汽车前轮转向设计

机械原理课程设计设计题目汽车前轮转向机构原理设计年级学号学生姓名指导教师完成时间 2014 年 4 月 2 日电子信息与机电工程学院机械原理课程设计签名页学生签名：年月日指导教师质量评价分值（最高分值80分）答辩质量评价分值（最高分值20分。

取答辩教师分值平均值的整数。

）综合质量评价分值（指导教师质量评价分值与答辩质量评价分值之和）指导教师签章：年月日答辩教师签章：年月日说明：（1）课程设计说明书提交时，学生须签名完毕。

（2）分值填写、指导教师和答辩教师签章，是在相应质量评价之后由指导教师和答辩教师填写、签署。

（3）指导教师质量评价分值小于48分，为课程设计质量不及格；答辩质量评价分值小于12分，为答辩不及格。

课程设计质量不及格的或答辩不及格的，不予课程设计修改和二次答辩，须重修课程设计并参加下届学生的课程设计。

目录第1章设计任务 (1)设计任务1…………………………………………………………………………………………………………………………………1工作原理………………………………………………………………………………………………………………………设计要求1………………………………………………………………………………………………………………………2设计参数…………………………………………………………………………………………………………………………………国内外技术应用与发展现状3………………………………………………………………………………………4国内外技术发展趋势………………………………………………………………………………………………………工作计划7…………………………………………………………………………………………………………………………………第2章课程设计过程 (9)9设计内容…………………………………………………………………………………………………………………………………9理论的α和β值………………………………………………………………………………………………………用图解法设计四杆机构ABCD9……………………………………………………………………………10运动分析………………………………………………………………………………………………………………………最小传动角γ12min………………………………………………………………………………………………………结论参考文献个人总结第1章课程设计任务1．1 设计任务工作原理汽车前轮转向是通过等腰梯形机构ABCD驱使前轮转向来实现的，其中，两前轮分别与两摇杆AB、CD相连，如图所示。

当汽车沿直线行驶时（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。

理论上希望前轮两周延长线的交点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），要求左右两轴线（AB、CD）分别转过不同的角度α和β。

如图所示汽车右拐时，有：tanβ=L/(R-d-B) （1-1）tanα=L/(R-d) （1-2）所以α和β的函数关系为： cotα-cotβ=B/L （1-3）同理，当汽车左拐时，由于对称性，有cot β-cot α=B/L ，故转向机构ABCD 的设计应尽量满足以上转角要求。

设计要求(1)根据转弯半径R m in 和R m ax =∞（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)按给定两连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：α0=960~1030，8477000~=β。

建议α0取1020， 7800取β。

(4)用图解法检验机构在常用转角范围α≤200时最小转动角γmin 。

图汽车前轮转向机构简图1．2 设计技术参数设计数据见表，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。

表1—1 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 Rmind续表1—1国内外技术应用与发展现状在汽车市场上，个生产厂家都面临巨大的竞争压力。

用户对质量、舒适度和安全都提出了高标准的要求，同时还要求货真价实。

这实际上就要求设计的汽车恰如其分地适合于不同的用途，并以有竞争性的成本和速度制造出来，只有这样，一个汽车厂才能在激烈的竞争中获胜。

所以，当对成本问题给予应有的考虑时，也应该探索革新和采用现代化制造技术的可能性，以便使新生产出的各种型号的汽车都能达到质量标准、生产率和多品种的目标。

同时，也应满足缩短试制周期的需要。

这就要求能在更短的时间内，完成全部的更为复杂的制造工艺过程。

我国汽车工业，生产规模偏小，尚未形成规模化生产，市场信息不灵，生产预测数据不准，设计新产品周期长，不能适应快速变化的市场需求，生产过程中在制品多，原材料、中间产品甚至成品库存量大，占用大量流动资金，企业各部门业务处理和信息交流不畅通，周期长、效率低、误差率高。

在桥车方面，虽然目前中国汽车企业能够进行某些轿车车身的开发设计，能够在原有平台的基础上做局部改进，退出所谓“年度车型”，但尚不具有成熟的、较高水平的整体轿车开发能力，缺乏具有自主知识产权的产品品台。

由于没有完整的轿车自主开发能力，没有自己的知识产权，主要汽车生产企业在产品技术创新方面处于被动依赖跨国公司的境地，在产品开发与选择方面没有主动权。

在汽车零部件的技术开发方面，中国汽车工业企业在某些中低附加值产品方面具有相当的开发能力，在汽车关键零部件的技术开发方面具有一点的能力，但是与国际先进水平差距甚大，许多关键零部件仅仅是外国产品的仿制。

而中国汽车工业的产品在电子化、信息化方面与发达国家汽车工业相比，存在较大差距。

电子产品在中国汽车产品上应用的程度仍然比较低。

我国在汽车产品成本中，电装（电气+电子）产品所占比重约为1%左右（根据车型有所不同），而发达国家约为3%—5%。

车用电子部件在汽车零部件总量中所占得比重约为6%-8%，而发达国家为13%左右。

许多技术要求水平高的汽车电子零部件我国还难以生存，尚不具备开发先进汽车发动机的能力，因此对发动机进行电子控制也无从谈起，生产的许多汽车电子产品可靠性、耐久性达不到整车生产厂家的技术要求，技术水平也比较低，智能化交通运输管理系统方面才刚刚起步，汽车必须配备有关的电子信息接收装置少，跨国公司仍然是我国汽车工业新技术的主要来源。

发达国家汽车工业的新产品开发已经建立在模块化的基础上，而中国汽车整车生产企业却缺乏强大的汽车零部件工业的支持。

中国汽车零部件企业规模小、技术水平低的状况虽然有所改观，但与国际大汽车零部件生产企业相比，仍然差距甚大。

随着中国整车生产企业产品更新换代加速，整车企业与零部件企业之间的技术差距在进一步拉大，薄弱的零部件基础制约着中国汽车工业的发展，制约着整车生产企业的产品开发。

中国汽车工业相关工业发展也相对滞后，中国的电子信息产业尚不能提供高水平、高附加值的汽车电子零部件。

在塑料、橡胶制品中，汽车专用产品品种少，质量和性能不稳定。

汽车生产需要的铝、镁等轻金属材料由于企业技术和生产装备落后，难以满足汽车零部件的生产要求。

国内汽车想要在竞争日益剧烈的汽车行业中站住脚跟，就需要大力发展制造技术与管理技术，与此同时更要掌握市场脉搏、减少研发周期、以客服为中心，只有这样才能更具有竞争力。

国内外技术发展趋势汽车工业是集机械、材料、化工、电子、能源、交通、环境保护等众多领域为一体的综合性、技术密集型产业，它对整个国家的工业发展起着重要的作用，与国民经济发展的总体水平有着密不可分的联系。

我国的汽车工业在“九五”期间，以高效、节能、降耗、环保为主要目标，对原有汽车产品生产企业的工艺装备进行不同程度的技术改造，大量采用现代化的工艺装备、工业机器人，建成了具有国际先进水平的大型自动化冲压生产线，加工自动线、焊接生产线、涂装生产线、总装配生产线、检测线等，使汽车工业的制造技术水平在“九五”期间有了很大的提高，特别是先进的在检测设备的大量应用，保证了汽车产品的生产一致性，大幅度提高了汽车产品的质量。

（1）、汽车工业发展趋势进入21世纪后，轿车主体发展趋势将是系列化、轻量化、小型化、电子化、柴油化。

世界汽车业已出现了几种新的趋向，包括零部件采购全球化、生产装配模块化、汽车底盘通用化、目标成本控制化、开发周期缩短化、生产管理精益化、汽车销售租赁化合汽车发展生态化。

随着全球化竞争的日益加剧，世界发达国家的汽车产业发生了新的变化，汽车零部件行业也呈现出组织集团化、技术高新化、供货系统化合经营全球化等新特点。

世界各大汽车公司纷纷改革供应体制，实行全球生产、全球采购，即由向多个车车零部件厂商采购转变为模块采购；由实行国内采购转变为全球采购。

整车厂商采购体制的变革，使汽车零部件新技术产品的研发正在向零部件企业转移，要求汽车零部件厂商不断地与之相适应，不但要求生产企业增强自己的实力，提高产品开发能力，做到系统开发、系用供应，同时还要求其缩短开发周期，提供质优价廉的产品。

整个汽车工业将上升为全面的品牌竞争，进行系统化、模块化的生产方式，这一变革推进了全世界汽车零部件行业并购、重组的进程。

（2）、汽车生产装配技术发展趋势①生产装配模块化所谓模块，是指按汽车的组成结构将零部件或子系统进行集成，从而形成一个个大部件或大总成。

而生产装配模块化，即汽车零部件厂商生产模块化的系统产品，整车厂商只对采购的模块化产品进行简单装配即可完成整车生产。

在模块化生产方式下，汽车技术创新的中心在零部件方面，零部件要超前发展，并参与汽车厂商的产品设计，这就使汽车生产厂家把新产品开发设计费用的一部分转移到配件供应厂家身上，整车厂和配套厂同步开发、大大缩短了开发时间，节约了开发经费。

而汽车厂商方面则以全球范围作为空间，进行汽车模块的选择和匹配设计，优化汽车设计方案。

生产装配模块化将导致汽车生产方式发生重大变革，包括淘汰汽车工业的传统流水线及生产设备，将汽车装配生产线上的部分装配劳动转移到装配生产线以外的地方去进行，这样大大减少汽车制造企业生产零部件的数目，降低管理成本和生产费用。

采用模块生产方式有利于提高汽车零部件的品种、质量、自动化水平和产品的可靠性，提高汽车的装配质量，缩短生产周期。

模块化的核心是广泛应用先进的电子集成技术，利用电子及其它领域的高新技术进行系统化集成，它可减少汽车零部件的构成，简化制造工艺，节省装配时间，有利于推进国际化采购。