1、 机械原理课程设计机械原理课程设计 说明书说明书 题题 目目 汽车前轮转向机构 学学 院院 机电工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化 指导老师指导老师 设设 计计 者者 学学 号号 目录目录 引言 一、题目：汽车前轮转向机构 4 1、设计题目. 4 2、设计数据与要求 5 3、设计任务. 5 二、转向系统 6 1、转向系统概述及结构简介. 6 2、转向系统的要求 6 3、传动比变化特性 7 1、转向系传动比 7 2、力传动比与转向 系 角 传动比的关系 7 3、转向器角传动比的选择 . 8 三、设计内容 8 四、设计结构分析 . 11 五、转向梯形机构优化 . 11 引引 言言 改革开
2、放以来， 中国的汽车工业有着飞速的发展， 据中国汽车工业协会统计， 截至 2006 年 10 月底，轿车累计销量超过 300 万辆，达到 304 万辆，同比增长 40%。2006 年 11 月的北京车展，自主品牌：奇瑞、吉利、长城、中兴、众泰、 比亚迪、双环、中顺、力帆、华普、长安、哈飞、华晨等自主品牌纷纷亮相，在 国际汽车盛宴中崭露头角， 无论从参展规模还是产品所展示的品质和技术含量上， 都不得不令人折服，但和国外有着近百年发展历史的国外汽车工业相比，我们的 自主品牌汽车在行车性能和舒适体验方面仍有差距。 汽车工业是国民经济的支柱产业，代表着一个国家的综合国力，汽车工业随 着机械和电子技术的
3、发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的 汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系也随着汽车工业 的发展历经了长时间的演变。 转向系是用来保持或者改变汽车行使方向的机构，转向系统应准确，快速、 平稳地响应驾驶员的转向指令，转向行使后或受到外界扰动时，在驾驶员松开方 向盘的状态下，应保证汽车自动返回稳定的直线行使状态。 随着私家车的越来越普遍，各式各样的高中低档轿车进入了人们的生活中。 快节奏高效率的生活加上们对高速体验的不断追求，也要求着车速的不断提高。 由于汽车保有量的增加和社会活生活汽车化而造成交通错综复杂， 使转向盘的操 作频率增大，这要求减轻驾驶疲劳。 所以
4、， 无论是为满足快速增长的轿车市场还是为给驾车者更舒适更安全的的 驾车体验，都需要一种高性能、低成本的大众化的轿车转向结构。 本课题以现在国产轿车最常采用的齿轮齿条液压动力转向器为核心综合设 计轿车转向机构。 一、一、题目：汽车前轮转向机构题目：汽车前轮转向机构 1、设计题目设计题目 汽车的前轮转向，是通过等腰梯形机构 ABCD 驱使前轮转动来实现的。其 中，两前轮分别与两摇杆 AB、CD 相连，如附图 32 所示。当汽车沿直线行使时 （转弯半径 R=） ，左右两轮轴线与机架 AD 成一条直线；当汽车转弯时，要求 左右两轮（或摇杆 AB 和 CD）转过不同的角度。理论上希望前轮两轴延长线的 交
5、点 P 始终能落在后轮轴的延长线上。 这样,整个车身就能绕P点转动,使四个轮 子都能与地面形成纯滚动,以减少轮胎的磨损.因此,根据不同的转弯半径R(汽 车转向行驶时,各车轮运行轨迹中最外侧车轮滚出的圆周半径),要求左右两轮轴 线(AB、CD)分别转过不同的角度 a 和，其关系如下: 如附图 32 所示为汽车右拐时： tanL/(R-d-B) tanL/(R-d) 所以 a 和的函数关系为： cot- cot= B / L 同理,当汽车左拐时,由于对称性,有 cot- cot = B / L,故转向机构ABCD 的设计应尽量满足以上转角要求. 附图 32 2、设计数据与要求、设计数据与要求 设计
6、数据见附表 18，要求汽车沿直线行驶时,铰链四杆机构左右 对称,以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. 附表附表 18 18 设计数据设计数据 参数 轴距 轮距 最小转弯 半径 销轴到车轮中 心的距离 符号 L B Rmin d 单位 Mm mm mm mm 型 号 途乐 GRX 2900 1605 6100 400 途乐 2900 1555 6100 400 尼桑公 爵 2800 1500 5500 500 3、设计任务、设计任务 1)、根据转弯半径 R min 和 R max=(直线行驶),求出理论上 要求的转角和的对应值。要求最少 2 组对应值。 2)、按给定两联架杆对应位移,且尽可能满足直线行驶时机构左 右对称的附加要求,用图解法设计铰链四杆机构ABCD。 3） 、机构初始位置一般通过经验或实验来决定，一般可在下列数 值范围内选取 a0 =96103， 0 =77 84。 建议 a0取 1
