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

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1.1 设计任务

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1.1.1 工作原理

1

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1.1.2 设计要求

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1.2 设计参数

2

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1.3 国内外技术应用与发展现状

3

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1.4 国内外技术发展趋势

4

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7

1.5 工作计划

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第2章课程设计过程

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2.1 设计内容

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2.1.1 理论的α和β值

9

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2.1.2 用图解法设计四杆机构ABCD

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2.1.3 运动分析

10

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12

2.1.4 最小传动角γ

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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

1.1.1 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1.1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7.38所示汽车右拐时，有：

tan β=L/(R-d-B) （1-1）

tan α=L/(R-d) （1-2）

所以α和β的函数关系为： cot α-cot β=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。

1.1.2 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1.1 汽车前轮转向机构简图

1．2 设计技术参数

设计数据见表1.1，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 R min d

单位mm mm mm mm

型号途乐GRX 2900 1605 6100 400