車輪跳動(dòng)校核與輪罩設(shè)計(jì)校核報(bào)告.doc

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目 錄 1. 概 述 1 2. XX轎車前輪跳動(dòng)校核 1 2.1 前輪內(nèi)外轉(zhuǎn)向角及跳動(dòng)量 1 2.2 前輪跳動(dòng)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(dòng)校核 5 3.1 XX轎車后輪跳動(dòng)量 5 3.2 XX轎車后輪跳動(dòng)包絡(luò)圖 6 3.3 XX轎車后輪跳動(dòng)包絡(luò)與輪罩的間隙校核 6 3.4 XX轎車后輪跳動(dòng)包絡(luò)與輪眉的間隙校核 7 3.5 XX轎車后輪跳動(dòng)包絡(luò)與擋泥板的間隙校核 7 4. 總 結(jié) 8 參 考 文 獻(xiàn) 9 1. 概 述 在進(jìn)行總布置設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)車輪的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校核，防止發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。此校核的目的是確定車輪運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)占用的空間（對(duì)于前輪應(yīng)同時(shí)考慮上跳及轉(zhuǎn)向至極限位置時(shí)的情況），從而檢查車輪與輪罩、縱梁之間的運(yùn)動(dòng)間隙是否足夠，并由此決定前后輪罩設(shè)計(jì)的最小尺寸邊界。 下面分別對(duì)XX轎車前、后輪跳動(dòng)情況進(jìn)行分析，對(duì)其空間布置情況進(jìn)行校核，并為輪罩、擋泥板的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 XX轎車輪胎型號(hào)為185/65 R15 88H。在進(jìn)行輪胎跳動(dòng)校核時(shí)，輪胎主要尺寸按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(hào)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(dòng)校核 XX轎車的驅(qū)動(dòng)方式為發(fā)動(dòng)機(jī)前橫置、前輪驅(qū)動(dòng)，前輪既是轉(zhuǎn)向輪，又是驅(qū)動(dòng)輪。因此，在進(jìn)行前輪跳動(dòng)校核時(shí)，必須同時(shí)考慮轉(zhuǎn)向、懸架壓縮變形兩個(gè)方面的綜合作用。 2.1 前輪內(nèi)外轉(zhuǎn)向角及跳動(dòng)量 根據(jù)轉(zhuǎn)向器的相關(guān)參數(shù)和轉(zhuǎn)向斷開點(diǎn)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(jī)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(jì)算前輪上跳量時(shí)，由設(shè)計(jì)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(jì)算（王望予. 《汽車設(shè)計(jì)》. 機(jī)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(jì)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(dòng)量38.7㎜。 2.2 前輪跳動(dòng)包絡(luò)圖 由于前后懸架設(shè)計(jì)完全沿用標(biāo)桿車懸架狀態(tài)，首先通過逆向得到樣車前懸架關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)模，將懸架各桿系按照其鉸接點(diǎn)裝配得到前懸架裝配數(shù)模。將前懸架數(shù)模導(dǎo)入ADAMS軟件中，在懸架各鉸接點(diǎn)處添加合適的運(yùn)動(dòng)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(dòng)撓度等參數(shù)，可以作出前輪跳動(dòng)的最大包絡(luò)體，如圖2所示。 圖2　前輪跳動(dòng)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(dòng)至極限時(shí)的位置也同時(shí)給出，它直接影響前輪罩及擋泥板上部的設(shè)計(jì)。圖3是前螺旋彈簧下安裝支座在上跳極限位置同時(shí)左轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)與輪罩鈑金件內(nèi)側(cè)的空間位置關(guān)系圖，這時(shí)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(dòng)至上極限位置同時(shí)左轉(zhuǎn)到極限位置的狀態(tài)實(shí)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(rèn)為前螺旋彈簧下安裝支座與輪罩之間不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)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(shí)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(jìn)行防濺墊的相關(guān)設(shè)計(jì)。 圖4是輪胎在上跳極限同時(shí)不轉(zhuǎn)時(shí)與防濺墊的空間位置關(guān)系圖，此時(shí)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(huì)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(shí)向左轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)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(jì)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(shí)的數(shù)據(jù)，這時(shí)它在上極限同時(shí)右轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)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(jì)要求，前輪在極限位置時(shí)縱梁與輪胎之間不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)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(cè)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(shí)與輪罩的空間位置關(guān)系圖。前輪在上極限同時(shí)左轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)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(huì)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(dòng)校核 由于后輪不是轉(zhuǎn)向輪，其跳動(dòng)主要表現(xiàn)為懸架變形引起的輪胎跳動(dòng)。下面校核后輪跳動(dòng)情況。 3.1 XX轎車后輪跳動(dòng)量 橡膠限位塊按照壓縮1/2計(jì)算，根據(jù)懸架的匹配及偏頻、撓度的相關(guān)計(jì)算，XX轎車后懸架動(dòng)撓度為61.4 mm，即后輪從滿載狀態(tài)向上的最大跳動(dòng)量為61.4 mm。 3.2 XX轎車后輪跳動(dòng)包絡(luò)圖 根據(jù)逆向得到的標(biāo)桿車后懸架關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)模，在ADAMS軟件中建立后懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型，在后懸架數(shù)模各鉸接點(diǎn)處添加合適的運(yùn)動(dòng)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(dòng)撓度等參數(shù)，通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，可以作出后輪跳動(dòng)至極限位置時(shí)的最大包絡(luò)體，后懸架采用縱臂扭轉(zhuǎn)梁復(fù)合式半獨(dú)立懸架,后輪在跳動(dòng)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(jì)。 圖9　后輪極限位置包絡(luò)圖 3.3 XX轎車后輪跳動(dòng)包絡(luò)與輪罩的間隙校核 圖10是輪胎在極限位置時(shí)與輪罩的空間位置關(guān)系簡(jiǎn)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(shí)尚有11.8mm的間隙，故車輪在跳動(dòng)中不會(huì)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(dòng)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(shí)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(jì)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(dòng)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(shí)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(shí)尚有4.6mm的間隙，故車輪在跳動(dòng)中不會(huì)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(dāng)選用185/65 R15 88H型號(hào)的輪胎時(shí)，輪胎跳動(dòng)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(qiáng)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(qiáng)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(huì)產(chǎn)生干涉問題，后輪在極限狀態(tài)也不會(huì)發(fā)生干涉問題，可以滿足整車要求。 參 考 文 獻(xiàn) 1. 汽車工程手冊(cè)編寫組編. 《汽車工程手冊(cè)》（設(shè)計(jì)篇）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 2. 劉惟信. 《汽車設(shè)計(jì)》. 北京：清華大學(xué)出版社，2002