文档介绍：智能车机械设计部分概况
在整体车型的基础下,要求在保证良好,灵敏,高效,精确转向性能的前提下,尽可能保证模型车的重心垂直位置尽量的低,水平位置应在车中线上靠近后轴。
实现方法:
试验方法: 在调试过程中选取最优
MATLAB:进行各类参数仿真优化
主要影响因素有:.
前轮四角:主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角和前轮前束
主销后倾角:
产生回转力矩,主销后倾角越大, 车速愈高, 车轮偏转后自动回正力越强, 但回正力矩过大, 将会引起前轮回正过猛, 加速前轮摆振, 并使转向沉重。对于本模型车,若欲使之转向灵活,主销后倾角可选0°;欲增大回正力矩,则后倾角可选2~4°,可在试车时进行优化调整。
主销内倾角:如图1所示
图2
图1
在智能车前后方向上,主销向内倾斜一个角度,主销轴线与垂线间的夹角称为主销内倾角。智能车上最好不要超过8°,过大将使车轮转向时,滑动较大,增加磨损减小转向力矩,自动回正。
前轮外倾角:如图2所示
在汽车的横向平面内,前轮中心平面向外倾斜一个角度,称为前轮外倾角;消除前轮内倾时的轮胎偏磨损、轮毂轴承偏向受力的情况。
根据往年经验,主销内倾角较大一些(8°~10°),前轮侧滑摩擦力较大。当主销内倾角较大时,轮胎偏内,由于滚锥效应,前轮前束角常常安装成一个较小的负值,即偏外。
前轮前束角: 如图3所示
俯视车轮,智能车的两个前轮的旋转平面并不完全平行,而是稍微带一些角度,这种现象称为前轮前束。减轻或消除因前轮外倾角和主销内倾角所造成的不良后果(滚锥效应), 相互协调,保证前轮在汽车行驶中滚动而无滑动。根据前人试验发现前轮前束不宜太大,否则严重影响车轮与路面的摩擦力。
图3
智能车机械结构创新点:
车轮定位:为了使智能车直线行驶稳定,转向轻便,转向后能自动回正,并减少轮胎和转向系零件的磨损等,在转向轮转向节和前轴之间形成一定的相对安装位置,其主要参数包括:主销后倾,主销内倾,车轮外倾和前束
本车模与往年不同,由于转向由后轮架控制,前轮为驱动装置,因此我们综合往年比赛车模机械实际方案的经验,将后轮的的内挺角设在(1—3)°,前轮向外挺,角度范围在(1—3)°,由于产生回转力矩,车轮偏转后自动回正力具体将在车模成型后,调车阶段我们会根据车速度,稳定性,转向灵敏度等方面的考虑取最优值。
转向机构分析与应用:(转向机构如下图)在智能车运行过程中有着非常重要的作用。合适的前桥和转向机构可以保证在智能车直线行驶过程中不会跑偏,能保证智能车行驶的方向稳定性;而在智能车转向时,合适的转向机构可以使智能车自行回到直线行驶状态,具有好的回正性。正是由于这些原因,转向系统优化设计成为我们设计智能车机械结构部分的重点,直接关系到赛车能否顺利地完成比赛。在实际操作中,我们将通过理论计算的方案进行优化,然后做出实际结构以验证理论数据,并将在实际调试过程中不断改进。
智能车转向机构智能车转向分析
智能车转向的分析调整:(如上图所示)
小车的转向是由地面的侧向力提供向心力,只有当四个车轮的轴线交于一点O 时(图所示),才能够保证各车轮纯滚动而不滑动。分析下图可知,所有刚性车轮作纯滚动的条件是:cotα=cot