四轮独立驱动电动车四轮独立转向系统设计(附件)【字数：9560】
摘 要汽车在当今社会中扮演者一个举足轻重的角色，其重要性不日而语。随着社会的进步，经济的发展，科学技术的不断深入，汽车也在不断的跟新换代。四轮独立转向从字面上来看就是说汽车的四个车轮分开独立的进行转向的运动。不从字面上来讲的话就是除了前轮拥有一套转向机构之外，后轮也有一套的独立的转向机构。后轮的转向机构其左右车轮可以一起转向也可以分开各自独立转向。这种转向系统比一般的单独前轮转向系统有着很多优越性，其转向的稳定性也增强了。这种四轮转向系统现在广泛运用在高端车辆和长轴距的车辆上。本文的重点设计如下1.对原有车辆的前轮转向机构的转向参数进行设计，主要对转向器的参数进行设计。2.设计一个后轮转向机构，主要是对其中的电机、减速机构、转向器的设计与匹配，并对转向机构进行校核。3.简单的分析簧下质量对转向和汽车操纵稳定的影响。
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文研究的背景和意义 1
1.2国内外研究现状和发展趋势 1
1.2.1 4WS系统的萌芽时期 1
1.2.2 4WS系统快速发展期 1
1.2.3 4WS系统不断完善期 1
1.2.4四轮转向系统 1
第二章 汽车转向结构总成和转向系的参数设计 2
2.1汽车转向结构总成 2
2.2转向器的效率 4
2.3理论计算 4
2.3.1转向器的正效率 4
2.3.2转向器类型、结构特点与效率 4
2.3.3转向器逆效率 5
2.3.4本文设计计算 6
第三章 簧下质量对转向既操纵稳定性的影响研究 8
3.1簧下质量的定义 8
3.2汽车的平顺性指标 8
3.3汽车操纵稳定性的评价指标 8
3.4簧下质量对转向的影响分析 8
第四章 电驱动后轮转向系统设计 10
4.1后轮转向系统的选择和总体方案设计 10
4.1.1后轮转向系统的选择 10
4.1.2后轮转向系统的总体设计方法 12
4.2电动式后轮转向机构的设计方法 12
4.2.1后轮转 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
向结构设计 12
3.2.2转向器的设计 13
4.2.3驱动电机及减速机的选择和匹配 13
第五章 转向系统的校核 17
5.1转向内外转角关系校核 17
5.1.1阿克曼理论转角 17
5.1.2理想转角 17
5.1.3实际转角 17
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
第一章 绪论
1.1论文研究的背景和意义
随着社会发展和技术进步，车辆交通系统的结构越来越完美了，全国的各大市级公路、省级公路还是全国级的路网纵横延长，汽车功能越来越多，完全能够满足人们的需求，但汽车的速度也相应的变快了许多。所以说道路交通的安全问题已经成为了令国家很头疼的事了。通常的被动安全完全跟不上事故的出现速度，汽车主动安全的相关产业也相继出现了。不管是制动减速或还是来回打方向盘或者是调头，拥有主动安全的汽车都有很好的安全性，能够很好的帮助驾驶员规避事故风险。
1.2国内外研究现状和发展趋势
1.2.1 4WS系统的萌芽时期
该期间出现在19世纪末到20世纪七十年代。一开始的人们只是想把转弯的路径变的小一点，主要用在政府用的车和大型机械车上，基本上用的是同时变换前后的轮的转弯角的方法来提高汽车的稳定性。
1.2.2 4WS系统快速发展期
该期间发生在20世纪七十年代到九十年代。那时候人们加大了对车辆工程动力学技术的研究，从而使得这门技术的迅猛发展，渐渐地人们意识到4WS系统能够提高汽车在路面上稳定行驶的能力，全球的汽车巨头开启了对4WS技术的探索之路，当中日本是一个很好的例子,投入的不管是人力还是财力都是最多的。
1.2.3 4WS系统不断完善期
该时期是从90年代末至今。随着电控技术的不断发展,近年来欧美日等国对智能车辆技术、智能车辆公路技术等重大研究有了越来越多的关注。相关的技术人员不再是单单的从人或者汽车的角度看，而是从汽车、行人、公路全面的角度来看，全面的充分的研究汽车整体性的能力，从而更好的发展四轮转向系统。
1.2.4四轮转向系统
四轮转向系统是指当驾驶者操纵方向盘时，能够同时操纵四个车轮发生偏转的的一种转向系统。其优点在于：能够大大减少车轮转弯时的行程；转向时的安稳性也提高很多；能够让驾驶员在转向时处于舒服轻松的状态。
第二章 汽车转向结构总成和转向系的参数设计
2.1汽车转向结构总成
/
图21 汽车车架组成
如图21所示，实验室的车架是由一根根圆柱形钢管组成的，钢管之间是通过焊接，本次转向系统的设计要求就是，依托这个汽车的车架来设计出合理的转向结构，具有一定的可行性。
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图22 前轮转向系统与车架的组成
如图22所示，图中转向结构为本次所设计的转向系统。组成部分为转向管柱和转向器两大部分。转向管柱又分为方向盘、转向柱管、支架连、转向轴、转向传动轴、万向节销和转向器连接件。整个转向器传动部分又分为转向器、转向拉杆和横拉杆球头。除了转结构的设计外，还对转向结构与车架之间的连接处做了部分设计。
/
图23 连接处
由图23所示图中的地方为转向器和车架之间的连接处，这需要一个连接件来连接转向器和车架。
/
图24 连接件
如图24所示，图中零件为本次所设计的连接件，前部分的两个孔与转向器上的孔所对应，后面部分固定在车架上的，这样就能与车架稳定连接，提高整体的稳定性。
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图25 后轮转向系统
如图25所示，图中转向系统为本次所设计的，图中是右后轮的转向系统，本次设计的是后轮转向系统是左右轮分开独立转向的，所以左右的转向系统是一样的。一套转向系统分别由电机、减速机、转向器和转向传动机构组成。
2.2转向器的效率
当主要功率经转向轴转入时,转向摇臂输出功率与转向轴输入功率的结果叫做正效率，用符号表示，;而转向摇臂输入功率与转向轴输出功率之比称为逆效率，用符号表示，,式中，为转向器中的摩擦功率；为作用在转向摇臂上的功率。在行驶过程中，需要驾驶员很容易的转动方向盘，这就意味着正效率要变高。逆效率是为了让汽车在转弯后能够让车轮和方向盘回到直线，所以也是需要逆效率的。为了防止驾驶员在颠簸的公路上开车时不过多的受路面的影响，地面与汽车之间的相互作用力不能过多的传到驾驶员身上，所以转向器的逆效率也要保持的很低。
目 录
第一章 绪论 1
1.1论文研究的背景和意义 1
1.2国内外研究现状和发展趋势 1
1.2.1 4WS系统的萌芽时期 1
1.2.2 4WS系统快速发展期 1
1.2.3 4WS系统不断完善期 1
1.2.4四轮转向系统 1
第二章 汽车转向结构总成和转向系的参数设计 2
2.1汽车转向结构总成 2
2.2转向器的效率 4
2.3理论计算 4
2.3.1转向器的正效率 4
2.3.2转向器类型、结构特点与效率 4
2.3.3转向器逆效率 5
2.3.4本文设计计算 6
第三章 簧下质量对转向既操纵稳定性的影响研究 8
3.1簧下质量的定义 8
3.2汽车的平顺性指标 8
3.3汽车操纵稳定性的评价指标 8
3.4簧下质量对转向的影响分析 8
第四章 电驱动后轮转向系统设计 10
4.1后轮转向系统的选择和总体方案设计 10
4.1.1后轮转向系统的选择 10
4.1.2后轮转向系统的总体设计方法 12
4.2电动式后轮转向机构的设计方法 12
4.2.1后轮转 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
向结构设计 12
3.2.2转向器的设计 13
4.2.3驱动电机及减速机的选择和匹配 13
第五章 转向系统的校核 17
5.1转向内外转角关系校核 17
5.1.1阿克曼理论转角 17
5.1.2理想转角 17
5.1.3实际转角 17
结束语 19
致 谢 20
参考文献 21
第一章 绪论
1.1论文研究的背景和意义
随着社会发展和技术进步，车辆交通系统的结构越来越完美了，全国的各大市级公路、省级公路还是全国级的路网纵横延长，汽车功能越来越多，完全能够满足人们的需求，但汽车的速度也相应的变快了许多。所以说道路交通的安全问题已经成为了令国家很头疼的事了。通常的被动安全完全跟不上事故的出现速度，汽车主动安全的相关产业也相继出现了。不管是制动减速或还是来回打方向盘或者是调头，拥有主动安全的汽车都有很好的安全性，能够很好的帮助驾驶员规避事故风险。
1.2国内外研究现状和发展趋势
1.2.1 4WS系统的萌芽时期
该期间出现在19世纪末到20世纪七十年代。一开始的人们只是想把转弯的路径变的小一点，主要用在政府用的车和大型机械车上，基本上用的是同时变换前后的轮的转弯角的方法来提高汽车的稳定性。
1.2.2 4WS系统快速发展期
该期间发生在20世纪七十年代到九十年代。那时候人们加大了对车辆工程动力学技术的研究，从而使得这门技术的迅猛发展，渐渐地人们意识到4WS系统能够提高汽车在路面上稳定行驶的能力，全球的汽车巨头开启了对4WS技术的探索之路，当中日本是一个很好的例子,投入的不管是人力还是财力都是最多的。
1.2.3 4WS系统不断完善期
该时期是从90年代末至今。随着电控技术的不断发展,近年来欧美日等国对智能车辆技术、智能车辆公路技术等重大研究有了越来越多的关注。相关的技术人员不再是单单的从人或者汽车的角度看，而是从汽车、行人、公路全面的角度来看，全面的充分的研究汽车整体性的能力，从而更好的发展四轮转向系统。
1.2.4四轮转向系统
四轮转向系统是指当驾驶者操纵方向盘时，能够同时操纵四个车轮发生偏转的的一种转向系统。其优点在于：能够大大减少车轮转弯时的行程；转向时的安稳性也提高很多；能够让驾驶员在转向时处于舒服轻松的状态。
第二章 汽车转向结构总成和转向系的参数设计
2.1汽车转向结构总成
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图21 汽车车架组成
如图21所示，实验室的车架是由一根根圆柱形钢管组成的，钢管之间是通过焊接，本次转向系统的设计要求就是，依托这个汽车的车架来设计出合理的转向结构，具有一定的可行性。
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图22 前轮转向系统与车架的组成
如图22所示，图中转向结构为本次所设计的转向系统。组成部分为转向管柱和转向器两大部分。转向管柱又分为方向盘、转向柱管、支架连、转向轴、转向传动轴、万向节销和转向器连接件。整个转向器传动部分又分为转向器、转向拉杆和横拉杆球头。除了转结构的设计外，还对转向结构与车架之间的连接处做了部分设计。
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图23 连接处
由图23所示图中的地方为转向器和车架之间的连接处，这需要一个连接件来连接转向器和车架。
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图24 连接件
如图24所示，图中零件为本次所设计的连接件，前部分的两个孔与转向器上的孔所对应，后面部分固定在车架上的，这样就能与车架稳定连接，提高整体的稳定性。
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图25 后轮转向系统
如图25所示，图中转向系统为本次所设计的，图中是右后轮的转向系统，本次设计的是后轮转向系统是左右轮分开独立转向的，所以左右的转向系统是一样的。一套转向系统分别由电机、减速机、转向器和转向传动机构组成。
2.2转向器的效率
当主要功率经转向轴转入时,转向摇臂输出功率与转向轴输入功率的结果叫做正效率，用符号表示，;而转向摇臂输入功率与转向轴输出功率之比称为逆效率，用符号表示，,式中，为转向器中的摩擦功率；为作用在转向摇臂上的功率。在行驶过程中，需要驾驶员很容易的转动方向盘，这就意味着正效率要变高。逆效率是为了让汽车在转弯后能够让车轮和方向盘回到直线，所以也是需要逆效率的。为了防止驾驶员在颠簸的公路上开车时不过多的受路面的影响，地面与汽车之间的相互作用力不能过多的传到驾驶员身上，所以转向器的逆效率也要保持的很低。
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