車輪跳動校核與輪罩設(shè)計校核報告.doc

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目 錄 1. 概 述 1 2. XX轎車前輪跳動校核 1 2.1 前輪內(nèi)外轉(zhuǎn)向角及跳動量 1 2.2 前輪跳動包絡(luò)圖 1 2.3 前懸架螺旋彈簧下安裝支座與輪罩的間隙校核 2 2.4 前輪包絡(luò)與防濺墊的間隙校核 3 2.5 前輪包絡(luò)與翼子板的間隙校核 4 2.6 前輪包絡(luò)與前縱梁的間隙校核 4 2.7 前輪包絡(luò)與輪罩的間隙校核 5 3 XX轎車后輪跳動校核 5 3.1 XX轎車后輪跳動量 5 3.2 XX轎車后輪跳動包絡(luò)圖 6 3.3 XX轎車后輪跳動包絡(luò)與輪罩的間隙校核 6 3.4 XX轎車后輪跳動包絡(luò)與輪眉的間隙校核 7 3.5 XX轎車后輪跳動包絡(luò)與擋泥板的間隙校核 7 4. 總 結(jié) 8 參 考 文 獻 9 1. 概 述 在進行總布置設(shè)計時，必須對車輪的運動進行校核，防止發(fā)生運動干涉。此校核的目的是確定車輪運動至極限位置時占用的空間（對于前輪應(yīng)同時考慮上跳及轉(zhuǎn)向至極限位置時的情況），從而檢查車輪與輪罩、縱梁之間的運動間隙是否足夠，并由此決定前后輪罩設(shè)計的最小尺寸邊界。 下面分別對XX轎車前、后輪跳動情況進行分析，對其空間布置情況進行校核，并為輪罩、擋泥板的設(shè)計提供依據(jù)。 XX轎車輪胎型號為185/65 R15 88H。在進行輪胎跳動校核時，輪胎主要尺寸按照國家標準中的新胎充氣后的尺寸，即輪胎外徑為621mm，輪胎斷面寬度189mm (注：樣車輪胎型號為185/60 R15 84H，輪胎外徑為603mm，輪胎斷面寬度189mm)。 2. XX轎車前輪跳動校核 XX轎車的驅(qū)動方式為發(fā)動機前橫置、前輪驅(qū)動，前輪既是轉(zhuǎn)向輪，又是驅(qū)動輪。因此，在進行前輪跳動校核時，必須同時考慮轉(zhuǎn)向、懸架壓縮變形兩個方面的綜合作用。 2.1 前輪內(nèi)外轉(zhuǎn)向角及跳動量 根據(jù)轉(zhuǎn)向器的相關(guān)參數(shù)和轉(zhuǎn)向斷開點的優(yōu)化結(jié)果，轉(zhuǎn)向器的行程為152mm，將此參數(shù)輸入到包括轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向拉桿及車輪的機構(gòu)中，可得XX轎車的內(nèi)外輪轉(zhuǎn)向角（滿載狀態(tài)）分別為40.99、34.12。 在計算前輪上跳量時，由設(shè)計數(shù)模得出前減振器在滿載狀態(tài)與限位塊的距離，橡膠限位塊按照壓縮1/2計算（王望予. 《汽車設(shè)計》. 機械工業(yè)出版社），根據(jù)以上數(shù)據(jù)和懸架的匹配及偏頻、撓度的相關(guān)計算，結(jié)合參考車型，得出XX轎車前輪上跳最大行程38.7㎜，即前輪從滿載狀態(tài)向上跳動量38.7㎜。 2.2 前輪跳動包絡(luò)圖 由于前后懸架設(shè)計完全沿用標桿車懸架狀態(tài)，首先通過逆向得到樣車前懸架關(guān)鍵點數(shù)模，將懸架各桿系按照其鉸接點裝配得到前懸架裝配數(shù)模。將前懸架數(shù)模導入ADAMS軟件中，在懸架各鉸接點處添加合適的運動副、彈性元件等連接部件，并輸入相關(guān)參數(shù)，得到如圖1所示的分析模型。 圖1　前懸架ADAMS模型 根據(jù)最大的內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角、前懸架動撓度等參數(shù)，可以作出前輪跳動的最大包絡(luò)體，如圖2所示。 圖2　前輪跳動包絡(luò)圖 2.3 前懸架螺旋彈簧下安裝支座與輪罩的間隙校核 前懸架螺旋彈簧下安裝支座隨著輪胎跳動至極限時的位置也同時給出，它直接影響前輪罩及擋泥板上部的設(shè)計。圖3是前螺旋彈簧下安裝支座在上跳極限位置同時左轉(zhuǎn)到極限位置時與輪罩鈑金件內(nèi)側(cè)的空間位置關(guān)系圖，這時前螺旋彈簧下安裝支座與輪罩鈑金件之間的最小距離為11.0mm（樣車值14.6mm）。由于前輪跳動至上極限位置同時左轉(zhuǎn)到極限位置的狀態(tài)實際情況中發(fā)生的可能性為零，而在此狀態(tài)下前螺旋彈簧下安裝支座與輪罩鈑金件之間尚有11.0mm的間隙，可以認為前螺旋彈簧下安裝支座與輪罩之間不會發(fā)生運動干涉。 最小間隙11.0mm 圖3　前螺旋彈簧下支座在上極限位置時與輪罩的位置關(guān)系 2.4 前輪包絡(luò)與防濺墊的間隙校核 根據(jù)輪胎包絡(luò)圖，就可以進行防濺墊的相關(guān)設(shè)計。 圖4是輪胎在上跳極限同時不轉(zhuǎn)時與防濺墊的空間位置關(guān)系圖，此時輪胎距離防濺墊內(nèi)側(cè)之間的最小距離為7.7mm（樣車值13.9mm）。輪胎不會與防濺墊發(fā)生干涉。 最小間隙7.7mm 圖4　前輪包絡(luò)與防濺墊的空間位置關(guān)系 2.5 前輪包絡(luò)與翼子板的間隙校核 圖5是前輪包絡(luò)與外表面上翼子板之間的位置關(guān)系，輪胎在上跳極限同時向左轉(zhuǎn)到極限位置時與翼子板之間的最小距離為12.0mm（樣車值16.6 mm）。在此空間內(nèi)可以設(shè)計出輪罩翻邊及擋泥板結(jié)構(gòu)。 最小間隙12.0mm 圖5　前輪包絡(luò)體與翼子板的位置關(guān)系 2.6 前輪包絡(luò)與前縱梁的間隙校核 圖6是前輪極限位置與縱梁的位置關(guān)系。圖中輪胎是最大使用尺寸時的數(shù)據(jù)，這時它在上極限同時右轉(zhuǎn)到極限位置時與前縱梁（鈑金）之間的間隙是7.8 mm（樣車值11.9 mm）。該間隙滿足設(shè)計要求，前輪在極限位置時縱梁與輪胎之間不會發(fā)生運動干涉。 最小間隙7.8mm 圖6　前輪包絡(luò)體與前縱梁位置關(guān)系 2.7 前輪包絡(luò)與輪罩的間隙校核 根據(jù)輪胎包絡(luò)圖，就可以測量出輪罩與前輪包絡(luò)體的最小間隙。 圖7是前輪在極限位置時與輪罩的空間位置關(guān)系圖。前輪在上極限同時左轉(zhuǎn)到極限位置時距離輪罩鈑金件內(nèi)側(cè)之間的最小距離為11.7mm（樣車值17.8mm），不會與輪罩發(fā)生干涉。 最小間隙11.7mm 圖7　前輪包絡(luò)與輪罩的空間位置關(guān)系 3 XX轎車后輪跳動校核 由于后輪不是轉(zhuǎn)向輪，其跳動主要表現(xiàn)為懸架變形引起的輪胎跳動。下面校核后輪跳動情況。 3.1 XX轎車后輪跳動量 橡膠限位塊按照壓縮1/2計算，根據(jù)懸架的匹配及偏頻、撓度的相關(guān)計算，XX轎車后懸架動撓度為61.4 mm，即后輪從滿載狀態(tài)向上的最大跳動量為61.4 mm。 3.2 XX轎車后輪跳動包絡(luò)圖 根據(jù)逆向得到的標桿車后懸架關(guān)鍵點數(shù)模，在ADAMS軟件中建立后懸架運動學分析模型，在后懸架數(shù)模各鉸接點處添加合適的運動副、彈性元件等連接部件，并輸入相關(guān)參數(shù)，得到如圖8所示的分析模型。 圖8　后懸架ADAMS模型 根據(jù)后懸架動撓度等參數(shù)，通過運動學分析，可以作出后輪跳動至極限位置時的最大包絡(luò)體，后懸架采用縱臂扭轉(zhuǎn)梁復合式半獨立懸架,后輪在跳動過程中,主要在X方向和Z方向上發(fā)生位移，如圖9所示。它直接影響后輪罩及擋泥板上部的設(shè)計。 圖9　后輪極限位置包絡(luò)圖 3.3 XX轎車后輪跳動包絡(luò)與輪罩的間隙校核 圖10是輪胎在極限位置時與輪罩的空間位置關(guān)系簡圖。后輪上極限位置與輪罩鈑金件之間的最小距離為11.8mm（樣車值18.2 mm），后輪處于上極限位置的情況很少，且處于極限位置時尚有11.8mm的間隙，故車輪在跳動中不會與輪罩干涉。 最小間隙11.8mm 圖10　后輪包絡(luò)體與輪罩的位置關(guān)系 3.4 XX轎車后輪跳動包絡(luò)與輪眉的間隙校核 圖11是輪胎與外表面輪眉之間的位置關(guān)系圖。輪胎在上極限位置時與輪眉之間的最小空間距離為14.7 mm (樣車值17.2mm)。輪罩翻邊及擋泥板的設(shè)計有足夠的空間。 最小間隙14.7mm 圖11　后輪包絡(luò)體與輪眉的位置關(guān)系 3.5 XX轎車后輪跳動包絡(luò)與擋泥板的間隙校核 圖12是后輪包絡(luò)與后輪后擋泥板之間的位置關(guān)系圖。輪胎在上極限位置時與后輪后擋泥板之間的最小空間距離為4.6mm，后輪處于上極限位置的情況很少，且處于極限位置時尚有4.6mm的間隙，故車輪在跳動中不會與后輪后擋泥板干涉。 最小間隙4.6mm 圖12　后輪包絡(luò)體與擋泥板的位置關(guān)系 4. 總 結(jié) 當選用185/65 R15 88H型號的輪胎時，輪胎跳動與相鄰件的間隙見下表： 表1 車輪周邊間隙 車輪 最小間隙 位置(左右側(cè)同) 輪胎狀態(tài) 最小間隙mm 樣車值mm 前輪 前懸架螺旋彈簧下安裝支座與輪罩 左前輪罩前板加強板 上極限&左轉(zhuǎn)極限 11.0 11.1 前輪包絡(luò)與防濺墊 左前輪防濺墊 上極限&不轉(zhuǎn)向 7.7 13.9 前輪包絡(luò)與翼子板 左前翼子板 上極限&左轉(zhuǎn)極限 12.0 16.6 前輪包絡(luò)與前縱梁 左前縱梁外板 上極限&右轉(zhuǎn)極限 7.8 8.1 前輪包絡(luò)與輪罩的周邊部件 左前輪罩后板加強板 上極限&左轉(zhuǎn)極限 11.7 17.8 后輪 后輪包絡(luò)與輪罩 左后輪罩外板 上極限 11.8 18.2 后輪包絡(luò)與外表面輪眉 左側(cè)圍 上極限 14.7 17.2 輪胎與后輪后擋泥板 后輪左后擋泥板 上極限 4.6 8 由上表的間隙分析可知：前輪在極限狀態(tài)下不會產(chǎn)生干涉問題，后輪在極限狀態(tài)也不會發(fā)生干涉問題，可以滿足整車要求。 參 考 文 獻 1. 汽車工程手冊編寫組編. 《汽車工程手冊》（設(shè)計篇）. 北京：機械工業(yè)出版社，2001 2. 劉惟信. 《汽車設(shè)計》. 北京：清華大學出版社，2002