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TECHNIC FORUM/技术论坛2012/O11
双前桥转向机构中摇臂机构的设计
Design the Rocker Arm Mechanism in Double Front Axle Steering Mechanism
刘兰兰王健楠
LIU Lan-lan et al
陕西省专用车装备工程技术研究中心陕西宝鸡722405
摘要:为了适当调整摇臂机构的设计参数,根据已有的基本型双前桥转向的摇臂机构,用作图法
计算出二桥节臂转角,再计算出二桥节臂理论转角Bm,根据B-B2m=6是否小于1°来判断该机构是
否合理;如不合理,通过改变摇臂长度R的尺寸得到合理的数值后,再用三维模型进行了校核,得
到了合适的设计数据。此方法缩短了设计周期,为双摇臂机构的设计提供了参考。
关键词:摇臂机构节臂转角
Abstract according the existing rocker mechanism about the double front axle steering mechanism, the
corner of the knuckle arm about the second steering axle B, was calculated from the corner of knuckle arm
第一作者:刘兰兰,女,1970年
about the first steering axle B, by graphical method, and the theory corner of knuckle arm of the second
生,助理工程师,现从事特种车
ing axle /a, was counted, then the rocker mechanism's rationality was determined according the
底盘总体布局的研究。
mula B, -A: 0;if os 1, the mechanism is reasonable if 6> 1, then the parameter R was changed to
obtain the reasonable data about the rocker mechanism final, the corresponding 3D model was build to
check the design. Design time was saved by this method, and reference was given to the other designers
Key words rocker arm mechanism: knuckle arm; corner
中图分类号:U463.4.,03文献标识码:A文章编号:1004-0226(2012)01-0086-03
1前言
为了满足专用底盘的特殊性及多样性的需求,经常需要在某
种基本型号汽车底盘的基础上进行更改而使其成为其它形式的多
轴车辆。这些底盘车辆往往桥数相同,只是采用了不同的车桥、
不同的轮胎或不同的轴距,因此其转向系统中的摇臂机构需做适
当的调整后才能够满足车辆的转向需求。
在多轴转向系统中,为了使各车轮尽量围绕某一预定的转向
中心进行转向运动,每一个转向桥都有一个梯形机构,以保证左
右转向轮按规律偏转;同时,在各转向桥之间还需要设计相应的
摇臂机构,以保证各转向桥间的运动协调。
目前车轴生产企业的现有桥型,其梯形机构已被固化,故可
通过调整摇臂机构来满足转向需求。本文以双前桥转向车辆为
图1
例,介绍一种采用作图法设计摇臂机构的方法。
由图1可知,一、二桥的理论转角关系,应满足下式:
2基本结构
cota, cotb, L
cota
t L
为实现转向时转向轮的纯滚动,各转向轮均应绕O点转动,
摇臂机构的设计目的,就在于尽量实现上述关系
其关系如图1所示。
基础车型摇臂机构的布置形式如图2所示。此双摇臂机构采用
内外轮的理论转角关系为
的是固定端在前后两端的倒置半椭圆钢板弹簧平衡悬挂。
cota, -,
M
3用作图法求解一桥转角O,和二桥转角の2
M
cota, -cot/=-
3.1求解节臂转角和摇臂转角0的关系
在双桥转向摇臂机构中,摇臂的固定端支座在车架上,而转向
根据桥、轮胎及基本车型的摇臂机构参数和总布局给定的有节臂的固定端支座在前桥上,它们的运动是在两个接近且互相垂直
关参数,用作图法,求出实际转角特性,与理论值相比较"。
的平面内进行的。而连接它们的直拉杆的运动,则是空间运动。
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BIX
01
中间摇臂由B点转过a角度到达B点,以B点为圆心,以BC为半径
画弧,交于第二摇臂以O为圆心,以OaC为半径的弧于C点,连
接のC,则夹角り即为对应于の的第二摇臂摆角,如图5所示。
第一中
第二中
图3中,O。为第一摇臂的转动中心;O为第一桥节臂转动中
间摇臂
间摇臂
;AB为一桥直拉杆长度。
首先应根据一桥转向节臂转角β,求出第一摇臂的对应转角
O。设此时の。B在垂直平面内,绕固定支座O摆动;节臂OA在
B
水平平面内,绕の摆动,两平面相交于轴线X-X(忽略主销内倾
角的影响,以简化几何关系),其空间关系如图4所示。
当转向器处于中间位置时,汽车直线行驶;这时,各杆件的位
3.3求第二摇臂摆角0.和二桥节臂转角1
置称为初始位置。由图3可见,AB即为一桥直拉杆的空间实长L1。
当二桥摇臂转过θ角而到达C,时,过C做CC1'⊥XX,交X
当转向器转过某一角度,转向节臂相应的由A变动到A1时,出
X轴于C'点;在Y平面内,以C为圆心,以CD为半径,画弧交交X
现转角B。此时在一桥直拉L的作用下,摇臂将摆过O角到达
轴于D'点;在平面内,以D'为圆心,以C"D,'为半径,画弧交
O1B位置。此时,A1B即为空间实长L。
二桥节臂运动弧线上之D点。连接DO,则∠DO2D即为对应于摇
当一桥转向节臂转过β角而到达A1处时,以41点为圆心,以实
臂转角的节臂转角2,如图6所示。
长L为半径,在水平平面内画弧交X-轴线于B点,过A1点向X
轴做垂线A1A1,交于A'点;再以A'点为圆心,A'B'为半径,在
垂直平面Y中画弧,交以の。为圆心,以OB为半径的圆弧于B,点
Ra
连接OB,则夹角O即为对应于B的摇臂摆角,如图3所示。
此时,将水平平面X绕X轴向下旋转90°之后,与垂直平面相
重合,则可根据己知的一桥直拉杆实长L,仿照上述方法,在
CI
个平面内(垂直平面内)求出对应于一系列B的一系列摇臂摆角
0,如图4所示。
3.2求一桥摇臂转角の,和二桥摇臂转角O2
在间距为L的第一中间摇臂和第二中间摇臂间,其拉杆长度为
L2,当第一中间摇臂转过a角度时,第二中间摇臂转过。当第
图6
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