第七章 转向系设计
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利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识,首先对给定的汽车总体参数进行分析,在此基础上,对转向器、转向系统进行选择,接着对转向器和转向传动机构(主要是转向梯形)进行设计,再对动力转向机构进行设计。
转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器,转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形,通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验和对其最小传动角的检验,来判定转向梯形的设计是否符合基本要求。
一、整车参数1、汽车总体参数的确定本设计中给定参数为:二、转向系设计概述汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专设机构的总称。
汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。
对转向系提出的要求有:1) 汽车转向行驶时,全部车轮绕瞬时转向中心转动;2) 操纵轻便,方向盘手作用力小于200N;3) 转向系角传动比15~20;正效率高于60%,逆效率高于50%;4) 转向灵敏;5) 转向器与转向传动装置有间隙调整机构;6) 配备驾驶员防伤害装置;三、机械式转向器方案分析机械转向器是将司机对转向盘的转动变为转向摇臂的摆动(或齿条沿转向车轴轴向的移动),并按一定的角转动比和力转动比进行传递的机构。
机械转向器与动力系统相结合,构成动力转向系统。
高级轿车和重型载货汽车为了使转向轻便,多采用这种动力转向系统。
采用液力式动力转向时,由于液体的阻尼作用,吸收了路面上的冲击载荷,故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。
第一章汽车总体设计1-2:前置前驱优点:前桥轴荷大,有明显不足转向性能,越过障碍能力高,乘坐舒适性高,提高机动性,散热好,足够大行李箱空间,供暖效率高,操纵机构简单,整车m小,低制造难度后置后驱优:隔离发动机气味热量,前部不受发动机噪声震动影响,检修发动机方便,轴荷分配合理,改善后部乘坐舒适性,大行李箱或低地板高度,传动轴长度短。
1-3:汽车的主要参数分几类?各类又含有哪些参数:汽车的主要参数分三类:尺寸参数,质量参数和汽车性能参数1)尺寸参数:外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。
2)质量参数:整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。
3)性能参数:(1) 动力性参数:最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距(2) 燃油经济性参数(3) 汽车最小转弯直径(4) 通过性几何参数(5) 操纵稳定性参数(6) 制动性参数(7) 舒适性1-6、具有两门两座和大功率发动机的运动型乘用车(跑车),不仅仅加速性好,速度又高,这种车有的将发动机布置在前轴和后桥之间。
试分析这种发动机中置的布置方案有哪些优点和缺点?(6分)优点:(1)将发动机布置在前后轴之间,使整车轴荷分配合理;(2)这种布置方式,一般是后轮驱动,附着利用率高;(3)可使得汽车前部较低,迎风面积和风阻系数都较低;(4)汽车前部较低,驾驶员视野好缺点:(1)发动机占用客舱空间,很难设计成四座车厢;(2)发动机进气和冷却效果差第二章离合器设计2-3后备系数β:反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。
选择β的根据:1)摩擦片摩损后, 离合器还能可靠地传扭矩2)防止滑磨时间过长(摩擦片从转速不等到转速相等的滑磨过程)3)防止传动系过载4)操纵轻便2-4膜片弹簧弹性特性有何特点?影响因素有那些?工作点最佳位置如何确定?答;膜片弹簧有较理想的非线形弹性特性,可兼压紧弹簧和分离杠杆的作用。
结构简单,紧凑,轴向尺寸小,零件数目少,质量小;高速旋转时压紧力降低很少,性能较稳定,而圆柱螺旋弹簧压紧力降低明显;以整个圆周与压盘接触,压力分布均匀,摩擦片接触良好,磨损均匀;通风散热性能好,使用寿命长;与离合器中心线重合,平衡性好。
汽车设计课后题答案课后题1-1答:①车架上平⾯线:纵梁上翼⾯较长的⼀段平⾯或承载式车⾝中部地板或边梁上缘⾯在侧(前)视图上的投影线,作为标注垂直尺⼨的基准线(⾯),即Z坐标线。
②前轮中⼼线:通过左右前轮中⼼并垂直于车架平⾯线的平⾯,在侧视图和俯视图上的投影线。
作为标注纵向尺⼨的基准线(⾯),即X坐标线。
③汽车中⼼线:汽车纵向垂直对称⾯在俯视图和前视图的投影线。
作为标注横向尺⼨的基准线(⾯),即Y坐标线。
④地⾯线:地平⾯在侧视图和前视图上的投影线。
⑤前轮垂直线:通过左右前轮中⼼并垂直于地⾯的平⾯,在侧视图和俯视图上的投影线。
1-2答:1、乘⽤车⼴泛采⽤发动机前置前驱的原因如下:①前桥轴荷⼤,有明显的不⾜转向性能。
②前轮驱动,越过障碍的能⼒强。
③主减速器和变速器装在⼀个壳体中,动⼒总成结构紧凑,且不需要在变速器与主减速器间设置传动轴,车内地板凸包⾼度可降低,提⾼乘坐舒适性。
④发动机布置在轴距外,汽车的轴距可以缩短,有利于提⾼汽车的机动性。
⑤汽车的散热器布置在汽车前部,散热条件好,发动机可以得到⾜够的冷却。
⑥有⾜够⼤的空间布置⾏李箱。
2、客车⼴泛采⽤后置后驱的原因:①隔绝发动机的⽓味和热量。
②客车前、中部基本不受发动机噪声和⼯作振动的影响。
③检修发动机⽅便。
④轴荷分配合理。
⑤后桥簧上质量与簧下质量⽐增⼤,提⾼乘坐舒适性。
⑥作为城市间客车使⽤,可在地板下⽅和客车全宽范围,设⽴体积很⼤的⾏李箱。
1-3汽车的主要参数分⼏类?各类⼜含有哪些参数?各质量参数是如何定义的?汽车的主要参数有尺⼨参数、质量参数和性能参数。
尺⼨参数包括外廓尺⼨、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺⼨。
质量参数包括整车整备质量m、载质量、质量参数、汽车总质量和轴荷分配。
性能参数包括动⼒性参数、燃油经济性参数、最⼩转弯直径、通过性⼏何参数、稳定操作性参数、舒适性。
参数的确定:①整车整备质量m:车上带有全部装备(包括备胎等),加满燃料、⽔,但没有装货和载⼈的整车质量。
1.总体设计已知设计参数如下:装载质量(kg)汽车型号最大总质量(kg)最大车速(Km/h)1500 ———3000 125根据已知数据,查有关书籍得以下初步总体设计方案:1.1轴数、驱动形式、布置形式1.1.1轴数:两轴汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。
影响选轴的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。
根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途可知,包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆,均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。
由于给定的货车总质量为3000kg,则设计采用两轴方案。
1.1.2 驱动形式:4*2后轮双胎汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等,是影响选取驱动形式的主要因素。
增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力,驱动轮数越多,汽车的结构越复杂,整备质量和制造成本也随之提高,同时也使汽车的总体布置工作变得困难。
因是货车,故采用4*2后轮双胎驱动方式。
1.1.3 布置形式:平头式发动机前置后驱动,发动机置于前轴之上,驾驶室之正下方发动机前置后桥驱动的货车的主要优点是:可以采用直列、V型或卧式发动机;发现发动机故障容易;发动机的接近性良好,维修方便;离合器、变速器等操纵机构的结构简单,容易布置;货箱地板高度低。
主要缺点是:如果采用平头式驾驶室,而且将发动机布置在前轴之上,处于驾驶员、副驾驶员座位之间时,驾驶室内部拥挤,隔绝发动机工作噪声、气味、热量和振动的工作困难,离合器、变速器等操纵机构复杂。
发动机中置后桥驱动的货车,可以采用水平对置式发动机布置在货箱下方,因发动机通过性不,需特殊设计,故维修不便;离合器、变速器等操纵机构结构复杂;因发动机距地面好近,容易被车轮带起的泥土弄脏;受发动机位置影响,货箱地板高度高。
因为这种布置形式的缺点多,并且难以克服,故已不再采用。
发动机后置后桥驱动的货车是在发动机后置后桥驱动的乘用车的底盘基础上变型而来的,所以采用已经极少了。