转向系统设计任务书(长城汽车).xls

转转向向系系统统设设计计任任务务书书 1 概述 采用齿轮齿条式转向器 转向器形式为中间输入 两端输出 转向器位于前轴前方 为前置梯形结构 转向操纵机构采用四辐条式转向盘和双万向节式传动轴 2 主要设计参数 序号项 目参 数备注 1轴距 L mm 2100 2前轮距 B mm 870 3主销延长线与地面交点间的距离 K mm 624 4主销偏距 a mm 129 5车轮滚动半径 R0 mm 220 6轮胎气压 p Kpa 150 7方向盘直径 Dsw mm 380 8转向机齿条全行程S mm 138 9前轴满载质量G1 Kg 313 10轮胎与路面间的滑动摩擦系数f0 8 11转向机齿条杆直径d mm 22 12转向节臂长度Li mm 95 13转向节臂与拉杆夹角 120 15转向拉杆长度L mm 200 16转向拉杆的截面外直径d1 mm 18 17转向拉杆的截面内直径d2 mm 12 18转向拉杆材料弹性模量E Gpa 210 19转向拉杆材料的比例极限 p Mpa 220 20转向拉杆材料的屈服极限 s Mpa 306 21手动转向盘最大频率nh s 1 1 6 22临界应力大于材料极限时 与材料有关常数a Mpa 461 23材料有关常数b Mpa 2 57 3 转向梯形机构校核 3 1 阿克曼理论 汽车转向时 车轮的理想状态为全部车轮围绕同一瞬时转向中心做纯滚动 在不考虑车轮弹性和汽车高速行驶的情况下 内 外侧转向轮转角关系的理想状态 应符合阿克曼理论 即 3 2 实际内 外轮转角关系曲线 整备状态 当内 外轮转角在满足 o i 的条件时 转向梯形为平行四边形 称为平行几何学 a mmL mmB mm 1292100870 内外轮转角关系计算结果 齿条位移 内轮转角 实际外轮转角 理论外轮转角 icot i o 0 18开始 0000 52 6621 524289263 052 624516007 105 869 7433208816 245 690947888 158 087 0439918449 57 762983608 2012 174 63693623612 811 46999845 2515 383 63543326516 4514 28705864 3018 592 97315632820 3217 03075137 35 40 45 50 55 60 由上表数据绘出内 外轮阿克曼理论关系曲线和外轮实际转角关系曲线 4 性能参数计算 4 14 1最最小小转转弯弯半半径径DminDmin 按内轮最大转角计算 按外轮最大转角计算 0 maxsin 0 max 20 320 347263015 Dmin 12352 57908 式中L 轴距mm12 35257908 0 max 外轮最大转角 a 主销偏距mm 4 2转向器线角传动比iow iow s i max 0 max 结果 REF 式中 s转向盘总旋转角度1080 i max内轮最大转角 REF 0 max外轮最大转角20 32 5 主要总成的强度校核计算 5 1转向盘操作力计算 5 1 1汽车在沥青和混凝土路面上的原地转向阻力矩Mr约为 半经验公式fG kg P kpa 0 8313150 结果 120 5700967 N m 通常通过半经验公式求得的阻力矩要比试验所得的阻力矩要小 所以应乘以1 5 2的安全系数 取安全系数 则Mr 204 9691643 N m G1 前轴重量313 5 1 25 1 2静静态态原原地地转转向向无无助助力力时时方方向向盘盘受受力力 Mr 静态原地转向阻力矩N m204 9691643 MS 车轮回正阻力矩N m REF iw0 转向系角传动比 REF 转向器的效率 85 Dsw 方向盘直径mm380 结果 REF N 原地转向所需的力矩要比行驶中转向所需的力矩大2 3倍 所以实际行驶中转向所需的力约为 根据 GB 17675 1999 汽车转向系 基本要求 中 3 9 条规定 汽车以 10 km h车速 24m 转弯直径前行转弯时 不带助力时转向力应小于 245 N 带助力转向但 助力转向失效时 其转向力应小于 588 N 符合要求 5 25 2转转向向横横拉拉杆杆稳稳定定性性校校核核 当转向器齿条被限位时 一侧拉杆受压 对于受压杆件应校核其稳定性 此时可视为二力杆 5 2 1转向横拉杆受力分析 地面阻力作用在转向横拉杆上的力 L1 转向节臂长度mm95 Mr 静态原地转向阻力矩N m204 9691643 转向节臂与拉杆夹角 120 0 5 结果 4315 140301 N 5 2 2拉杆的长细比 长度系数1 5 L 转向拉杆长度 mm 200 d1 转向拉杆的截面外直径d1 mm 18 i 拉杆截面的惯性半径i d1 44 5 结果 66 66666667 5 2 3欧拉公式使用极限 E 转向拉杆材料弹性模量Gpa210 p 转向拉杆材料的比例极限 Mpa 220 结果 97 06176394 Mpa 5 2 4超比例极限的压杆柔度 s 转向拉杆材料的屈服极限 Mpa 306 a 临界应力大于材料极限时 与材料有关常数 Mpa 461 b 材料常数Mpa2 57 结果 60 31128405 Mpa 结果 180 PI 采用齿轮齿条式转向器 转向器形式为中间输入 两端输出 转向器位于前轴前方 为前置梯形结构 转向操纵机构采用四辐条式转向盘和双万向节式传动轴 备注 在不考虑车轮弹性和汽车高速行驶的情况下 内 外侧转向轮转角关系的理想状态 应符合阿克曼理论 即 内外轮转角关系计算结果 理论外轮转角 150 3736905 mm m 1 7 REF REF N 通常通过半经验公式求得的阻力矩要比试验所得的阻力矩要小 所以