大学生方程式赛车驱动桥的设计【含CAD图纸+CATIA建模】
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毕业设计 (论文 )外文资料翻译 学院 （ 系）： 机械工程学院 专 业： 车辆工程 姓 名： 学 号： 外文出处： 附 件： 指导教师评语： 该生在尊重原文的基础上完成的译文，用词较准确，语句较通顺，表达了原文作者的意图。表明该生的外文阅读与理解能力较强。 签名： 年 月 日 附件 1：外文资料翻译译文 汽车坐标轴系统 引言 假设在任何给定的时间瞬间，车辆上某点在一定方向上会受到一定大小的作用力。这种所谓的外部力或施加的力使车辆保持运动或导致车辆加速。这种力是由轮胎支持力，空气动力，重力所组成。这些不同的力遵循不同的物理法则，因此想要处理其中一个单一的力并不方便。此外，对于车辆底盘来说，这些相互独立的轮胎支持力，空气动力，和重力，作用于不同位置和不同方向。 为了计算在倾向方向的速度，加速度（比如汽车有向前和向后的倾向或向左右方向转弯的行为）， 定义 一个坐标系是十分必要的，而且借助此系统来分析汽车加速度、速度以及产生这些速度和加速度的力 。因为我们生活在一 个 三维世界， 三条相交于一点且相互垂直的参考轴对 于这些坐标系来讲是最基本的也是足够的了。 114 种类型的坐标系 在下面的章节中介绍的两个基本坐标系。 球面坐标系 该坐标系（大写字母系）固定在地面上，用字母 用来表示三个主要方向 , X 轴和 Y 轴在水平方向相互垂直， z 轴是垂直向下的。当且仅当我们需要参考车辆朝某一固定点或方向上的运动时，这个球面坐标系才用于在本文中。在车辆对地运动的相关问题中，从车辆坐标系（下文中介绍）的原点开始讲起是很常见的，其原点与球坐标系的原点相一致。通常，最初这两个系统的轴线也是一致的。然后通过计算或者测量来表明 两类坐标系的相对运动。但是，必须强调的是，球坐标系的位置和方向对车辆来说是独立的并且由用户在便于自己使用的情况下任意决定的。 车辆坐标系 车辆坐标系是从在飞机上使用上发展而来的。汽车研究中采用车辆坐标系的原因和它所基于的假设如下。 这种坐标系的第一次使用是 他的经典论文对汽车转向控制响应的理论预测与实验证明（参考 144 页）。在汽车和飞机上使用这种坐标系的主要原因是它固定在车辆里并随着车辆移动。例如，惯性性质相对于这种坐标系来是保持不变的，但如果参照球面坐标系来讲，惯性性质就是变化的。这种 性质不仅会变，而且对于工程师来说，当车辆被制造出来时，这种性质就失去了意义。 因为车辆坐标系是以不同的方式作为参照，所以可能会造成一定的混乱。 通常情况下，它被称为“移动的坐标系”，因为它是伴随车辆移动的；它也被标示为“车身坐标系”，因为它是固定在车辆上的；通常也把其当做“稳定坐标系”或“定向控制坐标系”来参考。要记住的一点是，它是固定在汽车中而且惯性性能相对于它而言为常数。 115 接下来的问题是：这个轴系统的原点应该放置在什么位置以及这个轴系统在车中应如何朝向？这是在 111 页中详细讨论的，以下是从第 111 页也概括而出的。汽车被认为是一双质量系统。簧下质量作为一个刚性框架和簧载质量被视为刚性体。这两个质量在滚动轴上铰接在一起而且其中一个是可变的。滚动角，指定两个质量之间的关系。 116 在图 的 统中 ,轴 I， J 和 K 被重新标记为 X， Y 和 Z。 Z 这些是正交的，符合右手定则。当车辆沿直线在水平公路上行驶时， X 轴沿运动方向是绝对水平的。 X 轴位于汽车纵向对称面上， y 轴指向驾驶员右侧，在水平方向上与 x 轴成 90 度角， z 轴与其他两个轴垂直，绝对垂直向下。 车辆坐标系的原点对于簧载质量和簧下质量是相同的。对簧载质 量一零滚动角来说，原点位于车辆旋转轴与一条过整车重心并垂直于地面的直线的焦点。 通常假设簧载质量围绕水平方向的 x 轴旋转，而不是绕实际的转轴旋转。同时用于特殊目的的时，系统的原点，可以位于其他位置。 通常假设旋转质量的主轴与车身坐标轴平行，并且假设非旋转质量的重心在 轮胎形变被忽略，车轮中心保持与地面平行。 117 车运动 在车辆运动的车辆动力学研究中，对用户来说通常要修正一定的操作变量，因此，变量值可以被分配到的前进速度和牵引 /制动力中或纵向加速 /减速中。簧下质量的运动可以作为来自稳定速度条件下的扰动来研究；同样，簧载质量的转动可以相对于簧下质量来研究 于车辆稳定性和控制研究来说，扰动速度有。 前进速度 u 侧向速度 v 横摆速度 r 俯仰速度 p 对于稳定性和控制研究，俯仰和垂直扰动来说，俯仰和垂直扰动被忽视。所谓横向方程是指由 V， R 和 P 组成的。 这些固定在汽车上的有关车辆 坐标系的扰动速度的分量必须相对于一些参考进行测量。在飞机实践中，按照惯例要根据另一个坐标系去思考 ,这个坐标系会通过机动飞行跟着飞行器 ,而且在任何给定的时间内这个都与飞行器坐标系保持一致，但可以在某一瞬时固定在空间。扰动速度是根据这个坐标系来测量的。有人可能会说 ,参考轴不断追逐飞机，但当我们测量车辆速度时，参考轴可以方便的被当做瞬时静止。当然，这也就是说扰动速度是相对于惯性空间进行测量的。 如果沿着地面的实际路径是理想的 ,车辆坐标系是参考了球坐标系来作为初始条件。根据对与角关系相关联的路径的分析，加速度的各种 组成定义如下。 是车辆一点矢量加速度在 x 方向的分量 是车辆一点矢量加速度在 y 方向的分量 3. 垂直加速度 是车辆一点矢量加速度在 z 方向的分量 车辆一点矢量加速度在与 x 轴相垂直并且与路面相平行方向的分量 在稳态条件下，横向加速度等于该车辆侧滑角的余弦值与向心加速度的乘机，因为在大多数的测试条件下的侧滑角很小，所以实际情况中侧向加速度可以认为等于向心加速度。 5. 向心加速度 是车辆一点矢量加速度在与该点切线相垂直并且与路面相平行方向的分量 6. 航向改变角 是车辆 x 轴 面上的轨迹与地球坐标系上 x 轴的夹角。 7. 侧滑角 是车辆 x 轴 面上的轨迹与汽车某些特殊点的速度矢量的夹角。 是汽车速度矢量在 面上的轨迹与地球坐标系中 x 轴的夹角。 9. 车身侧倾角 是汽车 y 轴与地面的夹角 10. 车辆俯仰角 汽车 x 轴与地面的夹角 11. 纵向力 是牵引力矢量在 x 轴方向的分量 是牵引力矢量在 y 轴方向的分量 是牵引力矢量在 z 轴方向的分量 是力矩矢量使汽车趋于绕 x 轴旋转的分量，从 x 轴正向看，顺时针为正。 矩 是力矩矢量使汽车趋于 y 轴旋转的分量，从 y 轴正向看，顺时针为正。 是力矩矢量使汽车趋于绕 z 轴旋转的分量，从 z 轴正向看，顺时针为正。 119 于使用规定的一些想法 在轮胎坐标系中，侧偏角是指车轮平面与车轮的行进方向之间的夹角。在这个坐标系中，如果车轮向前移动偏向左边，侧偏角为负，但侧偏力是正向的。根据这一规定，轮胎的侧向力数据应该是绘制在第四象限中的。实际上，轮胎数据的使用者常常将所关心的数据绘制在第一象限 120 在创建来自车轮平面的速度分量的两种方式中，使用偏航角呈现来自轮胎试验数据具有很好的的逻辑性。我们已经在第 2 章提到的，这个词“侧偏角”是一个值得怀疑的，因为车轮并没有侧滑，而是在侧向滚动的的条件下行进。根据汽车在横向 /前进方向上的速度比去定义侧偏角的概念，进一步明确了一个概念 轮胎实际上是作为一个整体发生侧向滑移，。事实上，由于轮胎滚动运动，接触印记已经有了一个区域，这个区域由在前方粘滞和后方的滑动组成。在轮胎测试，横向滑移速度是过去从来没有创造出平面速度；而车轮平面转向相对于皮带速度。 如 果“侧偏角”的规定被偏航角取
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