汽車轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的設(shè)計

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1、汽車轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的設(shè)計 1 前言 大型專用汽車的轉(zhuǎn)向軸多在二軸以上，有的甚至多達五軸，其轉(zhuǎn)向性能的好壞直接影響車輛行駛的靈活性、操縱穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和輪胎的使用壽命，而且車軸越多，轉(zhuǎn)向?qū)囕v行駛影響越大。作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)，文獻運用參數(shù)方程對轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)進行了建模和分析、研究，但對轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)分析和計算的幾何法就十分不便，特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的獨立懸架的傳動機構(gòu)計算更為不便。本文運用參數(shù)方程法，對轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的各點用坐標參數(shù)來表示，建立參數(shù)方程求解、分析，提出了一種可運用于多軸轉(zhuǎn)向的傳動機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的計算方法，達到各軸轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)的目的，提高車輛行駛的靈活性、操縱穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。

2、2 轉(zhuǎn)向時各轉(zhuǎn)向橋的理想轉(zhuǎn)角關(guān)系 圖1為某前雙橋轉(zhuǎn)向底盤轉(zhuǎn)向時各轉(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)向梯形機構(gòu)，只討論轉(zhuǎn)向傳遞關(guān)系，所以只分析內(nèi)側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)角關(guān)系。 3 一橋傳動機構(gòu)傳動模型 多軸轉(zhuǎn)向汽車一般通過連桿機構(gòu)來保證同一側(cè)車輪在轉(zhuǎn)向時繞同一瞬心作圓周運動。下面以常用的連桿機構(gòu)中第一軸搖臂的擺角與車輪轉(zhuǎn)向臂轉(zhuǎn)角的對應(yīng)為例，說明連桿機構(gòu)的運動關(guān)系（如圖2）。 圖2中:A1為車輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置；Al′為車輪轉(zhuǎn)動角a1轉(zhuǎn)向節(jié)臂位置；B1為一橋傳動搖臂初始位置；B1′為車輪轉(zhuǎn)動a1′角一橋傳動搖臂位置。 4 一橋梯形機構(gòu)傳動模型 根據(jù)

3、文獻的梯形機構(gòu)的建模方式，將梯形機構(gòu)簡化為平面機構(gòu)，則一橋梯形機構(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a1′角一橋傳動搖臂位置。 一橋至二橋之間的傳動模型 7 設(shè)計優(yōu)化 由（4）、(6)、(8)、(9)、(10）式可計算出一橋車輪內(nèi)、外輪的每一轉(zhuǎn)角與二橋車輪內(nèi)、外輪的每一轉(zhuǎn)角的對應(yīng)數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與由(2)式計算出的理論轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進行比較?？紤]到輪胎側(cè)偏角，理論與實際轉(zhuǎn)角差可由輪胎產(chǎn)生側(cè)偏角來彌補。對應(yīng)于一橋內(nèi)輪的每一轉(zhuǎn)角，一、二橋外輪實際轉(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）。右輪實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角相差更小時，可認為設(shè)計合理。若超出該范圍就需對各桿件的參數(shù)進行調(diào)整，以滿足要求，得到理想的協(xié)調(diào)關(guān)系。 8 結(jié)論 本文針對兩軸轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，同時對多軸轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計具有較普遍的指導(dǎo)意義，其原理一樣，方法相同，而且不用建立統(tǒng)一的坐標系，每個轉(zhuǎn)向軸分開計算、分析，方法簡單易懂，操作性強，特別是適用于用計算機進行計算，使優(yōu)化設(shè)計方便快捷，具有較強的理論意義和參考價值。