【正文】 純滾動、無側滑轉向的條件是內、外輪轉角具有如圖44所示的理想的關系, 即: (46)式中 T——計及主銷后傾角時的計算軸距詳細D=W=G圖=紙：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六全 套 資 料 低 拾10快起 L——汽車軸距r——車輪滾動半徑由式(46)可將理想的內輪轉角表示為的函數, 即: (47)反之, 取內輪轉角為自變量時, 理想的外輪轉角也可表示為的函數, 即: (48)而由轉向梯形機構所提供的內、外實際轉角關系為前述的θi=F(θ0)或 θ0=Φ(θi),因此, 轉向梯形機構優(yōu)化設計的目標就是要在規(guī)定的轉角范圍內使實際的內或外輪轉角盡量地接近對應的理想的內或外輪轉角。為了綜合評價在全部轉角范圍內兩者接近的精確程度, 并考慮到在最常使用的中小轉角時希望兩者盡量接近, 因此建議用兩函數的加權均方根誤差作為評價指標。即： （49） （410）兩式中的加權因子、為：(49)、(410) 兩式是等價的, 可根據具體情況任取其中之一作為極小化目標函數。圖44理想的內、外輪轉交關系 設計變量與約束條件對于給定的汽車和選定的轉向器, 轉向梯形機構尚有梯形臂長、底角γ和安裝距離h三個設計變量。其中底角γ可按經驗公式先選一個初始值,然后再增加或減小, 進行優(yōu)化搜索。而及h的選擇則要結合約束條件來考慮。第一, 要保證梯形臂不與車輪上的零部件(如輪胎、輪輛或制動底板)發(fā)生干涉, 故要滿足：式中 Aoy——梯形臂球頭銷中心的Y坐標值（見圖43）Aymin——車輪上可能與梯形臂干涉部位的Y坐標值因，所以可知當選定時的可取值上限為： (411) 第二, 要保證有足夠的齒條行程來實現要求的最大轉角。即有:式中 Smax——最大轉角或所對應的齒條行程[S]——轉向器的許用齒條行程因所以由公式(1)或(3)可知：一般來說{ }內的數值很小, 故在估算齒條行程時可略去不計, 即可粗略地認為：所以當選定時，的可取值范圍為： （412） 或 （413）(412)式和(413)式是等價的，使用時可根據具體情況任取其中之一作為約束條件。第三，要保證有足夠大的傳動角。傳動角是指轉向梯形臂與橫拉桿所夾的銳角。隨著車輪轉角增大, 傳動角漸漸變小。而且對應于同一齒條行程, 內輪一側的傳動角總是比外輪一側的傳動角要小。由圖42可知：由圖43可知:最小傳動角發(fā)生在內輪一側, 當達到最大值時, 也達到最大值, 故此時為最小值。傳動角過小會造成有效分力過小,表現為轉向沉重或回正不良。對于一般平面連桿機構, 為了保證機構傳動良好, 設計時通常應使176。, 但一般后置式轉向梯形機構的都偏小。這是由于汽車正常行駛中多用小轉角轉向, 約有80％以上的轉角在20176。以內即使是大轉角轉向, 也是從小轉角開始, 而且速度較低, 所以取23176。時的內輪一側傳動角作為控制參數。以176。作為約束條件, 這樣一般均能保證在176。時176。轉向器安裝距離h對傳動角的影響較大, h越小, 占也小, 可獲得較大的。在選擇h時應充分注意到這一點, 但h過小會造成橫拉桿與齒條間夾角ζ過大。由圖4圖43可知： 為保證傳動良好一般希望176。, 以此作為約束條件即要滿足聯立不等式： 由此可解得：由于轉向器處于中立狀態(tài)時（即），值較小，故可近似地認為：于是可得h的取值范圍：＜h≤(414) 研究結論研究得到，對于同一，隨著γ增大，σi略有減小，但要求安裝距離h相應地增大，同時ζmax也隨之加大。隨著的減小，也略有減小，不過小轉向力臂也小，操縱力會有所增大?？偟目磥?，只要、γ和h三者選配的恰當，其差別是很小的。本章小結本章介紹了與齒輪齒條式轉向器配用的轉向傳動機構的優(yōu)化設計，介紹了該轉向機構的結構特點和優(yōu)化設計方法，給出了優(yōu)化設計的目標函數和設計變量的選取范圍。結論在道路上行駛的各種機動車輛中，轉向系統(tǒng)是它們必備的一個重要組成部分。汽車的轉向系就是用來改變或保持汽車行駛方向的機構，它由轉向操縱機構、轉向傳動裝置、轉向輪和專用機構組成。汽車的轉向性能是汽車的主要性能之一，它能直接影響到汽車的操縱穩(wěn)定性，對于確保車輛的安全行駛、減少交通事故以及保護駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要的作用。隨著時間的推移，高科技的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的機械助力轉向系統(tǒng)慢慢地被電動助力轉向系統(tǒng)所取代。電動助力轉向系統(tǒng)采用全新的控制模式，最新的電子技術和高性能的電機控制技術，能夠根據車輛不同的行駛狀況調節(jié)助力，擁有更好的轉向操控性和節(jié)能效果。隨著車輛進入家庭步伐的加快以及對節(jié)能、駕駛舒適性要求的提高，電動助力轉向系統(tǒng)將擁有非常廣闊的應用前景。本文就是對汽車電動助力轉向系統(tǒng)做了初步的研究，主要以電動助力轉向系統(tǒng)為研究對象。本文采用理論研究和借鑒研究相結合的方法，對電動助力轉向系統(tǒng)進行了初步的理論研究和設計。本論文完成的主要內容如下：(1) 汽車電動助力轉向系統(tǒng)的介紹。介紹了轉向系統(tǒng)的發(fā)展狀況，重點研究了電動助力轉向系統(tǒng)的發(fā)展前景及與其他轉向系統(tǒng)的比較，總結出EPS系統(tǒng)的優(yōu)點，在將來，電動助力轉向系統(tǒng)在汽車尤其是豪華轎車和貨車中必定會有廣泛的應用。(2) 電動助力轉向系統(tǒng)的總體設計。對EPS系統(tǒng)的工作原理進行了研究，并對EPS系統(tǒng)的結構和組成元件進行了細致、深入的研究。(3) EPS系統(tǒng)的設計方法和轉向器的設計。介紹了電動助力轉向系統(tǒng)的設計和計算方法。對齒輪齒條式轉向器進行了具體的設計和計算，根據任務要求完成了齒輪軸和齒條的部分計算。(4) 電動助力轉向系統(tǒng)控制器的研究。簡單的介紹了電動助力轉向系統(tǒng)控制器組成和工作原理。(5) 轉向傳動機構的優(yōu)化設計。與齒輪齒條式轉向器配用的轉向傳動機構的優(yōu)化設計。介紹了轉向傳動機構的優(yōu)化設計方法，研究了其可行性，給出了優(yōu)化設計的目標函數和設計變量的選擇范圍。由于時間緊張和水平有限，對電動助力轉向系統(tǒng)的研究不是十分的完善，對于EPS系統(tǒng)的分析還有待更進一步的深入研究，比如對EPS系統(tǒng)的仿真分析、電機的控制原理和EPS系統(tǒng)模型的建立等內容。總之，這次的研究工作還只是對汽車的電動助力轉向系統(tǒng)的研究和設計開了個頭，還有更多的內容需要更進一步的學習。致謝 參考文獻1 :6152 ，2010 3 ，20084 王黎欽，20085 余志生，20106 王連明，20107 ，20048 (ECU)的研究. 武漢理工大學，20079 ，200410 ，200511 ，200612 劉敏，田超，200813 馮櫻，肖生發(fā)，200114 張輝，2007附錄1 43 / 43