D E S IG N · R E S E A R C H
中图分类号:U 463402 文献标识码:A 文章编号;1004-0226(2007)01-00 40-02
汽季转询梯衫机构设针中钓参数定义
蔡武
湖北汉新特种汽车有限公司湖北随州 44 13 00
摘要:《汽车工程手册》及《汽车设计》教材是目前国内许多汽车及零部件制造企业技术人员设计时的主要参考书
籍,但这两本书对汽车转向梯形机构设计中的参数定义存在一些问题。对有问题的参数定义进行了分析
并提出了正确的设计方法。
关健词:汽车转向机构转向节中,“主梢中心线延长线
1 汽车转向梯形机构的几何关系设计》两本书中是如下定义的:
在汽车以低速转弯行驶忽略离心力影响和轮胎 0 为瞬时转向中心;氏为转向轮外轮转角;B。为
侧偏影响的情况下,两轴汽车转向轴的理想内、外轮转向轮内轮转角;K 为两主销中心线延长线到地面
转角关系如图 1 所示。此时各车轮绕同一瞬时中心交点之间的距离;I 为汽车轴距;a 为车轮转臂(在
进行转弯行驶,两转向前轮轴线的延长线交于后轴《汽车设计》第 4 版中,a 为主销偏移距);D 为转弯
的延长线上,这一几何学关系称为阿克曼几何学,可直径;Y 为梯形底角;, 为梯形臂。
用公式(1)表示。图 2 所示为整体式后置转向梯形本人认为两本书对参数符号“K ”和“u”的定义
示意图。是不准确或错误的。说它不准确是因为这样的定义
K 唯一只适用于主销内倾角和后倾角为零时,也就是
(1 )
cot0一- U,一万主销垂直于地面时的状态,对于汽车的转向梯形机
构来说这只是一种理想化的状态。说它是错误的,
因为现有汽车的转向节主销都是有内倾角的(多数
汽车还有后倾角),转向梯形机构也并不一定处于水
平面和只在一个平面内运动。所以,实际上图 1 和
图 2 反映的都只是转向梯形机构中各个构件在地面
的投影。
在这种情况下,只要车轮转过一个角度,两本书
对参数符号“K ”和“a ”的定义就有问题了。
首先对车轮的转向过程进行简单的运动分析。
图 1 两轴汽车转向轮理想内、外轮转角关系图在这个过程中车轮一边绕其自身的轴线旋转,一边
绕主销轴线作公转,而车轮轴线与主销轴线始终都
相交于一点,这个交点且称为“转向节中心”或“主销
中心”。在转向过程中,“转向节中心”在车轴上的位
置及其与车轮的相对位置是不会改变的。因此,可
以说在图 1 和图 2 中转向轮的回转中心只能是“转
向节中心”在地面的投影而不可能是主销中心线延
图 2 整体式后置转向梯形示意图长线到地面的交点。
2 汽车转向梯形机构参数定义分析图 3 所表示的是在有主销内倾角的转向梯形机
对于公式(1)和图 1、图 2 中各参数符号的意构中车轮转过一定角度后的情况。图中:f 为转向
义,在《汽车工程手册》和吉林工业大学所编的《汽车轮轴线;9 为转向节中心;h 为转向轮绕 I 点转动时
收稿日期:2006-10-25
作者简介:蔡武,男,1955 年生,高级工程师,从事特种汽车设计
,2007年,月
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