【正文】 用。轉(zhuǎn)向器的摩擦力可由試驗(yàn)確定. 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的評(píng)價(jià)指標(biāo)(1)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能 用效能指標(biāo)來評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能。式中，和為沒有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器和有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪所必須作用在轉(zhuǎn)向盤上的力?，F(xiàn)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的效能指標(biāo)s=l～15。(2)路感 駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，除要克服轉(zhuǎn)向器的摩擦力和回位彈簧阻力外，還要克服反映路感的液壓阻力。液壓阻力等于反作用閥面積與工作液壓壓強(qiáng)的乘積。在最大工作壓力時(shí)，轎車：換算到轉(zhuǎn)向盤上的力增加約30～50N，貨車：增加80～100N。(3)轉(zhuǎn)向靈敏度 轉(zhuǎn)向靈敏度可以用轉(zhuǎn)向盤行程與滑閥行程的比值i來評(píng)價(jià) ………………………………………………………………(413)式中，為轉(zhuǎn)向盤直徑；為轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角；δ為滑閥行程。由式(413)可見，當(dāng)和δ的數(shù)值不變時(shí)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角僅僅取決于比值i，所以這完全可以表達(dá)轉(zhuǎn)向靈敏度。比值主越小，則動(dòng)力轉(zhuǎn)向作用的靈敏度越高。轉(zhuǎn)向靈敏度也可以用接通動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)，作用到轉(zhuǎn)向盤的手力和轉(zhuǎn)角來評(píng)價(jià)，要求此力在20～50N，轉(zhuǎn)角在10186。～15186。范圍。(4)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的靜特性 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的靜特性是指輸入轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩之間的變化關(guān)系曲線，是用來評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的主要特性指標(biāo)。因輸出轉(zhuǎn)矩等于油壓壓力乘以動(dòng)力缸工作面積和作用力臂，對(duì)于已確定的結(jié)構(gòu)，后兩項(xiàng)是常量，所以可以用輸入轉(zhuǎn)矩與輸出油壓p之間的變化關(guān)系曲線來表示動(dòng)力轉(zhuǎn)向的靜特性，如圖729所示。常將靜特性曲線劃分為四個(gè)區(qū)段。在輸入轉(zhuǎn)矩不大的時(shí)候，相當(dāng)于圖中段，是直線行駛位置附近小角度轉(zhuǎn)向區(qū)，曲線呈低平形狀，油壓變化不大；汽車原地轉(zhuǎn)向或調(diào)頭時(shí)，輸入轉(zhuǎn)矩進(jìn)入最大區(qū)段(圖中C段)，要求助力轉(zhuǎn)向效果應(yīng)當(dāng)最大，故油壓曲線呈陡而直狀上升；B區(qū)段屬常用快速轉(zhuǎn)向行駛區(qū)段，要求助力作用要明顯，油壓曲線的斜率變化應(yīng)較大，曲線由較為平緩變陡。除此之外，上述三個(gè)區(qū)段之間的油壓曲線過渡要求平滑，D 區(qū)段曲線就表明是一個(gè)較寬的平滑過渡區(qū)間。圖45 靜特性曲線分段圖要求動(dòng)力轉(zhuǎn)向器向右轉(zhuǎn)和向左轉(zhuǎn)的靜特性曲線應(yīng)對(duì)稱。對(duì)稱性可以評(píng)價(jià)滑閥的加工和裝配質(zhì)量。第五章 轉(zhuǎn)向梯形轉(zhuǎn)向梯形有整體式和斷開式兩種，選擇整體式或斷開式轉(zhuǎn)向梯形方案與懸架采用何種方案有聯(lián)系。無論采用哪一種方案，必須正確選擇轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)，做到汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，保證全部車輪繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心行駛，使在不同圓周上運(yùn)動(dòng)的車輪，作無滑動(dòng)的純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，為達(dá)到總體布置要求的最小轉(zhuǎn)彎直徑值，轉(zhuǎn)向輪應(yīng)有足夠大的轉(zhuǎn)角。 轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)方案分析 整體式轉(zhuǎn)向梯形整體式轉(zhuǎn)向梯形是由轉(zhuǎn)向橫拉桿l，轉(zhuǎn)向梯形臂2和汽車前軸3組成，如圖51所示。其中梯形臂呈收縮狀向后延伸。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整前束容易，制造成本低；主要缺點(diǎn)是一側(cè)轉(zhuǎn)向輪上、下跳動(dòng)時(shí)，會(huì)影響另一側(cè)轉(zhuǎn)向輪。圖 51 整體式轉(zhuǎn)向梯形 當(dāng)汽車前懸架采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用整體式轉(zhuǎn)向梯形。整體式轉(zhuǎn)向梯形的橫拉桿可位于前軸后或前軸前(稱為前置梯形)。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)位置低或前輪驅(qū)動(dòng)汽車，常采用前置梯形。前置梯形的梯形臂必須向前外側(cè)方向延伸，因而會(huì)與車輪或制動(dòng)底板發(fā)生干涉，所以在布置上有困難。為了保護(hù)橫拉桿免遭路面不平物的損傷，橫拉桿的位置應(yīng)盡可能布置得高些，至少不低于前軸高度。 斷開式轉(zhuǎn)向梯形 轉(zhuǎn)向梯形的橫拉桿做成斷開的，稱之為斷開式轉(zhuǎn)向梯形。斷開式轉(zhuǎn)向梯形方案之一如圖52所示。斷開式轉(zhuǎn)向梯形的主要優(yōu)點(diǎn)是它與前輪采用獨(dú)立懸架相配合，能夠保證一側(cè)車輪上、下跳動(dòng)時(shí)，不會(huì)影響另一側(cè)車輪；與整體式轉(zhuǎn)向梯形比較，由于桿系、球頭增多，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，并且調(diào)整前束比較困難。圖52 斷開式轉(zhuǎn)向梯形橫拉桿上斷開點(diǎn)的位置與獨(dú)立懸架形式有關(guān)。采用雙橫臂獨(dú)立懸架，常用圖解法(基于三心定理)確定斷開點(diǎn)的位置。其求法如下(圖53b)：（1)延長與，交于立柱AB的瞬心P點(diǎn)，由P點(diǎn)作直線PS。S點(diǎn)為轉(zhuǎn)向節(jié)臂球銷中心在懸架桿件(雙橫臂)所在平面上的投影。當(dāng)懸架搖臂的軸線斜置時(shí)，應(yīng)以垂直于搖臂軸的平面作為當(dāng)量平面進(jìn)行投影和運(yùn)動(dòng)分析。（2）延長直線AB與，交于點(diǎn)，連直線。(3)連接S和B點(diǎn)，延長直線SB。 (4)作直線，使直線與間夾角等于直線與PS間的夾角。當(dāng)S點(diǎn)低于A點(diǎn)時(shí)，線應(yīng)低于線。(5)延長PS與，相交于D點(diǎn)，此D點(diǎn)便是橫拉桿鉸接點(diǎn)(斷開點(diǎn))的理想的位置。以上是在前輪沒有轉(zhuǎn)向的情況下，確定斷開點(diǎn)D位置的方法。此外，還要對(duì)車輪向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)的幾種不同的工況進(jìn)行校核。圖解方法同上，但S點(diǎn)的位置變了；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向時(shí)，可認(rèn)為S點(diǎn)沿垂直于主銷中心線AB的平面上畫弧(不計(jì)主銷后傾角)。如果用這種方法所得到的橫拉桿長度在不同轉(zhuǎn)角下都相同或十分接近，則不僅在汽車直線行駛時(shí)，而且在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪的跳動(dòng)都不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)向產(chǎn)生影響。雙橫臂互相平行的懸架能滿足此要求，見圖53a和c。 整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，受彈性輪胎側(cè)偏角的影響，圖53 斷開點(diǎn)的確定所有車輪不是繞位于后軸沿長線上的點(diǎn)滾動(dòng)，而是繞位于前軸和后軸之間的汽車內(nèi)側(cè)某一點(diǎn)滾動(dòng)。此點(diǎn)位置與前輪和后輪的側(cè)偏角大小有關(guān)。因影響輪胎側(cè)偏角的因素很多，且難以精確確定，故下面是在忽略側(cè)偏角影響的條件下，分析有關(guān)兩軸汽車的轉(zhuǎn)向問題。此時(shí)，兩轉(zhuǎn)向前輪軸線的延長線應(yīng)交在后軸延長線上，如圖733所示。設(shè)、。分別為內(nèi)、外轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角，L為汽車軸距，K為兩主銷中心線延長線到地面交點(diǎn)之間的距離。若要保證全部車輪繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心行駛，則梯形機(jī)構(gòu)應(yīng)保證內(nèi)、外轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)角有如下關(guān)系………………………………………………………(51)若自變角為，則因變角的期望值為………………………………………(52)圖54 理想的內(nèi)、外車輪轉(zhuǎn)角關(guān)系簡圖現(xiàn)有轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)僅能近似滿足上式關(guān)系。以圖733所示的后置梯形機(jī)構(gòu)為例，在圖上作輔助用虛線，利用余弦定理可推得轉(zhuǎn)向梯形所給出的實(shí)際因變角為 …………………………………………………………………………………（53）式中，m為梯形臂長；γ為梯形底角。所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向梯形給出的實(shí)際因變角，應(yīng)盡可能接近理論上的期望值。其偏差在最常使用的中間位置附近小角范圍內(nèi)應(yīng)盡量小，以減少高速行駛時(shí)輪胎的磨損；而在不經(jīng)常使用且車速較低的最大轉(zhuǎn)角時(shí)，可適當(dāng)放寬要求。因此，再引入加權(quán)因子，構(gòu)成評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的目標(biāo)函數(shù)為 …………………………(54)將式(52)、式(53)代入式(54)得…………(55)式中，x為設(shè)計(jì)變量，；為外轉(zhuǎn)向車輪最大轉(zhuǎn)角，由圖733得 …………………………………………………（56）式中，為汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑；a為主銷偏移距?？紤]到多數(shù)使用工況下轉(zhuǎn)角小于20186。，且10186。以內(nèi)的小轉(zhuǎn)角使用得更加頻繁，因此取 ………………………………………(57)建立約束條件時(shí)應(yīng)考慮到：設(shè)計(jì)變量m及γ過小時(shí)，會(huì)使橫拉桿上的轉(zhuǎn)向力過大；當(dāng)m過大時(shí)，將使梯形布置困難，故對(duì)m的上、下限及對(duì)γ的下限應(yīng)設(shè)置約束條件。因γ越大，梯形越接近矩形，值就越大，而優(yōu)化過程是求的極小值，故可不必對(duì)γ的上限加以限制。綜上所述，各設(shè)計(jì)變量的取值范圍構(gòu)成的約束條件為………………………………………………………………(58)………………………………………………………………(59) …………………………………………………………… (510)梯形臂長度m設(shè)計(jì)時(shí)常取在=，=。梯形底角=70186。此外，由機(jī)械原理得知，四連桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角δ不宜過小，通常取=40186。如圖733所示，轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)在汽車向右轉(zhuǎn)彎至極限位置時(shí)達(dá)到最小值，故只考慮右轉(zhuǎn)彎時(shí)即可。利用該圖所作的輔助用虛線及余弦定理，可推出最小傳動(dòng)角約束條件為……………………………(511)式中，為最小傳動(dòng)角。已知，故由式(511)可知，為設(shè)計(jì)變量m及γ的函數(shù)。由式(58)、式(59)、式(510)和式(511)四項(xiàng)約束條件所形成的可行域，如圖55所示的幾種情況。圖55b適用于要求較大，而可小些的車型；圖55C適用于要求較大，而小些的車型；圖55a適用介于圖55b、c之間要求的車型。圖55 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行域。致 謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然僅僅經(jīng)歷了短暫的三個(gè)月，但是它濃縮了大學(xué)四年學(xué)習(xí)的全過程，體現(xiàn)了我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和領(lǐng)悟程度。由于我們是第一次進(jìn)行整體性地設(shè)計(jì)，不可避免地碰到了許多困難，有時(shí)甚至?xí)械綗o法下手。無論碰到什么樣的困難，我都沒有退縮，憑借著一股求知的熱情，再加上指導(dǎo)老師的幫助，然后再回到書本攻克一個(gè)又一個(gè)的難題，最終圓滿地完成了本次設(shè)計(jì)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在各個(gè)方面都有了很大的提高，具體地表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：，找到了各種學(xué)科之間的交叉點(diǎn)，同時(shí)構(gòu)成了一個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成了一個(gè)整體的知識(shí)體系，進(jìn)一步完善了自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。，并了解學(xué)習(xí)了新的知識(shí)，開闊了視野，拓寬了自己的知識(shí)面。養(yǎng)成了勤學(xué)好問的習(xí)慣，同時(shí)具有了一定的創(chuàng)新思維。，為以后正確解決工作和學(xué)習(xí)中的問題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。，以及借助前人的研究成果尋求解決問題的思維方法，對(duì)新信息和新知識(shí)及時(shí)做筆記。，同時(shí)也懂得了互助合作的重要性。（AutoCAD2004，Word2003,Excel2002）的能力得到很大的提高，學(xué)會(huì)了利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。參考文獻(xiàn)[1] 朱東華 樊智敏主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 第一版. 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 86142[2] 陳家瑞主編. 汽車構(gòu)造. 第一版. 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 263276[3] 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