第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共12页设计题目：汽车转向梯形机构的设计班级：机自xx姓名：xxx指导老师：xx2010年10月10日西安交通大学第2页共12页第1页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页汽车转向梯形机构设计机自84班李亚敏08011098设计要求：(1)设计实现前轮转向梯形机构；(2)转向梯形机构在运动过程中有良好的传力性能。原始数据：车型：无菱兴旺，转向节跨距M：1022mm，前轮距D：1222mm，轴距L:1780mm，最小转弯半径R：4500mm。前言：汽车转向系统是用来改变或恢复其行驶方向的专设机构，由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成。转向操纵机构主要由方向盘、转向轴、转向管柱等组成：转向器将方向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构：转向传动机构将转向器输出的力和运动传给车轮，并使左右车轮按一定关系进行偏转运动的机构。设计过程：一、设计原理简介1采用转向梯形机构转向的机动车辆，左右转弯时应具有相同的特征，因此左右摇臂是等长的。第3页共12页第2页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页2内外侧转向轮偏转角满足无侧滑条件时的关系式为：cotα−cotβ=ML(1)3.转向过程中转向梯形机构应满足的方程为cos(α+α0)=¿cos(β+β0)−aMcos(β+β0−α−α0)+¿2a2−b2+M22Ma¿¿(2)且b=M−2acosα0(3)代人整理得：cos(α+α0)=−¿cos(β−α0)+aMcos(β−α−2α0)+2cosα0−2cos2α0❑M+aM¿(4)式中αβ为无侧滑状态下梯形臂转角的对应位置，可视为已知。由(1)式算出来，因此，方程中有两个独立的未知量需求解，要梯形臂转角的两个对应位置即两个方程来求解。4梯形臂转角的两个对应位置的确定由函数逼近理论确定梯形臂转角的两个对应位置的方程为：αi=qq2[1−cos2i−14π](i=1,2)(5)式中，第4页共12页第3页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共12页qq为外偏转角的最佳范围值，由计算机逐步搜索获得。由汽车的最大转弯半径可得最大转角为23.86度。5非线性方程组的求解由梯形臂转角的两个对应位置确定的方程为cos(αi+α0)+¿cos(βi−α0)−aMcos(βi−αi−2α0)−2cosα0+2cos2α0❑M−aM=0¿(i=1,2)可用最速下降法计算该方程。用C++程序实现编程，代码如下。doubleF1(doublea,doublei)//方程1{doublem=0.01;doublen=atan(1/(1/tan(m)-M/L));doublef;f=cos(m+i)+cos(n-i)-(a/M)*cos(n-m-2*i)-2*cos(i)+2*a*cos(i)*cos(i)/M-a/M;returnf;}doubleF2(doublea,doublei)//方程2{doublem=0.446;doublen=atan(1/(1/tan(m)-M/L));doublef;f=cos(m+i)+cos(n-i)-(a/M)*cos(n-m-2*i)-2*cos(i)+2*a*cos(i)*cos(i)/M-a/M;returnf;}doubleSolveF(doublea,doublei)//最速下降法的目标函数{doublef=F1(a,i)*F1(a,i)+F2(a,i)*F2(a,i);returnf;}doubleCaculate(doublet1)//最速下降法求解方程1与方程2的方程组{doubleff[2],t2=0.8;doublef=1;while(f>e){第5页共12页第4页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共12页doubleei,FF;ff[0]=(SolveF((t1+h*t1),t2)-SolveF(t1,t2))/(t1*h);ff[1]=(SolveF(t1,(t2+h*t2))-SolveF(t1,t2))/(t2*h);FF=ff[0]*ff[0]+ff[1]*ff[1];ei=SolveF(t1,t2)/FF;t1=t1-ei*ff[0];t2=t2-ei*ff[1];f=SolveF(t1,t2);}returnt2;}二、设计误差分析根据转向梯形机构主参数的设计值计算出内转向轮的实际偏转角，再通过无侧滑状态下的理想转角的比较，可进行转向梯形机构的误差分析。内转向轮的实际偏转角βm1.根据已确定的转向梯形机构尺寸，由下式确定转向轮的实际偏转角为βm=2arctanA±❑√A2+B2−C2B+C−β0式中A=sin(α+α¿¿0)¿B¿cos(α+α¿¿0)−M/a¿C=2a2−b2+M22a2−Mcos(α+α¿¿0)a¿2.内转向轮的理想偏转角β第6页共12页第5页共12页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共12页内侧转向轮无侧滑时的理想偏转角：β=arctan(cotα−Ma)3.内...
