【正文】 橫臂獨立懸架時，常用圖解法（基于三心定理）確定斷開點的位置。 表 39 國產汽車輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件 輪胎規(guī)則 層 主要尺寸 使用條件 數(shù) 斷面寬 外直徑 最大負荷 相應氣壓p? 標準輪輞 允許使用輪輞 普通花紋 加深花紋 越野花紋 N MPa 輕型貨車，中，小客車及其掛車輪胎 6 8 180 705 5850 6900 142J 5J () 6 8 755 765 765 6350 7550 () () () 6 8 200 750 760 6800 8000 () () () 8 10 200 780 790 8500 9650 () () 車輛與動力工程學院畢業(yè)設計 23 () 8 10 220 785 790 9300 10600 () () () 8 10 12 220 810 820 9700 11050 12400 () () () () 12 240 860 870 13500 () () 8 10 225 890 900 12200 13550 () () 第四章 轉向傳動裝置的設計計算 167。 本設計選用輪胎的規(guī)格為： 6 層 。 輪胎的選擇 車胎的尺寸和型號是進行汽車性能計算 和繪制總布置圖的重要原始數(shù) 據之一，因此，在總體設計開始階段就應該選定，而選擇的依據是車型，使用條件，輪胎的靜負荷，輪胎的額定負荷以及汽車的形式速度。 。內為好，最大不超過 7176。為宜。此參數(shù)在 1176。 表 38 汽車通過性的幾何參數(shù) 車型 min /h mm 1/()? 2/()? 1/m? 42? 轎車 150～ 220 20～ 30 15～ 22 ～ 44? 轎車 210～ 250 45～ 50 35～ 40 ～ 42? 貨車 180～ 300 40～ 60 25～ 45 ～ 44? 、 66? 貨車 260～ 350 45～ 60 35～ 45 ～ 42? 64? 客車 220～ 370 10～ 40 6～ 20 ～ (四 )操縱穩(wěn)定性參數(shù) 汽車操縱穩(wěn)定性的評價參數(shù)較多，與總體設計有關并能作為設計指標的有： 1)轉向特性參數(shù) 車輛與動力工程學院畢業(yè)設計 22 為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應具有一定程度的不足轉向。 (三 )通過性幾何參數(shù) 總體設計要確定的通過性幾何參數(shù)有：最小離地間隙 minh ，接近角 1? ，離去角2? ，縱向通過半徑 1? 等 .各類汽車的通過性參數(shù)視車型和用途而異，其范圍見表38。它用來描述汽車的轉向機動性，是汽車轉向能力和轉向安全性能的一項重要指標。 微型轎車一般要求克服 15%的坡度。 3)上坡能力 用汽車滿載時在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù) maxi 來表示 。 2)加速時間 t 汽車在平直良好路面上，從原地起步開始以最大加速度加速到最大車速 所用去的時間，稱為加速時間。不同車型的最高車速 maxv 的范圍見表 35。微型、輕型貨車最高車速大于中型、重型貨車的最高車速，重型貨車最高車速較低。轎車的最高車速大于貨車、客車的最高車速。 汽車性能參數(shù)的確定 （ 一 ）動力性參數(shù) 汽車動力性參數(shù)包括最高車速 maxv 、加速時間 t 、上坡能力 等。其中，乘員和駕駛員每人質量按 65kg 計，于是 Gmnmm 10a ?? （ 31） 式中 1n —— 包括駕駛員在內的人數(shù)， n1=5； 因此根據式（ 31），可算得 1 2 0 5 k gkg6558 8 0mnmm 10a ?????? G （ 四 ）軸荷分配 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止狀態(tài)下，各車軸對支承平面 的垂直負荷，可以用占空載或滿載總質量的百分比來表示。 參照有關車型，本設計的整車整備質量取為 kg880m0? 。 各種車型的裝 載量應符合行業(yè)產品規(guī)劃對各類車裝載量系列的規(guī)定，本設計裝載量為 5 座。它是由汽車制造廠根據設計確定的。 （ 一 ）汽車的載質量 Gm 橋車的裝載量即載客量，是指其最多乘坐人數(shù)，并以座位數(shù)表示。 167。各類汽車的輪距可參考表31提供的數(shù)據進行初選。增大輪距則車廂內寬隨之增加，有利于增加側傾剛度，汽車橫向穩(wěn)定性變好；但是汽車總寬和總質量及最小轉彎直徑等增加，導致汽車的比功率、比轉矩指標下降，機動性變壞。 表 31 各類汽車的軸距和輪距 車型 類型 軸距 /Lmm 輪距 /Bmm 乘用車 發(fā)動機排量 V/L V 2021～ 2200 1100～ 1380 V≤ 2100～ 2540 1150～ 1500 V≤ 2500～ 2860 1300～ 1500 V≤ 2850～ 3400 1400～ 1580 V 2900～ 3900 1560～ 1620 汽車總質量 ? 1700～ 2900 1150～ 1350 車輛與動力工程學院畢業(yè)設計 17 42? 貨車 /amt ~ 2300～ 3600 1300～ 1650 ~ 3600～ 5500 1700～ 2021 ? 4500～ 5600 1840～ 2021 礦用自卸車 60? 3200～ 4200 1840 ~ 3200 60? 3900～ 4800 2500 ~ 4000 大客車 城市大客車（單車） 長途大客車（單車） 4500～ 5000 1740～ 2050 5000～ 6500 根據表 31，同時參考同類汽車軸距，選取軸距為 mm2340?L 。當然，在滿足所設計驅車的車廂尺寸，軸荷分配，主要性能和整體布置等要求的前提下，將軸距設計得短一些為好。當軸距短時，上述各指標減少。在公路和市內行駛的汽車最大外廓尺寸受有關法規(guī)限制不能隨意確定，而非公路用車輛可以不受法規(guī)限制，如礦用自卸車、機場擺渡車等。 汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸參數(shù)有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、 貨車車頭長度和車廂尺寸。 汽車主要參數(shù)的選擇 汽車的主要參數(shù)包括尺寸參數(shù)、質量參數(shù)和汽車性能參數(shù)。 本設計采用前置后輪驅動的布 置形式。汽車的使用性能除取決于整車和各總成的有關參數(shù)以外，其布置形式對使用性能也有重要影響。 車輛與動力工程學院畢業(yè)設計 15 167。對于越野汽 車，為提高其通過性，可采用 4 6 8 8 的驅動形式。乘用車和總質量小些的輕型貨車，由于行駛的主要路面條件較好，多采用結構簡單、制造成本低的 4 2驅動形式。汽車的用途、總質量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅動形式的主要因素。 167。 包括乘用車以及汽車總質量小于 19t 的公路運輸車輛和軸荷不受道路，橋梁限制的不 在 公路上行駛的車輛，如礦用自卸車等，均采用結構簡單，制造成本低廉的兩軸方案，總質量在 19 噸到 26 噸的公路運輸車采用三軸形式，總質量更大的汽車宜采用四軸和四軸以上的形式。汽車 軸數(shù) 增加以后，不僅軸，而且車輪 ， 制動器 ， 懸架等均相應增多，使汽車結構變得復雜，整備質量以及制造成本增加。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質量、道路法規(guī)對質量的限制和輪胎的負荷能力以及汽車的結構等。 167。 167。 所以我的設計選用循環(huán)球式 齒條齒扇轉向器。旋轉銷式轉向器的效率高，磨損慢，但結構復雜。 蝸桿指銷式轉向器的優(yōu)點是 :轉向器的傳動比可以做成不變的或者變化的；指銷和蝸桿之間的工作面磨損后，調整間隙工作容易。 蝸桿指銷式轉向器 蝸桿指銷式轉向器的銷子若不能自轉，稱為固定銷式蝸桿指銷式轉向器；銷子除隨同搖臂軸轉動外，還能繞自身軸線轉動的，稱為旋轉銷式轉向器。 這種轉向器曾在汽車上廣泛使用過。其主要優(yōu)點是：結構簡單；制造容易；因為滾輪的齒面和蝸桿上的螺紋呈面接觸，所以有較高的強度， 工作可靠，磨損小，壽命長；逆效率低。 167。螺母上的螺旋槽經淬火和磨削加工，使之有足夠的硬度和耐磨損性能，可保證有足夠的使用壽命；轉向器的傳動比可以變化；工作平穩(wěn)可靠；齒條和齒扇之間的間隙調整工作容易進行；適合用來做整體式動力轉向器。 循環(huán)球式轉向器 循環(huán)球式轉向器由螺桿和螺母共同形成的螺旋槽內裝鋼球構成的傳動副，以及螺母上齒條與搖臂軸上齒扇構成的傳動副組成，如圖 26。反沖現(xiàn) 象會使駕駛員精神緊張，并難以準確控制汽車行駛方向，轉向盤突然轉動又會造成打手，同時對駕駛員造成傷害。與其他形式的轉向器比較，齒輪齒條式式轉向器最主要的優(yōu)點是：結構簡單，緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉向器的質量比較少；傳動效率高達 90%；轉向器占用的體積小，沒有轉向搖臂和直拉桿，所以轉向輪轉角可以增大；制造成本低。 167。常見的有齒輪齒條式、循環(huán)球式、球面蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式等。 167。分段式轉向梯形比較復雜，鉸接點多。整體式轉向梯形機構用于非獨立懸架的汽車。前置轉向梯形機構是在車輛與動力工程學院畢業(yè)設計 11 發(fā)動機位置很低或前軸為驅動軸時，轉向梯形實在不能布置在轉向軸之間，才不得不把轉向梯形放在前軸之前。 根據梯形機構相對前軸的位置分為前置式和后置式兩種。轉向梯形機構可以使汽車在轉向過程中所有車輪都是純滾動或有極小的滑移，從而提高輪胎的使用壽命，保證汽車操縱的輕便性和穩(wěn)定性。轉向梯形要做到汽車 轉彎時，保證全部車輪繞一個瞬心行駛，使在不同圓周上運動的車輪，作無滑動的純滾動運動，同時，為保證總體布置要求的最小轉彎半徑，轉向輪應有足夠大的轉角。 167。如上圖所示是使在傳動軸中采用萬向節(jié)鏈接的結構，布置合理就可以在汽車受到正面碰撞時防止轉向軸等向駕駛室移動，結構簡單。 車輛與動力工程學院畢業(yè)設計 10 圖 24 轉向操縱機構 1轉向萬向節(jié)； 2轉向傳動軸； 3轉向管柱； 4轉向軸； 5轉向盤 資料表明：汽車正面碰撞時，轉向盤、轉向管住是是駕駛員受傷的主要元件，為此 需要在轉向系中設計并安裝能防止或減輕駕駛員受傷的機構。采用柔性萬向節(jié)可減少傳至轉向軸上的振動，但柔性萬向節(jié)如果過軟，則會影響轉向系的剛度。 轉向操縱機構的分析 轉向操縱機構包括轉向盤，轉向軸，轉向管柱。因此，轉向動力缸完全補起作用，該轉向加力裝置為常流式轉閥整體式動力轉向車輛與動力工程學院畢業(yè)設計 9 器。 轉向控制閥處于中立位置時（圖 22 ），由轉向油罐 轉向液壓泵 流量控制閥 5 組成的供能裝置輸出的油液，流入轉閥進油口 P 進入閥腔。轉閥的構造如圖 23 所示。 轉向動力缸活塞 2 與轉向齒條 4 做成一體。 圖 22 動力轉向機構布置方案 1— 轉向動力缸 2— 動力缸活塞 3— 轉向齒輪 4— 轉向齒條 5— 流量控制閥 6— 轉向液壓泵 7— 油罐 8— 回油管路 9— 進油管路 10— 扭桿 11— 轉向軸 12— 閥心 13— 閥套 齒輪齒條式機械轉向器、轉向動力缸和控制閥設計成一體，組成整體式動力轉向器。而整體式動力轉向器，由于分配閥、轉向器、動力缸三者裝在一起，因而結構緊湊，管 路也短，轉向輪收到的側向力作用或發(fā)動機的震動都不會影響分配閥的震動，不能引起轉向輪擺動等優(yōu)點而得到廣泛的應用。后者按分配閥所在位置的不同分為：聯(lián)閥式（圖 b）、連桿式（圖 c）和半分置式（圖 d）。液壓式動力轉向機構由分配閥、轉向器、動力缸、液壓泵、儲油罐和油管等組成。 液壓式動力轉向機構布置方案分析 圖 2— 1 動力轉向機構布置方案 1— 分配閥 2— 轉向器 3— 動力缸 動力轉向系統(tǒng)選用液壓動力，由于油液工作壓力高，動力缸尺寸、質量小，結構緊湊，油液具有不可壓縮性，靈敏度高以及油液的阻尼作用可以吸收路面沖擊等優(yōu)點而被廣泛采用。 （三）汽車轉向裝置的電腦化 汽車的轉向裝置，必定是以電腦為唯一的發(fā)展途徑。 （二）充分考慮安全性、輕便性 隨著汽車車速的提高，駕駛員和乘客的安全非常重要，目前國內外在許多汽車上已普遍增設能量吸收裝置，如防碰撞安全轉向柱、安全帶、安全氣囊等，并逐步推廣。 綜上可知，汽車的轉向系統(tǒng)發(fā)展極其迅速，可以預測其未來的發(fā)展趨勢為： （一）適應汽車高速行駛的需要 從操作輕便性、穩(wěn)定性及安全行駛的角度，汽車制造廣泛使用更先進的工藝車輛與動力工程學院畢業(yè)設計 6 方法，使用變速比轉向器、高剛性轉向器。使得在回正力矩控制方面可以從信號中提出最能夠反映汽車實際行駛狀態(tài)和路面狀況的信息，作為轉向盤回正力矩的控制變量，使轉向盤僅僅向駕駛員提供有用信息，從而為駕駛員提供更為真實的“路感”。 （ 4）