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技術(shù)

多軸專用汽車轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的設(shè)計

2025China.cn   2009年03月09日

作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu),文獻運用參數(shù)方程對轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)進行了建模和分析、研究,但對轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)分析和計算的幾何法就十分不便,特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的獨立懸架的傳動機構(gòu)計算更為不便。大型專用汽車的轉(zhuǎn)向軸多在二軸以上,有的甚至多達五軸,其轉(zhuǎn)向性能的好壞直接影響車輛行駛的靈活性、操縱穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和輪胎的使用壽命,而且車軸越多,轉(zhuǎn)向?qū)囕v行駛影響越大。本文運用參數(shù)方程法,對轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的各點用坐標(biāo)參數(shù)來表示,建立參數(shù)方程求解、分析,提出了一種可運用于多軸轉(zhuǎn)向的傳動機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的計算方法,達到各軸轉(zhuǎn)向協(xié)調(diào)的目的,提高車輛行駛的靈活性、操縱穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。

 

2 轉(zhuǎn)向時各轉(zhuǎn)向橋的理想轉(zhuǎn)角關(guān)系

 

1為某前雙橋轉(zhuǎn)向底盤轉(zhuǎn)向時各轉(zhuǎn)向軸內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪的理想轉(zhuǎn)角關(guān)系,由于不研究轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu),只討論轉(zhuǎn)向傳遞關(guān)系,所以只分析內(nèi)側(cè)的車輪的轉(zhuǎn)角關(guān)系。

 

 

 

 

3 一橋傳動機構(gòu)傳動模型

 

多軸轉(zhuǎn)向汽車一般通過連桿機構(gòu)來保證同一側(cè)車輪在轉(zhuǎn)向時繞同一瞬心作圓周運動。下面以常用的連桿機構(gòu)中第一軸搖臂的擺角與車輪轉(zhuǎn)向臂轉(zhuǎn)角的對應(yīng)為例,說明連桿機構(gòu)的運動關(guān)系(如圖2)。

 

 

2:A1為車輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置;Al′為車輪轉(zhuǎn)動角a1轉(zhuǎn)向節(jié)臂位置;B1為一橋傳動搖臂初始位置;B1′為車輪轉(zhuǎn)動a1′角一橋傳動搖臂位置。

 

 

 

 

4 一橋梯形機構(gòu)傳動模型

 

根據(jù)文獻的梯形機構(gòu)的建模方式,將梯形機構(gòu)簡化為平面機構(gòu),則一橋梯形機構(gòu)得一橋外輪轉(zhuǎn)角a1′與 一橋內(nèi)輪轉(zhuǎn)角a1之間關(guān)系(如圖3)。

 

 

3:A1為內(nèi)輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置;A1′為內(nèi)輪轉(zhuǎn)動a1角轉(zhuǎn)向節(jié)臂位置;El為外輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置;E1′為外輪轉(zhuǎn)動a1′角一橋傳動搖臂位置。

 

 

 

 

一橋至二橋之間的傳動模型

 

 

 

 

 

 

 

 

7 設(shè)計優(yōu)化

 

由(4)、(6)、(8)、(9)(10)式可計算出一橋車輪內(nèi)、外輪的每一轉(zhuǎn)角與二橋車輪內(nèi)、外輪的每一轉(zhuǎn)角的對應(yīng)數(shù)據(jù),將該數(shù)據(jù)與由(2)式計算出的理論轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進行比較??紤]到輪胎側(cè)偏角,理論與實際轉(zhuǎn)角差可由輪胎產(chǎn)生側(cè)偏角來彌補。對應(yīng)于一橋內(nèi)輪的每一轉(zhuǎn)角,一、二橋外輪實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角最大相差在2°范圍內(nèi)且在小轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)(內(nèi)輪轉(zhuǎn)角≤20°)。右輪實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角相差更小時,可認(rèn)為設(shè)計合理。若超出該范圍就需對各桿件的參數(shù)進行調(diào)整,以滿足要求,得到理想的協(xié)調(diào)關(guān)系。

 

8 結(jié)論

 

本文針對兩軸轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計,同時對多軸轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計具有較普遍的指導(dǎo)意義,其原理一樣,方法相同,而且不用建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系,每個轉(zhuǎn)向軸分開計算、分析,方法簡單易懂,操作性強,特別是適用于用計算機進行計算,使優(yōu)化設(shè)計方便快捷,具有較強的理論意義和參考價值。

 

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