(汽车行业)汽车转向梯形机构设计

（汽车行业）汽车转向梯形机构设计

汽车转向梯形机构是汽车行业中非常重要的部件之一。它将驾驶员的转向操作转换成前轮方向的运动，使车辆能够按照驾驶员的意愿进行转向。因此，汽车转向梯形机构的设计非常重要，不仅需要考虑其机械结构的合理性，还需要考虑其动态特性和安全性能。

汽车转向梯形机构的设计要解决的一个重要问题是机构的传动比和传动精度问题。传动比指的是驾驶员转动方向盘所能使车辆前轮转向的程度，而传动精度则是指机构传动过程中的误差大小。通常情况下，传动比需要保证较大的转角与较小的转动力之间的关系，以提供足够的转向力，并使驾驶员的操作更为轻松顺畅。传动精度则需要尽可能小，以确保转向的准确性和稳定性。

汽车转向梯形机构的设计需要考虑多个部件的合理组合和配置。其中最主要的部件包括转向节、拉杆、摇臂、拉杆座等。转向节是转向梯形机构的核心部件，它连接前轮和拉杆，并将前轮转向运动传递到拉杆上。拉杆是连接前轮和转向节的杆状部件，摇臂则是连接转向节和转向柱的中间件。拉杆座则是固定拉杆和转向柱的底座。

在设计汽车转向梯形机构时，还需要考虑到动态特性和安全性能。动态特性主要指机构的响应速度、稳定性以及阻尼。为了保证机构的响应速度和稳定性，一般需要提高机构的阻尼系数。同时，还需要考虑防震和抗干扰能力，以确保机构在恶劣路况和异常干扰情况下能够正常运行。

安全性能则是汽车转向梯形机构最重要的考虑因素之一。机构在运行过程中需要抵御较大的转向力和扭矩。此外，在车辆发生碰撞时，转向梯形机构也需要能够提供足够的承载能力，以避免驾驶员和车辆受到过大的损伤。

在实际应用中，汽车转向梯形机构的设计需要满足多种使用条件和环境要求。例如，机构必须在各种温度、湿度和油渍等环境下都能够正常工作，同时还要满足标准化和规范化的要求，以确保产品的质量和可靠性。

总之，汽车转向梯形机构的设计是汽车工程中至关重要的部分。要实现合理的设计，需要考虑多种因素和要求，包括传动比、传动精度、机构的动态特性、安全性能、使用条件和环境要求等。只有在这些要求的基础上，汽车转向梯形机构才能实现更高的性能和可靠性。

汽车转向梯形优化设计

课程设计题目：汽车转向梯形臂优化设计指导老师：郭朋彦

转向梯形的优化设计 1.转向梯形机构概述 (3) 2.整体式转向梯形结构方案分析 (3) 3.整体式转向梯形机构优化分析 (4) 4.整体式转向梯形程序编写 (7) 5.转动传动机构强度计算 (12) 6.转向梯形的优化结果 (13) 7.转向梯形结构设计图形 (13) 8.结论 (15)

转向梯形机构优化设计方案一、转向梯形机构概述转向梯形机构用来保证汽车转弯行驶时所有车轮能绕一个瞬时转向中心，在不同的圆周上做无滑动的纯滚动。设计转向梯形的主要任务之一是确定转向梯型的最佳参数和进行强度计算。一般转向梯形机构布置在前轴之后，但当发动机位置很低或前轴驱动时，也有位于前轴之前的。转向梯形有整体式和断开式两种，选择整体式或断开式转向梯形方案与悬架采用何种方案有联系。无论采用哪一种方案，必须正确选择转向梯形参数，做到汽车转弯时，保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶，使在不同圆周上运动的车轮，作无滑动的纯滚动运动。同时，为达到总体布置要求的最小转弯直径值，转向轮应有足够大的转角。二、整体式转向梯形结构方案分析图5.1 整体式转向梯形

1—转向横拉杆 2—转向梯形臂 3—前轴整体式转向梯形是由转向横拉杆1，转向梯形臂2和汽车前轴3组成，如图5.1所示。其中梯形臂呈收缩状向后延伸。这种方案的优点是结构简单，调整前束容易，制造成本低；主要缺点是一侧转向轮上、下跳动时，会影响另一侧转向轮。当汽车前悬架采用非独立悬架时，应当采用整体式转向梯形。整体式转向梯形的横拉杆可位于前轴后或前轴前(称为前置梯形)。对于发动机位置低或前轮驱动汽车，常采用前置梯形。前置梯形的梯形臂必须向前外侧方向延伸，因而会与车轮或制动底板发生干涉，所以在布置上有困难。为了保护横拉杆免遭路面不平物的损伤，横拉杆的位置应尽可能布置得高些，至少不低于前轴高度。三、整体式转向梯形机构优化分析汽车转向行驶时，受弹性轮胎侧偏角的影响，所有车轮不是绕位于后轴沿长线上的点滚动，而是绕位于前轴和后轴之间的汽车内侧某一点滚动。此点位置与前轮和后轮的侧偏角大小有关。因影响轮胎侧偏角的因素很多，且难以精确确定，故下面是在忽略侧偏角影响的条件下，分析有关两轴汽车的转向问题。此时，两转向前轮轴线的延长线应交在后轴延长线上，如图5－2所示。设θi 、θo 分别为内、外转向车轮转角，L 为汽车轴距，K 为两主销中心线延长线到地面交点之间的距离。若要保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶，则梯形机构应保证内、外转向车轮的转角有如下关系： L K i o = -θθcot cot （1）

(汽车行业)汽车转向梯形机构设计

（汽车行业）汽车转向梯形机构设计汽车转向梯形机构是汽车行业中非常重要的部件之一。它将驾驶员的转向操作转换成前轮方向的运动，使车辆能够按照驾驶员的意愿进行转向。因此，汽车转向梯形机构的设计非常重要，不仅需要考虑其机械结构的合理性，还需要考虑其动态特性和安全性能。汽车转向梯形机构的设计要解决的一个重要问题是机构的传动比和传动精度问题。传动比指的是驾驶员转动方向盘所能使车辆前轮转向的程度，而传动精度则是指机构传动过程中的误差大小。通常情况下，传动比需要保证较大的转角与较小的转动力之间的关系，以提供足够的转向力，并使驾驶员的操作更为轻松顺畅。传动精度则需要尽可能小，以确保转向的准确性和稳定性。汽车转向梯形机构的设计需要考虑多个部件的合理组合和配置。其中最主要的部件包括转向节、拉杆、摇臂、拉杆座等。转向节是转向梯形机构的核心部件，它连接前轮和拉杆，并将前轮转向运动传递到拉杆上。拉杆是连接前轮和转向节的杆状部件，摇臂则是连接转向节和转向柱的中间件。拉杆座则是固定拉杆和转向柱的底座。在设计汽车转向梯形机构时，还需要考虑到动态特性和安全性能。动态特性主要指机构的响应速度、稳定性以及阻尼。为了保证机构的响应速度和稳定性，一般需要提高机构的阻尼系数。同时，还需要考虑防震和抗干扰能力，以确保机构在恶劣路况和异常干扰情况下能够正常运行。安全性能则是汽车转向梯形机构最重要的考虑因素之一。机构在运行过程中需要抵御较大的转向力和扭矩。此外，在车辆发生碰撞时，转向梯形机构也需要能够提供足够的承载能力，以避免驾驶员和车辆受到过大的损伤。在实际应用中，汽车转向梯形机构的设计需要满足多种使用条件和环境要求。例如，机构必须在各种温度、湿度和油渍等环境下都能够正常工作，同时还要满足标准化和规范化的要求，以确保产品的质量和可靠性。总之，汽车转向梯形机构的设计是汽车工程中至关重要的部分。要实现合理的设计，需要考虑多种因素和要求，包括传动比、传动精度、机构的动态特性、安全性能、使用条件和环境要求等。只有在这些要求的基础上，汽车转向梯形机构才能实现更高的性能和可靠性。

转向梯形机构设计报告

采用齿轮齿条式转向器的转向梯形机构优化设计报告指导老师：*** 学生：黄志宇学号：******** 专业班级：车辆工程04班重庆大学方程式赛车创新实践班二〇一七年二月

赛车转向系统是关系到赛车性能的主要系统，它是用来改变或恢复汽车行驶方向的系统的总称，通常，车手通过转向系统使转向轮偏转一定角度实现行驶方向改变。赛车转向系统一股由方向盘、快拆、转向轴、转向柱、万向节、转向器、转向拉杆、梯形臂等部分组成。其中，方向盘用于输入转向角度，快拆用于快速分离方向盘与转向柱，转向柱、转向轴、万向节共同将方向盘输入角度传递到转向器，转向器通过内部传动副机构将旋转运动转化为转向拉杆的直线运动，转向拉杆与梯形臂作用于转向节，实现车轮转向。图1展示了转向系梯形结构，图2展示了赛车转向系统构成。图1转向梯形机构图2赛车转向系统构成

由于大赛组委会规则里面明确规定不允许使用线控或者电动转向，考虑到在赛车转向系统布置空间有限，且有严格的成本限制，以及轻量化的赛车设计目标，将赛车转向器范围限定机械式转向器。目前，国内外的大多数方程式赛车采用齿轮齿条式转向器和断开式转向梯形结构。 ●齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器的传动副为齿轮齿条，其中，齿轮多与转向柱做成一体，齿条多与转向横拉杆直接连接，连接点即为断开点位置。根据输出位置不同，分为两端输出式和中间输出式。其主要优点是：结构简单，体积小，易于设计制作；转向器可选材料多样，壳体可选用招合金，质量轻；传动效率较高；容易实现调隙，当齿轮齿条或者齿条与壳体之间产生间隙时，可以通过安装在齿条背部的挤压力可调的弹簧来消除间隙；转向角度大，制造成本低。其主要缺点是：传动副釆用齿轮齿条，正效率非常髙的同时，逆效率非常高，可以到达当汽车在颠簸路面上行驶时，路感反馈强烈，来自路面的反冲力很容易传递到方向盘；转向力矩大，驾驶员操纵费力，对方向盘的反冲容易造成驾驶员精神紧张，过度疲劳。 ●断开式转向梯形结构根据转向器和梯形的布置位置的不同，断开式转向梯形又分为四类，分别为：转向器前置梯形前置，转向器后置梯形后置，转向器前置梯形后置，转向节后置梯形前置。区分前后的分界线是赛车前轴。当转向器和梯形分置于前轴两侧时，各杆件压力角较大，不利于提高转向效率，转向费力的同时增加了各杆件的长度；转向梯形前置还是后置主要取决于空间布置关系，本车队赛车前轮制动卡钳布置在卡盘后侧，如果将转向梯形布置在后面，会与卡钳、轮辋等部件干涉。综上所述，本文以齿轮齿条式转向器作为转向器和断开式转向梯形结构，布置形式为转向器前置转向梯形前置对赛车的转向系统进行研究和优化。

汽车断开式转向梯形机构的优化设计

汽车断开式转向梯形机构的优化设计 1. 断开式转向梯形数学模型推导 L R 图1汽车转向示意图图1为汽车前轮转向示意图。为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎磨损过快，要求转向系统即可能保证在汽车转向时，所有的车轮均作纯滚动。显然，这只有在所有车轮的轴线都相交于一点时方能实现。此交点被称为转向中心。如图所示，汽车左转弯时，内侧转向轮转角a应大于外侧车轮的转角B。当车轮被视为绝对刚体的假设条件下，左右转向轮转角a和B应满足Ackermann转向几何学要求，如式⑴所示。 B,, (1) cot,cot,L 其中:

a ,内侧转向轮转角； B ,外侧转向轮转角； B,两侧主销轴线与地面相交点之间的距离； L,汽车前后轴距； R,转弯半径。根据式(1)可得理想的右轮转角，如式(2) o tan, (2) ,arctan,OB , , 1tan,L 同理，当汽车右转向时，Ackermann转角关系如式⑶ 所示 B (3) , , cot,cot,L 根据式(3)可得理想的右轮转角，如式4所示。 tan, (4) ,arcta n,OB, ，1ta n,L 实际的左右转向轮转角关系图2是一种含有驱动滑块的常用断开式转向梯形机构。轮齿条转向机构将方向盘的旋转运动转化成齿条(滑块)的直线运动，继而驱动转向梯形机构实现左右前轮转向。图2由齿轮齿条转向机驱动的断开式转向梯形机构图中: ,转向机齿条左右球铰中心的距离；L1 ,左右横拉杆的长度；L2

, 左右转向节臂的长度; L3 , 车轮中心至转向主销的距离; Lw , 转向齿条从中心位置向左的位移量; S1 , 转向齿条从中心位置向左的位移量; S2 , 转向齿条左右球铰中心连线与左右转向主销中心连线之偏距，图示位置取正值，反之取负值; , 直线行驶时，转向齿条左球铰中心和左转向主销的水平距离; S0 , 转向节臂与汽车纵轴线的夹角。,0 运用余弦定理和三角函数变换公式，经推导可得: 222CySABC,,,, , coscos(),AOBBOY, ,,, ,222()LSy , 3A点的坐标值为： 222,CSyABCB，, ，，,Xa, ，,222, ，， 2()yS ,222CySABC，，，，,,Ya,,2,22() ，，yS, 其中： 2222，，; BLy,, ，2CLLyS,,,,ALS,, ，23323 , 表示转向齿条左球铰中心和左转向主销中心的实际距离，S 对于直线行驶时，; SS,0 转向时，对于左转向轮： SSS,,0 右转向轮：。SSS, ，0 由此得到左转向轮转角随齿条运动的方程，如式(5) 所示;右转向轮如式(6) 所示。 B当A点位于O点的左侧一一即Xa沖寸：2 222CySABC，，，,1111 (5a) ,,,arccos, ，,0222()LyS ，，，3 B当A点位于O点的右侧一一即Xa沖寸：2

转向梯形分析

第六节转向梯形转向梯形有整体式和断开式两种，选择整体式或断开式转向梯形方案与悬架采用何种方案有联系。无论采用哪一种方案，必须正确选择转向梯形参数，做到汽车转弯时，保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶，使在不同圆周上运动的车轮，作无滑动的纯滚动运动。同时，为达到总体布置要求的最小转弯直径值，转向轮应有足够大的转角。一、转向梯形结构方案分析 1、整体式转向梯形整体式转向梯形是由转向横拉杆l，转向梯形臂2和汽车前轴3组成，如图7-30所示。其中梯形臂呈收缩状向后延伸。这种方案的优点是结构简单，调整前束容易，制造成本低；主要缺点是一侧转向轮上、下跳动时，会影响

图7—30 整体式转向梯形 1—转向横拉杆 2—转向梯形臂 3—前轴另一侧转向轮。当汽车前悬架采用非独立悬架时，应当采用整体式转向梯形。整体式转向梯形的横拉杆可位于前轴后或前轴前(称为前置梯形)。对于发动机位置低或前轮驱动汽车，常采用前置梯形。前置梯形的梯形臂必须向前外侧方向延伸，因而会与车轮或制动底板发生干涉，所以在布置上有困难。为了保护横拉杆免遭路面不平物的损伤，横拉杆的位置应尽可能布置得高些，至少不低于前轴高度。 2、断开式转向梯形转向梯形的横拉杆做成断开的，称之为断开式转向梯形。断开式转向梯形方案之一如图7-31所示。断开式转向梯形的主要优点是它与前轮采用独立悬架相配合，能够保证

一侧车轮上、下跳动时，不会影响另一侧车轮；与整体式转向梯形比较，由于杆系、球头增多，所以结构复杂，制造成本高，并且调整前束比较困难。图7—31 断开式转向梯形横拉杆上断开点的位置与独立悬架形式有关。采用双横臂独立悬架，常用图解法(基于三心定理)确定断开点的位置。其求法如下(图7-32b)： 1)延长B K B 与A K A ，交于立柱AB 的瞬心P 点，由P 点作直线PS 。S 点为转向节臂球销中心在悬架杆件(双横臂)所在平面上的投影。当悬架摇臂的轴线斜置时，应以垂直于摇臂轴的平面作为当量平面进行投影和运动分析。 2)延长直线AB 与B A K K ，交于AB Q 点，连AB PQ 直线。 3)连接S 和B 点，延长直线SB 。 4)作直线BS PQ ，使直线AB PQ 与BS PQ 间夹角等于直线A PK 与

汽车转向梯形机构图解解析

轮式车辆转向梯形结构的图解解析常州工业技术学院钨华芝常州市政工程管理处魏晓静摘要介绍几种简单实用的车辆转向梯形结构的图解解析设计法。通过事先设定内、外转向轮实际特性曲线与理论特性的交点位置来控制转角偏差的方法，选择转向梯形机构参数，可以大大减少图次数，提高工作效率，减小转角误差。关键词：转向梯形机构解析图解 1 引言轮式车辆一般都是依靠转向车轮偏转一个角度来实现转弯或曲线行驶。转向是的基本要求是保证所有车轮滚动而不发生滑动，这一要求通常由平面四杆机构来达到。传统的设计都采用图解转向梯形的方法。这种方法需要按经验数据选择机构的几何参数，然后作图校核该梯形机构在运动过程中转向轮的转角偏差是否大于允许偏差，若大于允许偏差，则重新选择或调整几何参数，再校核图，直至转角偏转小于允许偏差为止。这实际上是一种试凑的方法，带有较大的盲目性，工作量大。随着计算机的发展，解析法得到了较好的应用，但是传统的图解法仍有它直观、方便的优点，因此仍然被工程设计人员广泛采用。本文介绍一种简单高效且实用的图解解析设计法，可以大大减少作图校核的次数，提高工作效率。 2 转向理论特性机动车辆或装卸搬运车辆的转向大多采用双轴线式转向方式，见图1。为了满足纯滚动条件，转向时所有车轮必须以不同的半径围绕同一转向中心滚动，各个车轮的轴线交于瞬时转向中心O点。虽然两个转向轮偏转的角度不同，但是两个转角之间应满足下列几何关系： ctg?-ctga=M/L （1）式中?-外轮转角 a-内轮转角 M-转向轴两主销中心距 L-车辆前后轴轴距为了满足运动学上的这一几何关系，一般都是通过设计转向梯形机构来实现的。式（1）称为转向理论特性。

整体式转向梯形机构的优化设计

整体式转向梯形机构的优化设计随着机械设备的不断发展，对于机构的优化设计也变得越来越重要。其中，整体式转向梯形机构是一种常见的机构类型，它在工业领域中具有重要的应用价值。本文将探讨整体式转向梯形机构的优化设计。整体式转向梯形机构是一种通过摆动约束框架来实现转向功能的机构。目前，其主要应用领域为车辆转向系统。通常情况下，该机构由主动轮、从动轮、转向架以及梯形连杆等部件组成。其中，主动轮和从动轮通过梯形连杆相互连接，转向架则通过约束框架连接至主动轮和从动轮上，以实现车轮的转向功能。整体式转向梯形机构的优化设计主要从以下几个方面展开：首先，对于梯形连杆的设计要求。梯形连杆是整个机构的核心部件，其尺寸和形状对机构的性能起着至关重要的作用。因此，在进行设计时，应根据机构的具体使用环境和转向要求，合理确定梯形连杆的尺寸和形状，以保证机构的工作稳定性和可靠性。其次，对于转向架的设计要求。转向架主要起到连接主动轮和从动轮的作用。在优化设计中，应考虑到转向架的稳定性、刚度以及连接方式等因素，以确保转向架的性能达到要求。再次，对于摆动约束框架的设计要求。摆动约束框架用于约束转向架的转向运动，使车轮能够良好的适应路面的起伏和承受各种路况下的压力。因此，在设计时，应考虑到摆动约束框架

所承受的载荷和力矩的大小，以提高机构的适应性和稳定性。最后，对于轮胎的选择要求。整体式转向梯形机构的性能也受到轮胎的影响，因此，在进行优化设计时，应选择具有优良性能的轮胎，以提高车辆的使用寿命和行驶安全性。综上所述，整体式转向梯形机构的优化设计应从多个方面展开，在具体应用中，根据不同情况灵活调整优化方案。相信通过更加精细的优化，整体式转向梯形机构将能更好地满足工业生产和社会发展的需求，为推动机械设备的高质量发展做出更大的贡献。数据分析是对大量数据进行分析和解释的过程，以发现潜在的模式、预测趋势或寻找关联性。在现代社会，数据分析已经成为各个领域的重要部分。本文将介绍如何列出相关数据，以及如何进行数据分析和解释。首先，要进行数据分析，需要准备一组数据。这些数据可以是从调查、测试、监测、实验等收集来的，包括数字、文本、图像等多种形式。例如，对于销售数据的分析，可以收集有关销售收入、数量、产品类型、销售渠道、客户、地域等数据。其次，要对数据进行分类和整理，以方便分析。例如，将销售收入按月份、季度、年度分类，将数量按产品类型分类等。这样可以更清楚地了解数据的分布和趋势，从而更好地分析数据。接着，要根据实际情况进行数据分析。数据分析方法有很多，可以采用图表、统计分析、回归分析、聚类分析、关联分析等方法。例如，通过绘制销售收入随时间的变化曲线，可以了解

汽车转向系设计

轿车转向系设计此次设计的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对给定的汽车总体参数进展分析，在此根底上，对转向器、转向系统进展选择，接着对转向器和转向传动机构〔主要是转向梯形〕进展设计，再对动力转向机构进展设计。转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，通过对转向轮实际到达的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验和对其最小传动角的检验，来判定转向梯形的设计是否符合根本要求。一、整车参数 1、汽车总体参数确实定汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专设机构的总称。

汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进展直线或转向行驶。对转向系提出的要求有： 1) 汽车转向行驶时，全部车轮绕瞬时转向中心转动； 2) 操纵轻便，方向盘手作用力小于200N； 3) 转向系角传动比15~20；正效率高于60%，逆效率高于50%； 4) 转向灵敏； 5) 转向器与转向传动装置有间隙调整机构； 6) 配备驾驶员防伤害装置；三、机械式转向器方案分析机械转向器是将司机对转向盘的转动变为转向摇臂的摆动〔或齿条沿转向车轴轴向的移动〕，并按一定的角转动比和力转动比进展传递的机构。机械转向器与动力系统相结合，构成动力转向系统。高级轿车和重型载货汽车为了使转向轻便，多采用这种动力转向系统。采用液力式动力转向时，由于液体的阻尼作用，吸收了路面上的冲击载荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器构造。 1、机械式转向器方案选取选取循环球式转向器循环球式转向器有螺杆和螺母共同形成的落选槽装钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成，如以下图。循环球式转向器示意图

汽车转向梯形的优化设计

齿轮齿条式转向梯形的优化设计学院：车辆与能源学院专业：2012级车辆工程 **：S ：建霞日期：2014年4月15日齿轮齿条式转向器〔如图1〕具有构造简单紧凑，制造工艺简便等优点，不仅适用于整体式前轴也适用于前轮采用独立悬架的断开式前轴，目前被广泛地用于轿车、轻型客货车、微型汽车等车辆上。与该转向器相匹配的转向梯形机构与传统的整体式转向梯形机构相比有其特殊之处，下面举一实例加以说明。图1 齿轮齿条式转向梯形机构运动实体模型题目：*微型汽车〔如图2所示〕各参数如下：1274.24K mm =，0()=2.5β主销后倾角，L(轴距)=2340mm ，=mm r （车轮滚动半径）266，=oy B y 梯形臂球头销中心的（）42坐标.12mm ，由最小转弯半径得最大外轮转角为28o ，许用齿条行程[]62.3S mm =,选用参数624M mm =，试设计转向传动机构。要求：〔1〕用优化方法设计此转向梯形传动机构。〔2〕优化后校验，压力角40o α≤。〔3〕计算出l 1长度，齿条左右移动最大距离。图2齿轮齿条转向梯形机构一建模

由转向根本要求可知，在不计轮胎侧偏时，实现转向轮纯滚动、无侧滑转向的条件是、外轮转角符合Arckerman 理想转角关系：cot cot /O i k L θθ-=，如图3所示。图3 理想的外轮转角关系〔1〕设计变量：选取变量 1(,,)X l h γ= 图4外轮一侧杆系运动情况由图4外轮转角的关系得： 221o 21o l cos(r )l [sin()h]2 K M S l r θθ-=-+-+- S M K h 22arctan +-=ϕ(2) 221222221)2 (2)2(arccos h S M K l l h S M K l ++--++-+=γ(3) i r θφγ=--(4) 12

轮式车辆转向梯形结构的图解解析

轮式车辆转向梯形结构的图解解析介绍几种简单实用的车辆转向梯形结构的图解解析设计法。通过事先设定内、外转向轮实际特性曲线与理论特性的交点位置来控制转角偏差的方法，选择转向梯形机构参数，可以大大减少图次数，提高工作效率，减小转角误差。 1 引言轮式车辆一般都是依靠转向车轮偏转一个角度来实现转弯或曲线行驶。转向是的基本要求是保证所有车轮滚动而不发生滑动，这一要求通常由平面四杆机构来达到。传统的设计都采用图解转向梯形的方法。这种方法需要按经验数据选择机构的几何参数，然后作图校核该梯形机构在运动过程中转向轮的转角偏差是否大于允许偏差，若大于允许偏差，则重新选择或调整几何参数，再校核图，直至转角偏转小于允许偏差为止。这实际上是一种试凑的方法，带有较大的盲目性，工作量大。随着计算机的发展，解析法得到了较好的应用，但是传统的图解法仍有它直观、方便的优点，因此仍然被工程设计人员广泛采用。本文介绍一种简单高效且实用的图解解析设计法，可以大大减少作图校核的次数，提高工作效率。 2 转向理论特性机动车辆或装卸搬运车辆的转向大多采用双轴线式转向方式，见图1。为了满足纯滚动条件，转向时所有车轮必须以不同的半径围绕同一转向中心滚动，各个车轮的轴线交于瞬时转向中心O 点。虽然两个转向轮偏转的角度不同，但是两个转角之间应满足下列几何关系：ctgß-ctga=M/L （1）式中ß-外轮转角 a-内轮转角 M-转向轴两主销中心距 L-车辆前后轴轴距为了满足运动学上的这一几何关系，一般都是通过设计转向梯形机构来实现的。式（1）称为转向理论特性。 3 转向梯形的图解设计及其转角误差

转向梯形四杆机构中，固定件长度（两主销中心距）M是由车辆总体设计给出的，两梯形臂长相等。因此只有两个独立变量有待确定，一个是连杆（横拉杆）长度，另一个是两摇杆（梯形臂）长度，这两个参数还可以转化为梯形底角O及梯形臂长m，见图1。通常设计时，根据o和m值，用作图法作出所选机构在转向轮转角范围内（aa max,最大转角误差ß=2.60，属于第一种情况；如果初选参数*=720，m/M=0.113，则交点 a2=400，a2=0.89a max,厚大转角误差ß=0.70，属第三种情况。通过分析可见，第三种情况，实际特性曲线与理论特性比较接近，所设计的转向梯形结构一般均能满足转角误差要求。 5 转向梯形参数的确定

汽车转向梯形机构图解解析

机动车辆或装卸搬运车辆的转向大多采用双轴线式转向方式，见图1。为了满足纯滚动条件，转向时所有车轮必须以不同的半径围绕同一转向中心滚动，各个车轮的轴线交于瞬时转向中心O点。虽然两个转向轮偏转的角度不同，但是两个转角之间应满足下列几何关系： ctgß-ctga=M/L （1）式中ß-外轮转角 a-内轮转角 M-转向轴两主销中心距 L-车辆前后轴轴距为了满足运动学上的这一几何关系，一般都是通过设计转向梯形机构来实现的。式（1）称为转向理论特性。 3 转向梯形的图解设计及其转角误差转向梯形四杆机构中，固定件长度（两主销中心距）M是由车辆总体设计给出的，两梯形臂长相等。因此只有两个独立变量有待确定，一个是连杆（横拉杆）长度，另一个是两摇杆（梯形臂）长度，这两个参数还可以转化为梯形底角O及梯形臂长m，见图1。

转向梯形机构设计报告

转向梯形机构设计报告一、引言梯形机构是一种常用于机械设计中的传动机构，可以将旋转运动转化为直线运动，被广泛应用于工程领域中各种机械装置中。本报告主要介绍了梯形机构的设计原理、结构特点、选择和使用要点等内容。二、设计原理梯形机构基本原理是通过两个或多个滚轮和一个传动带或链条来实现转动轴的运动。其中，滚轮被安装在不同的位置，并用传动带或链条连接。当驱动滚轮旋转时，传动带或链条会从一个滚轮滑落到另一个滚轮上，从而产生直线运动。三、结构特点 1.简单稳定：梯形机构结构简单，同时能够提供稳定的直线运动。 2.传动效率高：梯形机构传动效率较高，可满足大部分机械装置的需求。 3.负载能力强：梯形机构具有较高的负载能力，能够承担一定程度的重量。 4.调节方便：梯形机构可以通过调整滚轮的位置和传动带或链条的张紧度来实现不同的运动需求。四、选择和使用要点

1.根据需求选择合适的滚轮：在梯形机构设计中，滚轮的选择非常重要。滚轮的尺寸、材质和表面处理等因素直接影响着梯形机构的运行效果和寿命。 2.合理布置滚轮位置：滚轮应该根据具体要求合理布置，保证滚轮之间的转动配合准确，同时还需要考虑机械装置的空间布局和传动路径等因素。 3.选择合适的传动带或链条：传动带或链条的选择应该符合工作环境的要求，能够承受工作负载和运动速度，同时还要考虑传动带或链条的寿命和维护成本等因素。 4.保持传动带或链条的张紧度：传动带或链条的张紧度对梯形机构的运行效果和寿命影响很大，应该定期检查和调整传动带或链条的张紧度，确保其正常工作。五、案例分析以自动贩卖机中的货物下降装置为例，使用梯形机构实现货物从上方下降到出货口的运动。在该案例中，根据贩卖机的设计要求，选择合适尺寸和负载能力的滚轮，并合理布置滚轮的位置。通过调整传动带的张紧度，确保货物的平稳下降和定位准确。六、结论梯形机构作为一种常用的传动机构，具有简单稳定、传动效率高、负载能力强等特点，在机械设计中应用广泛。通过合理选择和使用梯形机构，可以满足不同工程装置对转动运动到直线运动的转换需求，提高机械装置的效率和可靠性。

汽车转向梯形机构设计中的参数定义

汽车转向梯形机构设计中的参数定义 1.汽车转向梯形机构的几何关系在汽车以低速转弯行驶忽略离心力影响和轮胎侧偏影响的情况下，两轴汽车转向轴的理想内、外轮转角关系如图1所示。此时各车轮绕同一瞬时中心进行转弯行驶，两转向前轮轴线的延长线交于后轴的延长线上，这一几何学关系称为阿克曼几何学，可用公式（1）表示。图2所示为整体式后置转向梯形示意图。 2.汽车转向梯形机构参数定义分析对于公式（1）和图1，图2中各参数符号的意义，在《汽车工程手册》和吉林工业大学所编的《汽车设计》两本书中是如下定义的： O为瞬时转向中心；θ0为转向轮外轮转角；θi为转向轮内轮转角；K为两主销中心线延长线到地面交点之间的距离；L为汽车轴距；α为车轮转臂（在《汽车设计》第4版中，α为主销偏移距）；D为转弯直径；γ为梯形底角；m为梯形臂。

本人认为两本书对参数符号“K”和“α”的定义是不准确或错误的。说它不准确是因为这样的定义唯一只适用于主销内倾角和后倾角为零时，也就是主销垂直于地面时的状态，对于汽车的转向梯形机构来说这只是一种理想化的状态。说它是错误的，因为现有汽车的转向节主销都是有内倾角的（多数汽车还有后倾角），转向梯形机构也并不一定处于水平面和只在一个平面内运动。所以，实际上图1和图2反映的都只是转向梯形机构中各个构件在地面的投影。在这种情况下，只要车轮转过一个角度，两本书对参数符号“K”和“α”的定义就有问题了。首先对车轮的转向过程进行简单的运动分析。在这个过程中车轮一边绕其自身的轴线旋转，一边绕主销轴线作公转，而车轮轴线与主销轴线始终都相交于一点，这个交点且称为“转向节中心”或“主销中心”。在转向过程中，“转向节中

汽车前轮转向机构解析

汽车前轮转向机构

目录 1、题目：汽车前轮转向机构 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2设计数据与要求 (4) 1.3设计任务 (4) 2、转向系统 (4) 2.1转向系统概述及结构简介 (4) 2.2转向系统的要求 (5) 2.3传动比变化特性 (5) 2.3.1转向系传动比 (5) 2.3.2力传动比与转向系角传动比的关系 (6) 2.3.3转向器角传动比的选择 (7) 3、设计内容 (7) 4、设计结构分析 (9) 4.1 四种类型梯形机构的选择： (9) 5、转向梯形机构优化 (10) 5.1计算机构自由度： (11) 5.2运动分析 (11) 5.3机构设计方法 (11) 5.4对比分析 (12) 6、课程设计总结 (12) 6.1 设计心得 (12) 6.2 设计工作分工表 (13) 6.3 参考文献 (13)

引言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，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、低成本的大众化的汽车前轮转向机构。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。

转向梯形机构计算及优化

转向梯形机构确定、计算及优化转向梯形有整体式和断开式两种,选择整体式或断开式转向梯形方案与悬架采用何种方案有联系.无论采用哪一种方案,必须正确选择转向梯形参数,做到汽车转弯时,保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶,使在不同圆周上运动的车轮,作无滑动的纯滚动运动.同时,为达到总体布置要求的最小转弯直径值,转向轮应有足够大的转角. 转向梯形结构方案分析 1.整体式转向梯形图5－14 整体式转向梯形 1—转向横拉杆 2—转向梯形臂 3—前轴整体式转向梯形是由转向横拉杆1,转向梯形臂2和汽车前轴3组成,如图5－14所示. 其中梯形臂呈收缩状向后延伸.这种方案的优点是结构简单,调整前束容易,制造成本

低；主要缺点是一侧转向轮上、下跳动时,会影响另一侧转向轮. 当汽车前悬架采用非独立悬架时,应当采用整体式转向梯形.整体式转向梯形的横拉杆可位于前轴后或前轴前称为前置梯形.对于发动机位置低或前轮驱动汽车,常采用前置梯形.前置梯形的梯形臂必须向前外侧方向延伸,因而会与车轮或制动底板发生干涉,所以在布置上有困难.为了保护横拉杆免遭路面不平物的损伤,横拉杆的位置应尽可能布置得高些,至少不低于前轴高度. 2.断开式转向梯形转向梯形的横拉杆做成断开的,称之为断开式转向梯形.断开式转向梯形方案之一如图5－15所示.断开式转向梯形的主要优点是它与前轮采用独立悬架相配合,能够保证一侧车轮上、下跳动时,不会影响另一侧车轮；与整体式转向梯形比较,由于杆系、球头增多,所以结构复杂,制造成本高,并且调整前束比较困难.

图5－15断开式转向梯形横拉杆上断开点的位置与独立悬架形式有关.采用双横臂独立悬架,常用图解法基于三心定理确定断开点的位置.其求法如下图5－16b ： 1延长B K B 与A K A ,交于立柱AB 的瞬心P 点,由P 点作直线PS.S 点为转向节臂球销中心在悬架杆件双横臂所在平面上的投影.当悬架摇臂的轴线斜置时,应以垂直于摇臂轴的平面作为当量平面进行投影和运动分析. 2延长直线AB 与B A K K ,交于AB Q 点,连AB PQ 直线. 3连接S 和B 点,延长直线SB. 4作直线BS PQ ,使直线AB PQ 与BS PQ 间夹角等于直线A PK 与PS 间的夹角.当S 点低于A 点时,BS PQ 线应低于AB PQ 线. 5延长PS 与B BS K Q ,相交于D 点,此D 点便是横拉杆铰接