汽车前轮转向机构原理课件设计解析Word格式.docx
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轮距
最小转弯半径
销轴到车轮中心的距离
符号
L
B
R
d
单位
mm
型
号
途乐GRX
2900
1605
6100
400
途乐GL
1555
尼桑公爵
2800
1500
5500
500
3.设计要求
1）根据转弯半径Rmin和Rmax＝∞（直线行驶），求出理论上要求的转角α和β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架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
0=960~1030,，β0=770~840。
建议
0取1020，β0取780。
4）用图解法检验机构在常用转角范围
0时的最小转动角Ymin
2.设计内容
2.1求转角
根据转弯半径Rmin和Rmax＝∞（直线行驶），求出理论上要求的转角α和β的对应值。
R=Rmin时，
tanα=2900/（6100-400-1555）=0.7α=34.9780
tanβ=2900/（6100-1555）=0.509β=26.9660
R=10000mm时，
α=19.8230
β=16.8080
由公式已知，时随着R的增大而单调递减的.
R（M）
β
α
10
16.808
19.823
20
8.416
9.130
30
5.596
5.904
40
4.188
4.359
50
3.346
3.454
60
2.786
2.860
70
2.386
2.440
80
2.086
2.218
90
1.854
1.887
100
1.668
1.694
2.2解析法设计机构
用解析法设计铰链四杆机构ABCD，满足以下条件：
①最小转弯半径Rmin所对应的α和β满足P点落在后轴延长线上的要求;
②其他各组α和β尽可能是能使P点落在后轴延长线上；
③尽可能满足直线行驶时机构左右对称的附加要求。
根据上图列唯一矢量方程：
LAB+LBC+LCD+LAD=0
化简到X和Y轴：
对于一个梯形机构，AD杆长已知，再给定AB杆长及出位置AB与AD夹角该机构就确定了。
为满足条件①，令α=34.9780，β=26.9660.令
，代入位移方程式中，得出一组L和对应的φ和θ。
为满足条件②，令α=100，将上面求得的L和φ值代入位移方程中，得出各机构L及φ对应β的实际值。
为找出最佳机构，利用公式
得出β的理论值。
找出实际值中，与β理论值最接近的一个。
所对应的L及φ即为最佳机构。
最后计算出选出的机构当α在0到最大值之间时所对应的β的理论值和实际值。
L
β理论值
β实际值
差值Δβ
0.1
21.475
20.868
0.606
0.15
20.854
0.621
0.20
20.841
0.633
0.25
20.831
0.644
0.30
20.813
0.661
0.35
20.798
0.676
0.40
20.782
0.693
0.45
20.762
0.703
0.50
20.742
0.733
由表格数据可知，最佳机构L=0.1，所对应的φ为68.84°
选定该机构后，为检验其实际的可行性，让杆AB转过角度，画出的该机构运动时所对应的数据为：
α
2.99
5.98
8.98
11.97
14.96
17.95
20.94
23.94
26.93
3.08
6.34
9.79
13.45
17.32
21.41
25.71
30.22
34.91
3.06
6.25
9.6
13.12
16.84
20.8
25.06
29.72
34.95
比较β的理论值和实际值可知，改机构的误差较大，故改梯形机构不是最理想的机构。
2.3解析法检验
用解析法检验者两种机构在常用转角范围时的最小传动角。
机构在任意位置图示如下：
如上图，传动角
，令
0）。
把L与φ为所选所对应的值代入位移方程。
计算出各转角对应的
值。
其中最小的即为最小传动角Ymin。
经计算，我们发现，
随着α的变化时单调的，其
数据位：
3
6
9
12
15
18
γ
68.64
65.74
62.72
59.4
56.02
52.3
48.83
44.78
40.35
35.39
因此当α取最大值时，机构的传动角
最小，为35.39°
。
由机械原理易知，四连杆机构的最小传动角不宜过小，一般取，而该机构的最小传动角为35.39°
，小于40°
因此该机构并不理想.
3.设计结构分析
3.1四种类型梯形结构的选择：
汽车转向梯形结构如下图所示共有4种可能的类型
（a）（b）
（c）（d）
机构可行的必要条件是当机构转动时，前轮两轴延长线的交点P能落在后轮轴的延长线上。
由于本次研究车辆右转的情况，即左边连架杆的转角α小于右边连架杆的转角β。
其中（a）机构为本次课程研究的机构，由前面的计算结果可以知道，（a）机构的β是始终大于α的，故a机构是可行的。
同理，对于（d）机构，当它右转时，机构的β是始终大于α的，故（d）机构也是可行的。
而对于（b）、（c）机构，经分析，当这两种机构右转时，α大于β，所以这两种机构是不可行的。
综上所述：
四种可能的机构中，（a）、（d）两种机构是可行的；
（b）、（c）是不可行的。
结构（a）（d）是平面四杆机构结构简单，虽然设计制造比较方便，但其性能有着较大的局限性，上面我们已研究过，误差较大，无法保证前轮两轴延长线的交点P能落在后轴上，所以不是最理想机构。
4.课程设计总结
4.1设计心得
我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。
某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。
课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。
而这次也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。
在以后的学习，设计中我们要谨记团结的重要性，总计这次经验，相信下次的课程设计能做的更好。
4.2设计工作分工表
陈应雷
画图
曾进庚
说明书整理
刘毅鹏
计算
佘灿
张少雄
机构设计
4.3参考文献
[1]陆凤仪.机械原理课程设计.北京：
机械工业出版社，2002.6
[2]王淑仁.机械原理课程设计.北京：
科学出版社，2006
[3]孙江洪.Pro/ENGNEERWildfire3.0典型事例、专业精讲.北京：
电子工业出版社
[4]谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理（第二版）.北京：
高等教育出版社
[5]冯晋祥等.汽车构造.北京：
人民交通出版社
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