机械设计部分设计规划.doc

智能车机械设计部分概况 在整体车型的基础下,要求在保证良好,灵敏,高效,精确转向性能的前提下，尽可能保证模型车的重心垂直位置尽量的低，水平位置应在车中线上靠近后轴。实现方法: 试验方法: 在调试过程中选取最优 MATLAB：进行各类参数仿真优化主要影响因素有:1.重心位置2.前瞻问题3.舵机连杆长度4.前轮四角5. 差速6.齿轮啮合性能7.车身质量前轮四角：主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束 主销后倾角：产生回转力矩,主销后倾角越大, 车速愈高, 车轮偏转后自动回正力越强, 但回正力矩过大, 将会引起前轮回正过猛, 加速前轮摆振, 并使转向沉重。对于本模型车，若欲使之转向灵活，主销后倾角可选0；欲增大回正力矩，则后倾角可选24,可在试车时进行优化调整。主销内倾角：如图1所示 图2图1 在智能车前后方向上，主销向内倾斜一个角度，主销轴线与垂线间的夹角称为主销内倾角。智能车上最好不要超过8，过大将使车轮转向时，滑动较大，增加磨损减小转向力矩，自动回正。前轮外倾角：如图2所示在汽车的横向平面内，前轮中心平面向外倾斜一个角度，称为前轮外倾角；消除前轮内倾时的轮胎偏磨损、轮毂轴承偏向受力的情况。根据往年经验，主销内倾角较大一些（810），前轮侧滑摩擦力较大。当主销内倾角较大时，轮胎偏内，由于滚锥效应，前轮前束角常常安装成一个较小的负值，即偏外。前轮前束角： 如图3所示俯视车轮，智能车的两个前轮的旋转平面并不完全平行，而是稍微带一些角度，这种现象称为前轮前束。减轻或消除因前轮外倾角和主销内倾角所造成的不良后果（滚锥效应）, 相互协调,保证前轮在汽车行驶中滚动而无滑动。 根据前人试验发现前轮前束不宜太大，否则严重影响车轮与路面的摩擦力。 图3智能车机械结构创新点： 车轮定位 ：为了使智能车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动回正，并减少轮胎和转向系零件的磨损等，在转向轮转向节和前轴之间形成一定的相对安装位置，其主要参数包括：主销后倾，主销内倾，车轮外倾和前束 本车模与往年不同，由于转向由后轮架控制，前轮为驱动装置，因此我们综合往年比赛车模机械实际方案的经验，将后轮的的内挺角设在（13），前轮向外挺，角度范围在（13），由于产生回转力矩，车轮偏转后自动回正力具体将在车模成型后，调车阶段我们会根据车速度，稳定性，转向灵敏度等方面的考虑取最优值。转向机构分析与应用：（转向机构如下图）在智能车运行过程中有着非常重要的作用。合适的前桥和转向机构可以保证在智能车直线行驶过程中不会跑偏，能保证智能车行驶的方向稳定性；而在智能车转向时，合适的转向机构可以使智能车自行回到直线行驶状态，具有好的回正性。正是由于这些原因，转向系统优化设计成为我们设计智能车机械结构部分的重点，直接关系到赛车能否顺利地完成比赛。在实际操作中，我们将通过理论计算的方案进行优化，然后做出实际结构以验证理论数据，并将在实际调试过程中不断改进。 智能车转向机构 智能车转向分析 智能车转向的分析调整：(如上图所示)小车的转向是由地面的侧向力提供向心力，只有当四个车轮的轴线交于一点O 时（图所示），才能够保证各车轮纯滚动而不滑动。分析下图可知，所有刚性车轮作纯滚动的条件是：cot=cot+B / L ；式中、分别为外、内侧转向轮的偏转角；B左右两侧主销轴线与地面相交点之间的距离， L汽车轴距 若小车转向时，外、内侧转向转向角、不能满足上式关系，即智能车的四个车轮线不能交于一点时，则小车转向是产生路面对小车行驶的附阻力，使轮胎磨损过快，并且对小车的行驶稳定性产生影响，高速行驶时更为突出。模型车机械设计说明智能车转向系统应尽可能满足上述要求，因车模自身机构已经决定了，只需在车模安装时主意一下将螺丝安装合适就好了，无需花太大功夫去作调整。其中在图中还定义了转弯半径，可以在实际中计量出小车的最小转弯半径以评定小车的性能，来实现小车转向的稳定性，灵敏性，快速反应性。智能车车体重心的调整：关于重心前后位置的调整，根据汽车理论，由于此次比赛转向在后轮，由此车体重心后移，会增加转向，但降低转向的灵敏度，同时降低前轮的抓地力；重心前移移，会减少转向，但增大转向灵敏度，后轮抓地力也会增加。通过大量资料和经验显示，我们发现：将车体重心调整到中间偏前的位置，智能车的各项性能均较好。具体调整方法：重心高度调整可合理设计摄像头支架，选择材料时要刚度好，硬度强的材料做摄像头支架，同时通过增加垫片来降低底盘高度；前后重心调整可