汽车设计实验指导书2014.doc

淮阴工学院
汽车设计
实验指导书
交通工程系
2012年1月3日
实验一整体式转向梯形参数优化设计 
一、实验目的:
通过本实验的学****使学生掌握汽车设计参数化的理念,为学生今后从事汽车设计和改装工作打下基础。
二、实验要求:
在学****有关理论知识的基础上,用VB计算机语言编制整体式汽车转向梯形机构的设计程序,该程序应能达到如下要求:根据给定的转向梯形参数和形式,能通过程序给出转向梯形的梯形臂长和梯形底角。
三、实验内容
转向梯形机构的设计
要求:用VB编程求解
已知参数:汽车主销中心距 K, 轴距 L :
车型 1: K= 1420mm L= 3300mm
车型 2 :K= 1480mm L= 4000mm
车型 3: K= 1575mm L= 4144mm
车型 4 :K= 1175mm L= 2700mm
要求:从上述车型中任选一车型,涉及整体式后置转向梯形,确定梯形臂长和梯形底角,画出实际特性曲线,他与理论特性曲线在 15~250以内相交(内轮共转 400)在 250以内的实际特性曲线尽量与理论特性曲线接近。
四、实验理论
转向梯形机构用来保证转弯行驶时汽车的车轮均能绕同一瞬时转向中心在不同半径的圆周上作无滑动的纯滚动。为此,转向梯形应保证内、外转向车轮的理想转角关系。因此,在设计中首先是要确定转向梯形机构的几何尺寸参数,其次是进行零件的强度计算。
转向梯形机构由整体式的和分段式的两种。整体式的用于非独立悬架的转向轮;分段式的用于独立悬架的转向轮。通常是将转向梯形机构布置在前转向桥之后,且高度不低于前桥横梁或其他防按件;,也可以布置在前桥之前。转向梯形有整体式和断开式两种,选择整体式或断开式转向梯形方案与悬架采用何种方案有联系。无论采用哪一种方案,必须正确选择转向梯形参数,做到汽车转弯时,保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶,使在不同圆周上运动的车轮,作无滑动的纯滚动运动。同时,为达到总体布置要求的最小转弯直径值,转向轮应有足够大的转角。
1、整体式转向梯形结构方案分析
整体式转向梯形是由转向横拉杆l,转向梯形臂2和汽车前轴3组成,如图1所示。其中梯形臂呈收缩状向后延伸。这种方案的优点是结构简单,调整前束容易,制造成本低;主要缺点是一侧转向轮上、下跳动时,会影响另一侧转向轮。
图1 整体式转向梯形
1—转向横拉杆 2—转向梯形臂 3—前轴另一侧转向轮。
当汽车前悬架采用非独立悬架时,应当采用整体式转向梯形。整体式转向梯形的横拉杆可位于前轴后或前轴前(称为前置梯形)。对于发动机位置低或前轮驱动汽车,常采用前置梯形。前置梯形的梯形臂必须向前外侧方向延伸,因而会与车轮或制动底板发生干涉,所以在布置上有困难。为了保护横拉杆免遭路面不平物的损伤,横拉杆的位置应尽可能布置得高些,至少不低于前轴高度。
转向梯形机构的几何尺寸参数有:两转向主销中心线与地面交点间的距离K,转向横拉杆两端球铰接中心间的距离n,转向梯形臂长m和梯形底角。根据汽车的总体布置或转向桥的位置图,首先可找出汽车的轴距L及转向主销间距K,再求其他参数。
2、整体式转向梯形机构优化设计
汽车转向行驶时,受弹性轮胎侧偏角的影响,所有车轮不是绕位于后轴沿长线上的点滚动,