多軸專用汽車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

多軸專用汽車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

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多軸專用汽車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)_第1頁
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1、多軸專用汽車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)???1前言???大型專用汽車的轉(zhuǎn)向軸多在二軸以上,有的甚至多達(dá)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(jì)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。作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu),文獻(xiàn)運(yùn)用參數(shù)方程對(duì)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)進(jìn)行了建模和分析、研究,但對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析和計(jì)算的幾何法就十分不便,特別是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的獨(dú)立懸架的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)計(jì)算更為不便。本文運(yùn)用參數(shù)方程法,對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各點(diǎn)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(yùn)用于多軸轉(zhuǎn)向

2、的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法,達(dá)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(jì)性。???2轉(zhuǎn)向時(shí)各轉(zhuǎn)向橋的理想轉(zhuǎn)角關(guān)系???圖1為某前雙橋轉(zhuǎn)向底盤轉(zhuǎn)向時(shí)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(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)模型???多軸轉(zhuǎn)向汽車一般通過連桿機(jī)構(gòu)來保證同一側(cè)車輪在轉(zhuǎn)向時(shí)繞同一瞬心作圓周運(yùn)動(dòng)。下面以常用的連桿機(jī)構(gòu)中第一軸搖臂的擺角與車輪轉(zhuǎn)向臂轉(zhuǎn)角的對(duì)應(yīng)為例,說明連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系(如圖2)。???圖2中:A

3、1為車輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置;Al′為車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角a1轉(zhuǎn)向節(jié)臂位置;B1為一橋傳動(dòng)搖臂初始位置;B1′為車輪轉(zhuǎn)動(dòng)a1′角一橋傳動(dòng)搖臂位置。???4一橋梯形機(jī)構(gòu)傳動(dòng)模型???根據(jù)文獻(xiàn)的梯形機(jī)構(gòu)的建模方式,將梯形機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為平面機(jī)構(gòu),則一橋梯形機(jī)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)。???圖3中:A1為內(nèi)輪轉(zhuǎn)向節(jié)臂初始位置;A1′為內(nèi)輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)a1′角一橋傳動(dòng)搖臂位置。???一橋至二橋之間的傳動(dòng)模型???7設(shè)計(jì)優(yōu)化???由(4

4、)、(6)、(8)、(9)、(10)式可計(jì)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(duì)應(yīng)數(shù)據(jù),將該數(shù)據(jù)與由(2)式計(jì)算出的理論轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)進(jìn)行比較??紤]到輪胎側(cè)偏角,理論與實(shí)際轉(zhuǎn)角差可由輪胎產(chǎn)生側(cè)偏角來彌補(bǔ)。對(duì)應(yīng)于一橋內(nèi)輪的每一轉(zhuǎn)角,一、二橋外輪實(shí)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(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角相差更小時(shí),可認(rèn)為設(shè)計(jì)合理。若超出該范圍就需對(duì)各桿件的參數(shù)進(jìn)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(duì)兩軸轉(zhuǎn)向車輛的轉(zhuǎn)

5、向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)多軸轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(gè)轉(zhuǎn)向軸分開計(jì)算、分析,方法簡(jiǎn)單易懂,操作性強(qiáng),特別是適用于用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算,使優(yōu)化設(shè)計(jì)方便快捷,具有較強(qiáng)的理論意義和參考價(jià)值。

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