四轮转向汽车转向特性的研究

无人驾驶汽车转向系统控制

无人驾驶汽车转向系统控制 摘要 伴随现代科技发展，无人驾驶汽车成为了新的研究热点，引领着汽车产业的发展方向。为了保证汽车在道路上正常行驶，解决无人驾驶汽车的转向控制成为了关键性问题。而融合先进的电子技术、信息技术和控制技术的线控转向技术被越来越多的科技工作者所青睐。 本文对无人驾驶汽车转向系统控制进行了研究。本文首先对无人驾驶汽车自动转向控制的研究现状进行了分析介绍。然后根据汽车转向时驾驶员操纵方向盘的实际情况，设计了转向执行机构。根据电路原理设计控制器的电源电路、程序烧写电路、信号调理电路和电机驱动电路，并绘制电路图。在此基础上，考虑到实际实验条件限制，采用仿真实验方法。运用MATLAB中的SIMLINK建立电机模型。在电机控制选择上，为保证电机平稳运转，采用了PID闭环控制方法对电机进行控制。然后采用与CARSIM联合仿真的方法对转向系统进行了可行性实验。仿真实验结果证明，转向控制器可以有效控制仿真车进行转向。 关键词：无人驾驶汽车；线控转向；CARSIM和MATLAB联合仿真

Steering system control of unmanned vehicle Abstract With the development of modern science and technology, autonomous vehicle has become a new research hotspot, which can greatly improve the security of the transportation system. In order to ensure the normal running of the vehicle, the steering control of unmanned vehicles has become a key issue. And the integration of advanced electronic technology, information tech-nology and control technology of steer by wire technology is favored by more and more scien-tists and technicians. This paper researches the control system of unmanned vehicle steering system. This paper introduces the research status of automatic steering control for unmanned vehicles.According to the procedure of the power supply circuit, this paper designs controller programming circuit, signal conditioning circuit and motor drive circuit, and draw circuit diagram. On the basis of this, taking the actual experimental conditions into account, this paper chooses the simulation method. This paper uses MATLAB in SIMLINK to build motor model. In order to ensure the smooth op-eration of the motor, the PID closed loop control method is used to control the motor. Then this paper has focused on the method that combines with the CARSIM simulation of the steering controller for the feasibility of the experiment. The experimental results show that the steering controller can effectively control the steering of the simulation vehicle. Key words:Unmanned vehicle;SBW;CARSIM and MATLAB joint simulation

第一章 汽车行驶特性

题目：第一章汽车行驶特性 教学目的与要求：使学生了解影响汽车主要性能的因素，掌握汽车纵向稳定性、横向稳定性及急弯陡坡组合稳定性 内容与时间分配：共4课时 第一课时：概述及影响汽车主要使用性能的各种因素 第二课时：汽车的牵引力与行驶阻力 第三课时：汽车动力特性 第四课时：汽车行驶稳定性 重点与难点： 重点：1．影响汽车主要使用性能的各种因素 2．汽车行驶稳定性 难点：汽车行驶稳定性 教具准备： 教学方式：讲授法 课后复习及预习： 复习： 1、影响汽车主要使用性能的各种因素 2、汽车行驶稳定性 预习： 1、影响平面半径大小的因素有哪些 2、回旋线有什么特点 作业 1、阐述汽车行驶稳定性的含义 第一节汽车行驶特性 汽车行驶持性是在分析汽车运动规律的基础上，研究汽车的主要使用性能及分析影响汽车主要使用性能的各种因素。就公路线形设计而言，主要从以下几个方面保证。 1．汽车行驶的稳定性 汽车行驶稳定性是指汽车在公路上安全地行驶，并在行驶中在外部因素作用下，汽车不致失去控制而产生滑移、倾覆、倒溜的性能。 2．尽可能地提高车速 3．满足行车舒适 满足行车舒适的要求，在公路路线设计时要对平曲线、竖曲线的最小半径加以限制． 本章主要研究汽车的牵引力和行驶阻力，汽车的动力待性，行驶稳定性，以及汽车动力特性对纵坡设计的影响。 第二节汽车的牵引力与行驶阻力

1．发动机曲轴扭矩M 有效功率N与扭矩M之间的关系如下： 式中：N——发动机的有效功率，kw； M——发动机曲轴的扭矩，N?m； n——曲铀的转速，r／min。 2．驱动轮扭矩Mk 驱功轮上：作用有发动机曲轴传递的扭矩Mk，在Mk的作用下驱驶车轮滚动前进。而从动轮上则无扭距Mk的作用，从动轮的滚动是由驱动轮上的力经车架传到从动轮的轮铀上而产生运动。3．汽车的牵引力 如图1-1-2所示，作用在驱动轮上的扭矩Mk可化为一对力偶Pi和Pk，Pk作用在轮胎与路面的接触点处，在Mk的作用下使车轮对路面产生一周缘力，周缘力Pk是车轮对路面的作用力。当车轮与路面之间有足够的附着力时，则会产生与此周缘力Pk大小相等、方向相反的路面对车轮的切向反作用力Pa。Pt作用在轮轴上推动汽车向前行驶，它是驱动汽车行驶的外力，与汽车行驶阻力Z抗衡，通常称为汽车的牵引力，其值为： 1-发动机；2-离合器；3-变速器；4-万向传动机构； 5-主减速器；6-驱动轮。 式中：Pt——汽车的牵引力； rk——车轮工作半径(m)，即变形半径，它与内胎气压、外胎构造、路面的刚性与平整度以及荷载等有关，一般为末变形半径r的0.93~0.96倍。 此时相应的车速为：

农用车转向系统设计说明书

第一章前言 §1.1 四轮农用车的发展前景 中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前的活跃。农村的货运量和人口的流动量急剧增加，加快运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械-农用运输车应运而生。它解决了农村运输的急需，填补了村际，乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路！ 四轮农用运输车的竞争对手是轻型汽车。与汽车相比，四轮农用运输车有许多优点。入世后农用运输车没有受到多大冲击，因为它是中国特色的产业，符合国情，在国外几乎没人搞过。但是我们不能回避汽车与四轮农用运输车在市场的竞争，四轮农用运输车利用比较底的生产成本和微利经营的生产方式并引进先进的汽车技术，坚持“三低一高”的特色，注重产品质量，使之与在汽车行业的竞争中得以提高。 随着党和国家提出的的开发西部的政策落实，也给农用运输车厂商带来了无限商机使农用运输车的开发有广阔的前景，另一方面，我国有近13亿人口，特别是9亿以上的农村人口收入水平相对较低，需求量最大的是低档次的汽车。由于它比较适合中国国情，预计在未来的5～15年里，农用车在我国农村仍然具有广阔的发展前景。近年来农用车保有量增加很快，因此对柴油的需求很大。 农用车制造工艺简单，价格便宜，其中三轮车价格在4000～7000元/辆，四轮车价格在1～1.5万元/辆，购车农户一般半年左右即可收回10000元投资。另外，农用车的养路费为每月每吨70元，是汽车的30%，使用成本为同吨位汽车的1/3到1/2。公路快速建设也促进了农用车的发展。旧中国，全国公路仅13×104 km，而到1997年底，已达1.226×106 km，目前全国98%的乡和80%的村都通了公路，使得农用车有用武之地。公安车管部门1993年制定了《关于农用运输车道路交通管理的规定》，在不损害管理大局的前提下，

文献翻译—四轮转向汽车的转向特性及控制技术

附录 附录A Steering Behavior and Control Technology 0f Four—wheel Steering AutomobiIe ABSTRACT This paper analyses the characteristics of car four-wheel steering control to, summarizes the principle of construction four-wheel steering cars. Introduced the four-wheel steering system control strategy. Points out the four-wheel steering system control technology faces difficulties, and prospects the trend of its development. Keywords: four-wheel steering; Steering characteristics; Working principle; Control; Development; 1. Introduction With modern road traffic system and the development of modern automobile technology, people on the car's steering control performance and driving stability requirement is increasing day by day. As the most effective improve vehicle handling performance of a kind of active chassis control technology - four-wheel steering technology. In the 1980s began in cars get application, and as the modern automobile industry and continuous development. Car four-wheel steering means in turn, the rear car can be relative to body active steering, that the car can be up to four wheels role. To improve the car turned to maneuverability, handling stability and driving safety. 2. The car's steering four-wheel steering 2.1 4ws cars and 2ws steering process analysis Ordinary two wheel steering can not only the front car around its own wheel rotation and relative to body deflection around the precision, then wheel rotation and not only deflection. When the driver turned the steering wheel, front wheel steering, changed directions face front tyre, produced a transverse force, through the front wheel effect on body, make the body yawing and produce centrifugal force, the rear wheels cornering, produced change direction, participate in the sports car to. And the rear and front car 4ws as,

汽车运行特点培训资料全

汽车运行特点 道路是为汽车行驶服务的，要满足汽车在道路上行驶安全、迅速、经济、舒适、低公害的要求，就必须从驾驶者、汽车、道路、和交通管理等方面来保证。在上述因素中，道路的线形设计与汽车行驶特性最为密切。因此，在道路线形设计时，需要研究汽车在道路上的行驶特性及其对道路设计的具体要求，这是道路线形设计的理论基础。 道路线形设计要保证： 1 保证汽车行驶的稳定性，即保证安全行车，不翻车、不倒溜、不侧滑，这就需要合理设置纵横坡度、弯道，以及保证车轮与地面的附着力等。 2尽可能提高车速。 3保证道路行车畅通，即保证汽车不受阻或少受阻。这就需要有足够的视距和路面宽度、合理地设置平竖曲线，以及减少道路交叉等。 4 尽量满足行车舒适，即采用符合视觉舒适要求的曲线半径，注意线形与景观的协调、沿线的植树绿化等。 本章主要介绍汽车的驱动力和行车阻力，汽车的动力特性，汽车的行驶稳定性、制动性和燃油经济性。在表2－1中列出了几种有代表性的国产汽车的主要技术性能。 第一节汽车的驱动力及行驶阻力

一、 汽车的驱动力 汽车在道路上行驶时，必须有足够的驱力来克服各种行驶阻 力。汽车行驶的驱动力来自它的燃发动机，其传力过程如下： 在发动机里热能转化为机械能 → 有效功率N → 曲轴旋转（转速为n ），产生扭矩M → 经变速和传动，将M 传给驱动轮，产生扭矩M K → 驱动汽车行驶。 1 发动机曲轴扭矩M 如将发动机的功率N 、扭矩M 与曲轴转速n 之间的函数关系以 曲线表示，则该曲线称为发动机特性曲线。如果发动机节流阀全开，即高压油泵在最大供油量位置，则此特性曲线称为发动机外特性曲线；如果节流阀部分开启，即部分供油，则称此特性曲线为发动机部分负荷特性曲线。 在进行汽车驱动性能分析时，只需研究外特性曲线（参见图2－ 1），n min 为发动机的最小稳定工作转速。随着曲轴转速的增加，发动机发出的功率和扭矩都在增加。最大扭矩M MAX 时的曲轴转速为n M ，若转速再增加时，扭矩M 有所降低，但功率N 继续增加，一直到最大功率N MAX ，此时曲轴转速为n N 。当转速继续增大时，功率N 下降，直到允许的发动机最高转速为n MAX 。 对于不同类型的发动机，其输出的功率不同，故产生的扭矩也不同。它们之间的关系如下： 9549 Mn N

汽车转向系统布置指南

整车技术部设计指南16 第2章转向系统布置 2.1 简述 汽车转向系是用来保持或者改变汽车行使方向的机构，在汽车转向行使时，还要保 证各转向轮之间有协调的转角关系。驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直线或转 弯运动状态，或者使上述两种运动状态相互转换。 2.2 汽车转向系统的基本形式和特征 2.2.1 转向系的基本形式 可根据转向轮、转向器、转向杆系布置以及动力转向能源进行分类。 表 2.1 2.2.2 电动转向系统 电动转向系统直接利用电动机完成转向助力功能，它由转矩传感器、车速传感器、 控制器、电动机、电磁离合器和减速机构等组成。

整车技术部设计指南17 根据电动机布置的位置分为转向轴助力式、齿轮助力式、单独助力式及齿条助力式 四种形式。 a)转向轴助力式 该电动转向系统的电动机固定在转向轴一侧，由离合器与转向轴相连接，直接驱动 转向轴助力转向。如下图中所示。 b)齿轮助力式 该电动转向系统的电动机和离合器与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。

整车技术部设计指南18 c)单独助力式 该电动转向系统的电动机和离合器固定在齿轮齿条转向器的小齿轮相对另一侧，单 独驱动齿条助力实现转向动作。 d)齿条助力式 该电动转向系统的电动机和与齿条为一体，电动机转动带动循环球螺母转动，使齿 条螺杆产生轴向位移，直接起助力转向作用。

整车技术部设计指南19 2.2.3 液压式助力转向系统的结构组成 液压式助力转向系统由：转向机、转向管柱、动力转向储液罐、转向泵、以及转向 管路等几部分组成。 储液罐转向泵 转向管柱 转向机 转向管路 图 2.1 2.3、布置设计应满足的基本要求 1）应满足整车最小转弯半径要求。 2）传动效率高，力矩波动小。 3）在发生碰撞的过程中能尽量保护乘员安全。 2.4、布置设计过程 2.4.1 转向梯形的确定 一般而言，在平台沿用的基础上，转向机构转向直拉杆内点B、C的位置，直拉杆 外点A、D的位置，优先考虑的是沿用原有平台车型的相关数据。如下图 2.2中所示。

四轮转向汽车的转向特性及控制技术-Read

四轮转向汽车的转向特性及控制技术 东南大学机械工程系汪东明 摘要：本文分析比较了四轮转向汽车的转向特点，概述了电控四轮转向汽车的结构原理，介绍了四轮转向系统的控制策略，指出了四轮转向系统控制技术所面临的困难，并展望其发展趋势。 关键词：四轮转向；转向特点；工作原理；控制；发展。 １、引言 随着现代道路交通系统和现代汽车技术的发展，人们对汽车的转向操纵性能和行驶稳定性的要求日益提高。作为改善汽车操纵性能最有效的一种主动底盘控制技术——四轮转向技术，于二十世纪80年代中期开始在汽车上得到应用，并伴随着现代汽车工业的发展而不断发展。汽车的四轮转向（Four-wheel Steering ——4WS）是指汽车在转向时，后轮可相对于车身主动转向，使汽车的四个车轮都能起转向作用。以改善汽车的转向机动性、操纵稳定性和行驶安全性。 ２、四轮转向汽车的转向特性 ２·１4WS汽车与2WS汽车转向过程分析 普通两轮转向汽车（2WS汽车）的前轮既可绕自身的轮轴自转又可绕主销相对于车身偏转，而后轮只能自转而不偏转。当驾驶员转动方向盘后，前轮转向，改变了行驶方向，地面对前轮胎产生一个横向力，通过前轮作用于车身，使车身横摆，产生离心力，使后轮产生侧偏，改变前进方向，参与汽车的转向运动。而4WS汽车的后轮与前轮一样，既可自转也能偏转。当驾驶员转动方向盘后，前、后轮几乎同时转向，使汽车改变前进方向，实现转向运动。 2WS汽车在转向时，前轮作主动转向，后轮只是作被动转向。显然，2WS汽车在转向过程中，从方向盘转动到后轮参与转向运动之间存在一定的滞后时间。2WS汽车的这种相位滞后特性使汽车转向的随动性变差，并使汽车的转向半径增大。另外，2WS汽车在高速行驶时，相对于一定的方向盘转角增量、车身的横摆角速度和横向加速度的增量增大，使汽车在高速行驶时的操纵性和稳定性变差。而4WS汽车在转向时，前、后轮都作主动转向，在转向过程中，灵敏度高，响应快，有效地克服了上述缺点。 ２·２4WS汽车的转向方式 根据理论分析研究和大量路试表明，四轮转向能够提高汽车转向的的机动灵活性和高速行驶时的操纵稳定性，现代4WS汽车就是根据这一指导思想研制的。一般来说，4WS汽车在转向过程中，根据不同的行驶条件，前、后轮转向角之间应遵循一定的规律。目前，典型4WS汽车前、后轮的偏转规律一般是这样的： （１）逆相位转向 如图1（a）所示，在低速行驶或者方向盘转角较大时，前、后轮实现逆相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相反，且偏转角度随方向盘转角增大而在一定范围内增大（后轮最大转向角一般为5°左右）。这种转向方式可改善汽车低速时的操纵轻便性，减小汽车的转弯半径，提高汽车的机动灵活性。便于汽车掉头转弯、避障行驶、进出车库和停车场。对轿车而言，若后轮逆相位转向5°，则可减少最小转向半径约0.5m。 （２）同相位转向 如图1（b）所示，在中、高速行驶或方向盘转角较小时，前、后轮实现同相位转向，即后轮的偏转方向与前轮的偏转方向相同（后轮最大转角一般为1°左右）。使汽车车身的横摆角速度大大减小，可减小汽车车身发生动态侧偏的倾向，保证汽车在高速超车、进出高速公路、高架引桥及立交桥时，处于不足转向状态。 现在，有许多4WS汽车把改善汽车操纵性能的重点放在提高汽车高速行驶的操纵稳定性上，而不过分要求汽车在低速行驶的转向机动灵活性。其工作特点是低速时汽车只采用前轮转向，只在汽车行驶速度达到一定数值后（如50Km/h），后轮才参与转向，进行同相位四轮转向。

汽车转向系设计说明书

汽车设计课程设计说明书 题目：重型载货汽车转向器设计 姓名：席昌钱 学号：5 同组者：严炳炎、孔祥生、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级：09车辆工程2班 指导教师：王丰元、邹旭东

设计任务书 目录 1.转向系分析 (4) 2.机械式转向器方案分析 (8) 3.转向系主要性能参数 (9) 4.转向器设计计算 (14) 5.动力转向机构设计 (16) 6.转向梯形优化设计 (22) 7.结论 (24) 8.参考文献 (25)

1转向系设计 基本要求 1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。 2.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。 3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。 4.转向灵敏。 5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 基本参数 1.整车尺寸： 11976mm*2395mm*3750mm。 2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm 3.整备质量 12000kg 4.轮胎气压 2.转向系分析 对转向系的要求[3] (1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便; (2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑; (3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小; (4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态; (5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员. 转向操纵机构 转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。

汽车的侧偏及转向特性

课程名称汽车使用性能与检测授课班级课题汽车的侧偏及转向特性授课日期 授课方法讲授法 练习法 授课时间4X45分钟组长审批 教学目的：了解影响车轮侧偏的因素；分析该因素。 教材重点：影响车轮侧偏的因素；并进行分析。 教学难点：分析影响车轮侧偏的因素。 教学仪器： 教学过程： 任务引入： 汽车在其行驶过程中，会碰到各种复杂的情况，有时汽车会沿直线行驶，有时汽车会沿曲线行驶（如弯路）。在出现意外情况时，驾驶员还要作出紧急的转向操作，以求避免事故。此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。对不对？这些都要求汽车有操纵上的稳定，因此今天我们通过分析影响汽车操纵稳定性各方面的因素，掌握他们的检测方法 任务分析： 一辆操纵性能良好的汽车必须要具备以下的能力：（1）根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力——汽车的操纵性。 （2）汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定行驶的能力——汽车的稳定性。

操纵性和稳定性有紧密的关系：操纵性差，导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。如稳定性差，则会失去操纵性，因此，通常将两者统称为汽车的操纵稳定性。 操纵稳定性是指在驾驶者不会感到过分紧张和疲劳的情况下，汽车抵抗外界各种干扰并按驾驶者通过转向控制机构所给方向稳定行驶的能力。通过认识侧偏及转向特性现象，分析侧偏及转向特性的实质，找出影响侧偏及转向特性的主要因素并加以运用。 相关知识： 一、轮胎的侧偏现象 侧偏力FY：地面作用于车轮的侧向反作用力。

如果车轮是刚性的，在车轮中心垂直于车轮平面的方向上作用有侧向力。当侧向力不超过车轮与地面的附着极限时，车轮与地面没有滑动，车轮仍沿着其本身行驶的方向行驶；当侧向力达到车轮与地面间附着极限时，车轮与地面产生横向滑动，若滑动速度为Δu，车轮便沿某一合成速度u′方向行驶，偏离了原行驶方向 当车轮有侧向弹性时，即使没有达到附着极限，车轮行驶方向也将偏离车轮平面的方向，这就是轮胎的侧偏现象。下面讨论具有侧向弹性车轮，在垂直载荷为的条件下，受到侧向力作用后的两种情况： （1）车轮静止不动时由于车轮有侧向弹性，轮胎发生侧向变形，轮胎与地面接触印迹长轴线与车轮平面不重合，错开Δh，但仍平行于，如图4.2a所示。 （2）车轮滚动时接触印迹的长轴线，不只是和车轮平面错开一定距离，而且不再与车轮平面平行。图5.5b示出车

课程设计--汽车转向机构说明书

汽车运动机构课程设计说明书 温州大学机电工程学院 2013年6月

机械原理设计说明书 题目:汽车转向机构 学院:机电工程学院 专业:汽车服务工程 班级:11汽车服务本 姓名:叶凌峰俞科王栋柄 王璐吴海霞欧阳凯强 学号:11113003233 11113003243 11113003199 11113003209 11113003218 11113003174指导老师:李振哲

目录 一.设计题目 (1) 1.1课程设计目的和任务 (1) 1.2课程设计内容与基本要求 (2) 1.3机构简介 ........................................................................ 错误！未定义书签。 1.4参考数据 (5) 1.5设计要求 (5) 二. 设计方案比较 (6) 2.1设计方案一 (6) 2.2设计方案二 (7) 2.3设计方案三 (8) 2.4最终设计方案 ................................................................ 错误！未定义书签。 三.虚拟样机实体建模与仿真 (9) 四.虚拟样机仿真结果分析 (10) 4.1运动学仿真 (11) 4.1.1运动学仿真--转向盘位移仿真曲线 (11) 4.1.2运动学仿真--轮胎位移仿真曲线 (11) 4.1.3运动学仿真--转向盘速度仿真曲线 (12) 4.1.4运动学仿真--轮胎速度仿真曲线 (12) 4.1.5运动学仿真--转向盘加速度仿真曲线 (13) 4.1.6运动学仿真--轮胎加速度仿真曲线 (13) 4.2动力学分析 (14) 4.2.1转向盘受力仿真曲线 (14) 4.2.2轮胎受力仿真曲线 (14) 五. 课程设计总结 (15) 5.1机械原理课程设计总结 (15) 5.2设计过程 (15) 5.3设计展望 (16) 5.4设计工作分工表 (16) 5.5参考文献 (16)

汽车齿轮齿条式转向器设计分解

" 汽车设计课程设计说明书 题目：汽车齿轮齿条式转向器设计(3) - 系别：机电工程系 专业：车辆工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 、 日期： 2012年7月

汽车齿轮齿条式转向器设计 摘要 根据对齿轮齿条式转向器的研究以及资料的查阅，着重阐述了齿轮齿条式转向器类型选择，不同类型齿轮齿条式转向器的优缺点，和各种类型齿轮齿条式转向器应用状况。根据原有数据首先分析转向器的特点，确定总体的结构方案，并确定转向器的计算载荷以及转向器的主要参数，然后确定齿轮齿条的形式，接着对齿轮模数的选择确定，主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定，通过确定转向器的线传动比计算其力传动比以及齿轮齿条的结构参数，在以上的基础上选择主动齿轮、齿条的材料，受力分析，及对齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。修正齿轮齿条式转向器中不合理的数据。通过对齿轮齿条式转向器的设计，选取出相关的零件如：螺钉、轴承等，并在说明书中画出相关零件的零件图。通过说明书并画出齿轮齿条式转向器的零件图2张、装配图1张。 关键词：齿轮齿条，转向器，设计计算 ^ 。

` 目录 序言............................................. 错误!未定义书签。 1.汽车转向装置的发展趋势........................... 错误!未定义书签。 2.课程设计目的..................................... 错误!未定义书签。 3.转向系统的设计要求............................... 错误!未定义书签。 4.齿轮齿条式转向器方案分析......................... 错误!未定义书签。… 5.确定齿轮齿条转向器的形式......................... 错误!未定义书签。 6.齿轮齿条式转向器的设计步骤....................... 错误!未定义书签。 已知设计参数.................................... 错误!未定义书签。 齿轮模数的确定、主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定.............................................. 错误!未定义书签。 确定线传动比、转向器的转向比.................... 错误!未定义书签。 小齿轮的设计.................................... 错误!未定义书签。 小齿轮的强度校核................................ 错误!未定义书签。 齿条的设计...................................... 错误!未定义书签。 ~ 齿条的强度计算.................................. 错误!未定义书签。 主动齿轮、齿条的材料选择........................ 错误!未定义书签。 7.总结............................................. 错误!未定义书签。参考文献........................................... 错误!未定义书签。致谢............................................. 错误!未定义书签。 $

汽车转向桥桥设计说明书

汽车转向桥设计说明书 任务书要求： （1）了解汽车转向桥的结构，功能 （2）进行汽车转向桥的受力分析 （3）总体方案设计 （4）画出转向节的零件图 （5）画出转向桥的总装图 一、概述 转向桥是利用转向节使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向，同时还承受和传递汽车与车架及车架之间的垂直载荷、纵向力和侧向力以及这些力形成的力矩。转向桥通常位于汽车的前部，因此也常称为前桥。 各类汽车的转向桥结构基本相同，主要有前轴（梁）、转向节、主销和轮毂 (1)前轴：由中碳钢锻造，采用抗弯性较好的工字形断面。为了提高抗扭强度，接近两端略呈方形。前轴中部下凹使发动机的位置得以降低，进而降低汽车质心，扩展驾驶员视野，减小传动轴与变速器输出轴之间的夹角。下凹部分的两端制有带通孔的加宽平面，用以安装钢板弹簧。前轴两端向上翘起，各有一个呈拳形的加粗部分，并制有通孔。 (2)主销：即插入前轴的主销孔内。为防止主销在孔内转动，用带有螺纹的楔形销将其固定。 (3)转向节：转向节上的两耳制有销孔，销孔套装在主销伸出的两端头，使转向节连同前轮可以绕主销偏转，实现汽车转向。为了限制前轮最大偏转角，在前轴两端还制有最大转向角限位凸块(或安装限位螺钉)。 转向节的两个销孔，要求有较高的同心度，以保证主销的安装精度和转向灵活。为了减少磨损，在销孔内压入青铜或尼龙衬套。衬套上开有润滑油槽，由安装在转向节上的油嘴注入润滑脂润滑。为使转向灵活轻便，还在转向节下耳的上方与前轴之间装有推力轴承11；在转向节上耳与前轴之间，装有调整垫片8，用以调整轴向间隙。

左转向节的上耳装有与转向节臂9制成一体的凸缘，在下耳上装有与转向节下臂制成一体的凸缘。两凸缘上均制有一矩形键与左转向节上、下耳处的键槽相配合，转向节即通过矩形键及带有键形套的双头螺栓与转向节上下臂连接。 (4)轮毂：轮毂通过内外两个滚锥轴承套装在转向节轴颈上。轴承的松紧度可以由调整螺母调整，调好后的轮毂应能正、反方向自由转动而无明显的摆动。然后用锁紧垫圈锁紧。在锁紧垫圈外端还装有止推垫圈和锁紧螺母，拧紧后应把止推垫圈弯曲包住锁紧螺母或用开口销锁住，以防自行松动。 轮毂外端装有冲压的金属端盖，防止泥水或尘土浸入。轮毂内侧装有油封(有的油封装在转向节轴颈的根部)，有的还装有挡油盘。一旦油封失效，则外面的挡油盘仍可防止润滑脂进入制动器内。 本文设计的是JY1061A型采用前置后轮驱动的载货汽车转向桥，因此该转向桥为从动桥。从动桥的功用：从动桥也称非驱动桥，又称从动车轴。它通过悬架与车架（或承载式车身）相联，两端安装从动车轮，用以承受和传递车轮与车架之间的力（垂直力、纵向力、横向力）和力矩。并保证转向轮作正确的转向运动 1、设计要求： （1）保证有足够的强度：以保证可靠的承受车轮与车架之间的作用力。 （2）保证有足够的刚度：以使车轮定位参数不变。 （3）保证转向轮有正确的定位角度：以使转向轮运动稳定，操纵轻便并减轻轮胎的磨损。 （4）转向桥的质量应尽可能小：以减少非簧上质量，提高汽车行驶平顺性。 通过对CJ1061A型前桥的设计，可以加深我们的设计思想，即： （1）处理好设计的先进性和生产的可能性之间的关系； （2）协调好产品的继承性和产品的“三化”之间的关系。 2、结构参数选择 JY1061A型汽车总布置整车参数见表1：

汽车主动转向系统设计及控制特性研究

汽车主动转向系统设计及控制特性研究 摘要：随着汽车性能的逐渐提升，人们对汽车驾驶过程中的稳定性、安全性和 操作灵活性提出了更高的要求，因此，在汽车研究的过程中，必须要保证汽车的 相关性能满足人们对汽车越来越高的要求，而汽车主动转向系统的应用不仅能够 保证汽车具备一定的操作灵活性，还能够保证汽车在驾驶的过程中具备良好的稳 定性和安全性，所以探究汽车主动转向系统的设计流程，如何能够更好的对汽车 主动转向系统进行控制，是当前汽车转向系统设计相关负责人员的主要责任和义务。基于此，本文通过分析汽车主动转向系统的相关概念，探究如何进行更好的 设计和控制，从而提高人们驾车过程中的安全性和稳定性。 关键词：汽车；主动；转向系统；设计；控制特性 引言:汽车主动转向系统的设计是基于智能化技术和机械技术应用下发展出来 的汽车智能化系统，通过这一系统的设置，可以保证驾车的舒适性，在一定程度 上提升了车辆的整体实用性能。由于传统的转向系统不具备主动性，汽车在速度 较低进行转向的过程中，需要驾驶人员转向的幅度相对较大，而在高速进行转向 的过程中，由于转向的灵敏度增加，所以导致驾驶员给予很小的转动动作，就可 以保证转动的角度相对较大，从而使整个汽车的安全性得不到良好的保障，因此 传统的汽车转向系统使汽车的使用性能大大降低，并且也不能够保证驾驶人员和 车内其他乘客的安全，所以，在汽车中设置主动转向系统是当前改善汽车性能的 重要措施。 一、主动转向系统与传统转向系统相比具备的优点 与传统的转向系统相比，智能主动转向系统具备的优点主要体现在以下几个 方面，第1个方面是由于传统的转向系统必须驾驶人员实施一定的操作，但是可 能会由于驾驶人员出现疲劳驾驶或者分神的现象，在应该转向时没有进行转向操作，从而引起交通事故以及危害人身安全。而主动转向系统可以根据驾驶的实际 情况保证转向系统在应该转向时进行转向操作，从而在一定程度上增加了驾车的 安全性。同时两种转向系统在转动角度方面的对比也体现出了主动转向系统的优势，例如在低速行驶的过程中，传统转向系统的转动方向与方向盘的转动方向不 一致会增大转动的角度，而主动传动系统中方向盘的转动方向和转动电机的转动 方向基本一致，所以，可以在一定程度上减小转动的角度。在高速行驶时，由于 传统转动电机的方向和方向盘的方向一致，所以方向盘转动的幅度较小时，汽车 转动的角度也相对较大，因此增加了危险性，而主动转动系统中，转动电机的方 向在高速行驶时会和方向盘的转动方向不一致，从而在一定程度上增加了操作人员，转动方向盘的转动角度，因此也间接的提升了汽车的行驶安全性。第2个方 面是主动式转向系统和传统的转向系统相比在纠正转动方向时也有一定的优势， 例如主动式转向系统，能够保证汽车在直线行驶的过程中可以更加稳定，并且通 过计算的方式计算出相应的车速，以及通过车轮上的传感器可以监测到车辆上的 转向轮是否具备一定的稳定性，而传统的转向系统必须人为设置相应的传动方向，并且还需要根据行车经验判断车辆的转动角度，从而在一定程度上降低了车辆行 驶的安全性。总而言之，主动转向系统与传统转向系统相比，不仅能够保证汽车 具备一定的安全性和稳定性，还能够帮助驾驶人员进行危险的判定，从而保证驾 驶人员的安全。 二、汽车主动转向系统的设计 要想明确汽车主动转向系统的实际设计方案，必须要了解汽车主动转向系统

席昌钱汽车转向系统设计说明书word文档

设计任务书 目录 1.转向系分析 (4) 2.机械式转向器方案分析 (8) 3.转向系主要性能参数 (9) 4.转向器设计计算 (14) 5.动力转向机构设计 (16) 6.转向梯形优化设计 (22) 7.结论 (24) 8.参考文献 (25)

1转向系设计 1.1基本要求 1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。 2.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。 3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。 4.转向灵敏。 5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 1.2基本参数 1.整车尺寸： 11976mm*2395mm*3750mm。 2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm 3.整备质量 12000kg 4.轮胎气压 0.74MPa 2.转向系分析 2.1对转向系的要求[3] (1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便; (2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑; (3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小; (4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态; (5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员. 2.2转向操纵机构 转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。

汽车四轮转向研究现状

北京信息科技大学 研究生部 汽车四轮转向研究现状的综述报告 学院：机电工程学院 专业：机械工程 班级：研1402班 学号： 2014020055 姓名：刘全攀 指导教师：林慕义（教授） 完成日期：2014 年1月10 日

目录 摘要 (1) 国内外关于汽车设计与空气动力学的研究现状 (2) 1.1 国内汽车设计与空气动力学的研究现状...................................... 错误！未定义书签。 1.2 国外汽车设计与空气动力学的研究现状 (4) 总结与展望 (5) 参考文献 (6)

摘要 介绍了四轮转向概况，并以实例展示目前国内外汽车四轮转向的研究发展现状。 关键词：四轮转向

国内外关于汽车设计与空气动力学的研究现状 1.1 国内汽车设计与空气动力学的研究现状 2012年朱智超、田丽娟介绍了线控转向的基本结构与工作原理，详细介绍了基于线控的转向汽车的发展史，并分析了国内研究线控转向的进展。在这基础上研究了线控转向的关键技术，推测了技术要求，最后对线控转向的发展进行了展望与总结。[1] 2012年桂林、任燕介绍了电控电动式四轮转向(4WS)系统的基本组成结构工作原理，对四轮转向系统的转向电机、整车驱动电机，以及传感器的选取做了较详细的介绍分析。在研究现有4WS电控技术的基础上，提出了在助力转向条件下前、后轮分别由电机驱动，同时由电控单元(ECU)监测控制的四轮转向技术。对未来四轮转向电控技术和展趋势做了进一步的分析展望。[2] 2013年李辰旸、罗文广为了充分发挥四轮转向技术在改善汽车操纵稳定性方面的优势，对汽车转向的理想状态进行分析，构建理想转向模型。依据具有二次型性能指标的最优控制理论，以汽车转向理想模型作为跟踪目标采用基于状态反馈和前轮前馈的控制策略，对四轮转向汽车后轮转向控制规律进行研究。利用 Matlab工具，对所提出的后轮转向最优控制方法进行仿真。仿真结果表明：所设计的后轮转角最优控制器改善汽车转向的瞬态与稳态响应特性，其瞬态响应的超调量减少，稳定时间缩短；侧向滑移的稳态值有所降低，从而提高汽车转向的操纵稳定性。[3] 2014年杜峰、闫光辉鉴于汽车正常情况下都运行在侧向加速度较小的线性工作区域，对基于线控技术的主动四轮转向汽车进行了前、后轮转角最优跟随控制器的设计和算法推导，建立了“人-车-路”闭环操纵系统模型，并进行闭环系统仿真和安全性评价。结果表明 : 基于最优控制的主动四轮转向汽车同时实现了减小车身质心侧偏角与跟踪期望横摆角速度的控制目标，改善了车辆高速行驶下的转向响应特性;相对于传统前轮转向汽车与比例控制四轮转向汽车，基于最优控制的主动四轮转向汽车具有更好的路径跟随精度和主动安全性。[4]