以常用的連桿機(jī)構(gòu)中第一軸搖臂的擺角與車(chē)輪轉(zhuǎn)向臂轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)為例，說(shuō)明連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系（如圖2）。 圖2中:A1為車(chē)輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置；Al′為車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)角a1轉(zhuǎn)向節(jié)臂位置；B1為一橋傳動(dòng)搖臂初始位置；B1′為車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)a1′角一橋傳動(dòng)搖臂位置。 4 一橋梯形機(jī)構(gòu)傳動(dòng)模型 根據(jù)

3、文獻(xiàn)的梯形機(jī)構(gòu)的建模方式，將梯形機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面機(jī)構(gòu)，則一橋梯形機(jī)構(gòu)得一橋外輪轉(zhuǎn)角a1′與 一橋內(nèi)輪轉(zhuǎn)角a1之間關(guān)系（如圖3）。 圖3中:A1為內(nèi)輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置；A1′為內(nèi)輪轉(zhuǎn)動(dòng)a1角轉(zhuǎn)向節(jié)臂位置;El為外輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置；E1′為外輪轉(zhuǎn)動(dòng)a1′角一橋傳動(dòng)搖臂位置。 一橋至二橋之間的傳動(dòng)模型 7 設(shè)計(jì)優(yōu)化 由（4）、(6)、(8)、(9)、(10）式可計(jì)算出一橋車(chē)輪內(nèi)、外輪的每一轉(zhuǎn)角與二橋車(chē)輪內(nèi)、外輪的每一轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與由(2)式計(jì)算出的理論轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。考慮到輪胎側(cè)偏角，理論與實(shí)際轉(zhuǎn)角差可由輪胎產(chǎn)生側(cè)偏角來(lái)彌補(bǔ)。對(duì)應(yīng)于一橋內(nèi)輪的每一轉(zhuǎn)角，一、二橋外輪實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角最大相差在2范圍內(nèi)且在小轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)（內(nèi)輪轉(zhuǎn)角≤20）。右輪實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角相差更小時(shí)，可認(rèn)為設(shè)計(jì)合理。若超出該范圍就需對(duì)各桿件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以滿(mǎn)足要求，得到理想的協(xié)調(diào)關(guān)系。 8 結(jié)論 本文針對(duì)兩軸轉(zhuǎn)向車(chē)輛的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)多軸轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)具有較普遍的指導(dǎo)意義，其原理一樣，方法相同，而且不用建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系，每個(gè)轉(zhuǎn)向軸分開(kāi)計(jì)算、分析，方法簡(jiǎn)單易懂，操作性強(qiáng)，特別是適用于用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，使優(yōu)化設(shè)計(jì)方便快捷，具有較強(qiáng)的理論意義和參考價(jià)值。