1、 高等机械设计课程实践高等机械设计课程实践 ( (设计报告设计报告) ) 汽车前轮转向机构的分析与综合汽车前轮转向机构的分析与综合 学学 院院 机械工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 完成日期完成日期 2015 年 6 月 汽车前轮转向汽车前轮转向机构的分析与综合机构的分析与综合 设计任务书设计任务书 1、本设计的目的、意义 机械原理课程设计是培养学生掌握机械系统运动方案 设计能力的技术基础课程，它是机械原理课程学习过程中的一个重要实践环节。其目 的是以机械原理课程的学习为基础，进一步巩固和加深所学的基本理论、基本概念和 基本知识，培养
2、学生分析和解决与本课程有关的具体机械所涉及的实际问题的能力， 使学生熟悉机械系统设计的步骤及方法，其中包括选型、运动方案的确定、运动学和 动力学的分析和整体设计等，并进一步提高计算、分析，计算机辅助设计、绘图以及 查阅和使用文献的综合能力。 2、学生应完成的任务 本课程设计的任务是对汽车前轮转向机构的选型；要 求汽车沿直线行驶时，铰链四杆机构左右对称，保证左右轮转弯时有相同特性。该转 向机构为等腰梯形双摇杆机构，设计此铰链四杆机构。对铰链四杆机构进行运动分析 和动态静力分析。 i 目目 录录 设计任务书设计任务书 设计任务书设计任务书 . 2 目目 录录 i 第第 1章章 绪论绪论 . 1 1
3、.1 问题的提出 . 1 1.2 设计背景 . 1 1.3 本文研究的主要内容、目标与方法 . 1 第第 2章章 设计方案的确定设计方案的确定 . 3 2.1 方案确定 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 2.2 方案设计步骤 . 3 第第 3章章 设计内容设计内容 . 4 3.1 =（）曲线 4 3.2 设计铰链四杆机构确定尺寸 . 5 第第 4章章 运动分析及仿真运动分析及仿真 . 8 4.1 建立模形 . 8 4.2 数据分析 . 9 设计小结设计小结 . 11 参考文献参考文献 . 12 上海理工大学本科课程设计(设计报告) 1 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 问题的提出问题的提
4、出 汽车行业发展到今天，汽车前轮定位参数的确定仍然是困扰汽车企业设计的难 题。汽车前轮定位参数是汽车的重要指标，前轮定位参数的设计是否合理将直接影 响到车辆的重要性能，从而影响到整车的优劣。例如柱销后倾角和内倾角将直接影 响到车辆的回正性、直线行驶的稳定性和高速制动时的方向稳定性、转向轻便性； 前轮的外倾角将影响到前轮的侧滑和磨损。因此前轮转向机构的设计十分的重要， 否则就会影响整车的使用性能。 1.2 国内外发展研究现状国内外发展研究现状 自从汽车发明以来，转向系统经历了纯机械式，液压助力式，电动液压助力式，电 动助力式以及正在研究阶段的线控助力转向式。每一种转向系统都有自身的优点和 缺点，
5、是社会发展的需要和客户使用需求综合要求的结果，汽车技术处于不断发展 中， 转向系统未来该向何种方式发展是汽车零部件厂商和整车厂所一直关心的问题。 纯机械式转向系统是伴随着最早的蒸汽汽车一起出现的，局限于当时的科学技术水 平，机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。之 后随着汽车保有量增多，液压助力转向系统应运而生。它有一个助力泵，油经助力 泵形成高压，再分配到左右动力缸，推动活塞助力工作。液压助力转向系统解决了 原地转向费力的问题，但是其动力来源于发动机，因此造成了机构无法兼顾车辆低 速时的转向轻便性和高速时的转向稳定性，且成本高，耗能高。 目前随着全球经济形势的快速
6、发展，计算机芯片技术，控制理论，汽车传感 器技术已经上升到了一定较高的水平，工程技术人员赋予转向系统更加灵活的布置 方式，线控转向系统开始出现。1990 年，奔驰公司研发了前轮线控转向系统，其转 向盘和转向轮之间没有机械连接，是断开的，通过总线传输必要的信息。来自转向 盘传感器和各种车辆当前状态的信息，发送给电子控制子系统后，利用计算机对这 些信息进行控制运算，然后对车辆转子系统中的转向阻力传感器给出的信息也经过 电子控制主系统，传给转向子系统中模拟路感的部件。 1.3 本文研究的主要内容、目标与方法本文研究的主要内容、目标与方法 本文是对纯机械式的汽车转向机构的分析，即对汽车前轮转向系统铰链四杆机 构的设计，保证汽车沿直线行驶时，铰链四杆机构左右对称，保证左右转弯时具有 相同的特性。该转向机构为等腰梯形双摇杆机构，设计此铰链四杆机构。 根据已给的汽车轴距、轮距、最小转弯万半径等数据数据算出符合运动条件的 上海理工大学本科课程设计(设计报告) 2 等腰梯形铰链四杆机构。建立三维模型，并作
