實例-轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計計算報告

WORD格式可編輯專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯TOC\o"1-5"\h\z.概述 1任務(wù)來源 1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本介紹 1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖 1.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關(guān)參數(shù) 1.最小轉(zhuǎn)彎半徑 2.轉(zhuǎn)向系傳動比的計算 3.轉(zhuǎn)向系載荷的確定 3原地轉(zhuǎn)向阻力矩Mr 3車輪回正阻力矩Ms 3作用在轉(zhuǎn)向盤上的力Fk 3.轉(zhuǎn)向管柱布置的校核 4轉(zhuǎn)向管柱布置角度的測量 4轉(zhuǎn)向管柱角速度及力矩波動計算 4轉(zhuǎn)向管柱固有頻率要求 7.結(jié)論 7參考文獻(xiàn) 錯誤!未定義書簽。專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯.概述任務(wù)來源根據(jù)007車型設(shè)計開發(fā)協(xié)議書，007項目是一款全新開發(fā)的車型，需對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計計算。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本介紹轉(zhuǎn)向管柱為角度不可調(diào)式管柱，轉(zhuǎn)向機采用結(jié)構(gòu)簡單、布置容易的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機。轉(zhuǎn)向盤采用軟發(fā)泡三輻式，輪輻中間有一塊大蓋板，打開時可拆裝調(diào)整轉(zhuǎn)向盤。1.3轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)表1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)整車參數(shù)軸距L（mm）3050主銷距K（mm）1423滿載前軸荷（kg）768方向盤外徑（mm）380方向盤總?cè)?shù)l4.6內(nèi)輪最大轉(zhuǎn)角￡（deg）40°外輪最大轉(zhuǎn)角a（deg）36°主銷偏置距C（mm）6四輪定位參數(shù)主銷內(nèi)傾角（deg）11°7’±45'主銷后傾角（deg）3°30’±30'車輪外傾角（deg）56’±30'前輪前束（mm）0?5專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯輪胎規(guī)格為185R14LT，層級為8。輪輞偏置距為+45mm，負(fù)荷下靜半徑為304mm，滾動半徑約317mm，滿載下前胎充氣壓力240KPa。.最小轉(zhuǎn)彎半徑汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑是汽車在轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角條件下以低速轉(zhuǎn)彎時前外輪中心與地面接觸點的軌跡構(gòu)成圓周半徑，它在汽車轉(zhuǎn)向角達(dá)到最大時取得。轉(zhuǎn)彎半徑越小，貝U汽車轉(zhuǎn)向所需場地就愈小，汽車的機動性就越好。為了避免在汽車轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的路面對汽車行駛的附加阻力和輪胎過快磨損，要求轉(zhuǎn)向系能保證在汽車轉(zhuǎn)向時，所有車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心作純滾動。此時，內(nèi)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角p應(yīng)大于外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角a，在車輪為絕對剛體的假設(shè)條件下，角a與P的理想關(guān)系式應(yīng)是：Kctga=ctgp+—L式中：K一兩側(cè)主銷軸線與地面相交點之間的距離；L一軸距。內(nèi).外一?角關(guān)系圖3.1按外輪最大轉(zhuǎn)角R=—^―+C=5194.9(mm)sina3.2按內(nèi)輪最大轉(zhuǎn)角nL、 〃 2KL/「R2=［（砸）2+K2+曬］2+C專業(yè)知識整理分享WORDWORD格式可編輯=5912.3(mm)取R取RminRi+R2=5553.6mm2所以最小轉(zhuǎn)彎半徑約為5.6m。.轉(zhuǎn)向系傳動比的計算i=至0n=21.79owa+p式中：n一方向盤圈數(shù)..轉(zhuǎn)向系載荷的確定轉(zhuǎn)向系全部零件的強度，是根據(jù)作用在轉(zhuǎn)向系零部件上的力矩確定的。影響這些力矩的因素很多，如前軸負(fù)荷、輪胎尺寸和結(jié)構(gòu)、前輪定位參數(shù)、車速和道路條件等。駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向器所要克服的阻力，主要是由車輪轉(zhuǎn)動阻力、車輪穩(wěn)定阻力和轉(zhuǎn)向系內(nèi)摩擦阻力所組成。在設(shè)計計算時可以認(rèn)為轉(zhuǎn)向阻力主要由車輪在路面上的轉(zhuǎn)動阻力和車輪回正阻力所組成。原地轉(zhuǎn)向阻力矩Mr汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩采用下面的半經(jīng)驗公式計算：M工正3P式中：M一轉(zhuǎn)向阻力矩，單位N-mm；f一輪胎和路面間的滑動摩擦系數(shù)，一般取0.7左右；G1—滿載前軸重量，單位N；p一輪胎氣壓，單位Mpa。取f=0.7,G1=768x9.8，p=0.24；計算結(jié)果為：M=310994.1(N-mm)車輪回正阻力矩Ms車輪轉(zhuǎn)向時，前軸重心升高卜=3.51^，車輪回正阻力矩即為車輛升高時克服重力所做的功：MS=W=G1xh=26342.4(N-mm)作用在轉(zhuǎn)向盤上的力Fk專業(yè)知識整理分享

WORD格式可編輯不加動力轉(zhuǎn)向時作用在轉(zhuǎn)向盤上的力為：FKFKM+Ms

i丑R式中：Mr—原地轉(zhuǎn)向阻力矩，單位N-mm；M一車輪回正阻力矩，單位N.mm；Fk一作用于轉(zhuǎn)向盤的力，單位N；iow一轉(zhuǎn)向系的角傳動比；R一轉(zhuǎn)向盤半徑，單位mm；"一轉(zhuǎn)向系的正效率，一般為75%。Fk=108.6(N)原地轉(zhuǎn)向所需的力矩要比行駛中轉(zhuǎn)向所需的力矩大2?3倍，所以實際行駛中轉(zhuǎn)向所需的力約為36.2?54.3N。根據(jù)GB17675-1999汽車轉(zhuǎn)向系基本要求，第3.9條之規(guī)定，不帶助力轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向力應(yīng)小于254N。因此，轉(zhuǎn)向盤上的瞬時力符合法規(guī)要求。6.轉(zhuǎn)向管柱布置的校核轉(zhuǎn)向管柱布置角度的測量轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向傳動軸夾角為26.2°，轉(zhuǎn)向傳動軸與轉(zhuǎn)向機輸入軸夾角為26.3°。理論上，使上述兩夾角相等是理想情況。下面計算兩夾角給角速度和轉(zhuǎn)向力矩帶來的影響。轉(zhuǎn)向管柱角速度及力矩波動計算根據(jù)機械原理：單個十字軸萬向節(jié)主、從動叉軸轉(zhuǎn)角￡a、6b間的關(guān)系為：tan￡a=tan6bxcosa式中：￡a—主動叉軸轉(zhuǎn)角；6b—與6/相對應(yīng)的從動叉軸轉(zhuǎn)角；a一兩軸夾角。上式又可以寫為：6b=arctan(tan6a/cosa)若夾角不變，將上式兩邊對時間求導(dǎo)數(shù)，整理后得：3b=3a[cosa/(1—sin2acos26a)]專業(yè)知識整理分享

WORD格式可編輯式中：3—主動叉軸角速度；a3b一從動叉軸角速度。中間軸為軸2，輸由于轉(zhuǎn)向管柱是采用三段式，為了方便計算，假設(shè)輸入軸為軸1，出軸為軸3（如下圖），整理上式，消去軸中間軸為軸2，輸3 cosa 1—sin2acos23TOC\o"1-5"\h\z= 1 X 2 33 1—sin2acos23 cosa1 1 1 2tg①cosa\o"CurrentDocument"①二arctg 1 23 cosa1式中：31—軸1角速度；a1—軸1與軸2夾角；a2—軸2與軸3夾角；①1一軸1輸入角度；，軸3上的轉(zhuǎn)矩為：’3一軸，軸3上的轉(zhuǎn)矩為：忽略管柱傳動機構(gòu)各處摩擦產(chǎn)生的影響，根據(jù)瞬時功率相等條件T二&xT3 3 13式中：T1—軸1轉(zhuǎn)矩；專業(yè)知識整理分享

WORD格式可編輯T3一軸3轉(zhuǎn)矩。下圖為輸入軸轉(zhuǎn)角1從0到2n區(qū)間，相對應(yīng)的輸出軸轉(zhuǎn)角變化曲線、角速度變化率圖：輸入軸轉(zhuǎn)角（rad]綠色一力矩波動 藍(lán)色一角速度波動專業(yè)知識整理分享WORD格式可編輯12 3 4 5 6 7輸入軸轉(zhuǎn)角（舊巾604DG0s12 3 4 5 6 7輸入軸轉(zhuǎn)角（舊巾604DG0sOoooO-(邑梅遼職-0.1輸出轉(zhuǎn)矩波動在-0.08%?0.08%之間；角速度變化率在-0.08%?0.08%之間，變化量均小于10%，滿足設(shè)計要求。6.3轉(zhuǎn)向管柱固有頻率要求為使轉(zhuǎn)向管柱和其安裝橫梁避開