变传动比电动助力转向装置（EPS）计算步骤_附MATlAB程序..docx

电动助力转向系统机械设计计算3.1主要尺寸参数的确定3.1.1最大内外转角下图所示为阿克曼理想转角关系图：图3-1阿克曼转角关系图图中α为外转向轮偏转角，β为内转向轮偏转角，L为汽车轴距，K为两侧主销轴线与地面相交点之间的距离，C为主销偏移距R为汽车转弯半径。已知车辆最小转弯半径为R=6000mm，轴距L=2370mm由最小转弯半径与外转向轮偏角之间的关系式： 式3-1 得=23°15’57.51”又β===29°53’48.53”3.1.2转向梯形的设计已知两侧主销轴线与地面相交点之间的距离K，汽车轴距L，按y=m/n=1.2,1.4,1.6，在图3-2图3-2中解出X1=0.724,X2=0.706,X3=0.688根据公式 式3-2 式3-3 式3-4得68.6708365°,68,67. 1232.4 ,1213.7 ,1194.7 147.89 , ,191.15用如图3-3所示的图解法解算出对应的内外侧转角关系如下：： 16.975： 17.073： 17.178图3-3 式3-5式3-5中 λ为转向平顺系数计算得=1.2397 =1.1877 =1.1372 选取其中最接近1的一组数据即第二组6868.2°1213.7mmmm即转向节臂长为169.91mm。3.1.3横拉杆长度确定根据《汽车设计》介绍的方法用CATIA图解得到横拉杆长度为391.9mm图3-4如图3-4所示GD为下摆臂EG为主销轴线，E为麦弗逊式悬架滑柱上支点，由《汽车设计》给出的图解法先后确定运动瞬心之后确定转向横拉杆UT。其长度为391.9mm，U为转向节臂球销中心，T为横拉杆铰接点，UT与水平面夹角为1.3°。又由转向梯形得转向器两侧球铰中心距为429.9mm。3.1.4齿条长度的确定由“与齿轮齿条式转向器配用的转向传动机构优化设计”给出的外轮转角与齿条行程的关系式： 式3-6式中 S为齿条行程；M为转向器两侧球铰中心距； l 为转向横拉杆长度； 为转向梯形底角； 为转向节转过的角度； h 为转向梯形上下边距离。用MATLAB计算得S=-90.8822mm，即转向器齿条长度因大于2*│S│，选转向器齿条长度为185mm。计算程序：K=1340;M=429.9;m=169.91;p=360/(2*pi);O=68.2*p;Oo=23.26*p;l=391.9;h=sin(O)*m;S=(K-M)/2-m*cos(O+Oo)-sqrt(l^2-(m*sin(O+Oo)-h)^2);disp(S);3.1.5转向阻力矩汽车在沥青或者混凝土路面的原地转向阻力矩，可用下面的半经验公式计算： N.mm 式3-7式中 ——前轴静负荷，N； ——轮胎和地面间的滑动摩擦系数，一般在0.7左右； P——轮胎气压Kpa。利用MATLAB计算得=305900N.mm计算程序：G1=770*9.8;Mr=(0.7/3)*sqrt(G1^3/(2.5*10^5/10^6));disp(Mr);3.2转向器的设计为了使转向系统有更高的灵活性，定转动比齿轮齿条式转向器已经逐渐淡出历史舞台，变速比转向齿轮齿条转向器得到了越来越多的应用。3.2.1传动比曲线设计变速比段曲线采用摆线，传动比变化曲线方为：=a+b(1-cos(/(8/3)))式3-8式中：为传动比； 为摆线滚圆转角； a、b为待求参数由于单侧变速比范围内转向盘转动480°，故摆线滚圆转角与方向盘转角的关系为=，以下均按进行计算，绘图。取边界条件：0° 时i=19.40; 360°时i=23.52.计算得a=19.40，b=2.06。 即=19.40+2.06(1-cos())。参考夏利车齿轮齿条式转向器，取齿轮端面模数为2.437，齿数为6，端面压力角为37.3°，螺旋角为24.3415°。传动比与的变化关系曲线（图3-5）又由式3-9式中m为转向节臂长度； 为齿轮齿条轴交角 取6°；r为主动小齿轮节圆半径。与3-9得式3-10可得主动小齿轮节圆半径r与的变化关系曲线如下:主动小齿轮节圆半径r与的变化关系曲线 图（3-6）得分度圆直径为15.92mm,基圆直径为11.96mm。由式 式3-11得. 式3-12由此可得齿轮啮合角与的变化关系曲线齿条啮合角与的变化关系曲线 图（3-7）再由啮合条件式 式3-13可得齿条模数与的变化关系曲线齿条模数与的变化关系曲线 图（3-8）以上各图计算程序；a=21.46;b=0.2123/2*a;p=360/(2*pi);m=169.91;m1=2.437;a1=37.3/p;ro=12.66/2;T=6/p;f=0:1/p:180/p;f0=0;i=a+b.*(1-cos(f)