底盤(pán)轉(zhuǎn)向拉桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

TOC\o"1-5"\h\z一、基本參數(shù)0二、轉(zhuǎn)向拉桿系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)計(jì)算0三、原地轉(zhuǎn)向力的估算2四、垂直跳動(dòng)干涉計(jì)算4五、小結(jié)5

一、基本參數(shù)汽車總重Ga5400(Kg)前軸負(fù)荷Gf2260(Kg)軸距L3300(mm)前輪距B1750(mm)最大外輪轉(zhuǎn)角40°主銷內(nèi)傾角8°車輪外傾角1°主銷后傾角2°輪胎氣壓P670(Kpa)輪胎靜半徑Rc362(mm)二、轉(zhuǎn)向拉桿系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)計(jì)算1、有關(guān)參數(shù)布置方式見(jiàn)示意圖1:圖中：1一垂臂2一直拉桿3一車架上平面轉(zhuǎn)向機(jī)速比ig=17.76:1,許用總擺角90°,(±45°)垂臂長(zhǎng)度Rp=230mm初始擺角向后6°直拉桿臂長(zhǎng)RS=235.7mm2、計(jì)算結(jié)果⑴汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑估算當(dāng)內(nèi)輪轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)到極限轉(zhuǎn)角40°時(shí)，外輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角為33°。汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑可按最大外輪轉(zhuǎn)角計(jì)算，即minsina其中：C一輪胎偏置距C=98mmRm,n=黑+98R=6157.14.2mmin由于在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，輪胎有偏離現(xiàn)象。故實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑會(huì)略有所增大。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑約為6.7m，滿足了整車的要求。⑵經(jīng)計(jì)算拉桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比id右轉(zhuǎn)極限位置id=1.538中間位置id=1.048左轉(zhuǎn)極限位置id=0.866轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比i=igxid右轉(zhuǎn)極限位置i=17.76x1.538u27.3中間位置i=17.76x1.048W8.6左轉(zhuǎn)極限位置i=17.76x0.866u15.4⑶當(dāng)車輪右轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，相應(yīng)的垂臂擺角向后38.8。。當(dāng)車輪左轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)相應(yīng)的垂臂擺角向前39.2°，垂臂的總擺角為78°，相應(yīng)的方向盤(pán)總?cè)?shù)3.8圈，轉(zhuǎn)向左右對(duì)稱。三、原地轉(zhuǎn)向力的估算原地轉(zhuǎn)向時(shí)，輪胎阻力矩可按V-E-GOUGH推薦的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即：以G3M-Vk3\P式中四地面與輪胎之間的摩擦系數(shù)，取四=0.7G^——車輪單邊負(fù)載NP——輪胎充氣壓力Pa代入數(shù)據(jù)得睥0.7：（1130x9.」M=670~10——牝342.6N-m汽車在原地轉(zhuǎn)向時(shí)輪胎的阻力矩，遠(yuǎn)大于其他力矩，由于該系統(tǒng)為動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，故只須考慮轉(zhuǎn)向垂臂軸的輸出扭矩Mp大于輪胎阻力矩Mk作用到轉(zhuǎn)向垂臂上的力矩Mp,若不考慮轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的效率，則作用到轉(zhuǎn)向垂臂上的力矩M‘為由上式可知，若不考慮系統(tǒng)效率時(shí)，轉(zhuǎn)向垂臂的作用力矩Mp與M.成正比，由于系統(tǒng)存在著干摩擦，所以有：PkidXnd式中：nt——梯形機(jī)構(gòu)效率，取nt=0.85nd——拉桿機(jī)構(gòu)效率，取nd=0.85通過(guò)計(jì)算：左輪右轉(zhuǎn)33。時(shí)，拉桿機(jī)構(gòu)（從垂臂到上節(jié)臂）傳動(dòng)比id為1.538，梯形機(jī)構(gòu)（從上節(jié)臂到右梯形臂）傳動(dòng)比iT為0.597；中間位置0°時(shí)，拉桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比id=1.048，梯形機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比iT=1；左輪向左轉(zhuǎn)40°時(shí)，拉桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比id=0.866,梯形機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比iT=1.658代入數(shù)據(jù)得：右轉(zhuǎn)極限位置Mp278.5N?m中間位置Mp‘^837.1N?m左轉(zhuǎn)極限位置Mp295.7N?m可見(jiàn)汽車的轉(zhuǎn)向力均勻性較好。若考慮轉(zhuǎn)向機(jī)以上的零部件及萬(wàn)向節(jié)效率，轉(zhuǎn)向力矩還會(huì)有所增大，但動(dòng)力轉(zhuǎn)向器輸出扭矩Mp=1630N?m（在壓力為13MPa時(shí)），顯然，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器輸出扭矩能滿足超載使用要求。四、垂直跳動(dòng)干涉計(jì)算當(dāng)前軸上下跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向拉桿與板簧之間存在著運(yùn)動(dòng)干涉。布置拉桿系統(tǒng)時(shí)，要保證前懸架和轉(zhuǎn)向拉桿的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。在采用鋼板彈簧的情況下，當(dāng)前輪相對(duì)于車身上下跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向上節(jié)臂與直拉桿相連的球銷中心，一方面隨著前橋沿著彈簧主片所決定的軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又要隨著垂臂球銷中心運(yùn)動(dòng)。如果這兩種運(yùn)動(dòng)的軌跡偏差較大，一方面在不平路面時(shí)會(huì)引起前輪擺振，一方面，在緊急制動(dòng)時(shí)由于彈簧的縱向扭曲，會(huì)引起前輪跑偏。按TRW規(guī)定:當(dāng)車輪上跳100時(shí)，干涉量不大于7mm，車輪下跳100mm時(shí)，干涉量不大于15mm。當(dāng)前輪上跳（Dz）100mm或下跳（Dz）-100mm，相應(yīng)的干涉量（Dx）如下：

DZDx-1002.876-802.618-602.199-401.621-200.8880020-1.04440-