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重载汽车双轴转向系统的设计与优化

闫彧  
【摘要】: 随着我国交通事业的发展,重载汽车应用越来越普遍,重载汽车转向系统日益成为人们研究的重点。重载汽车的双轴转向机构一般分为:转向梯形机构和转向摇臂机构。由梯形机构实现同一根轴上车轮的转角匹配,转向摇臂机构实现车辆同一侧车轮的转角匹配。两部分共同作用,来满足车辆转向时所有车轮的轴心线都交于一点的要求。针对梯形机构大转角处容易出现死点的不足,提出了一种新型转向机构:中心臂六杆转向机构,实现重载汽车的转向大转角要求。依据双轴转向的摇臂型改进理论,配套设计了一组纵向四杆机构。与传统摇臂机构相比,简化了纵向传递机构型式。本文采用解析法来设计,结合优化理论,确定10个参数的优化目标函数,应用MATLAB优化工具箱函数编程并进行优化计算,得出双轴转向机构的优化结果。最后,本文还探讨了多刚体系统理论在双轴转向系统运动学仿真中应用问题,使用多刚体仿真软件ADAMS建立双轴转向机构的空间模型并进行运动学仿真分析检验,同时运用其中的设计研究和优化分析功能分析各参数对系统运动学性能的影响,得出该转向机构的误差曲线。 本研究主要结论:(1)中心臂的结构尺寸对内外轮转角范围有决定性的影响,要实现大转角范围要求,中心臂三角形应变成瘦长型,反之,亦然。(2)当确定内轮转角时,实现较小外轮转角要求中心臂三角形应变成瘦长型,反之,亦然。(3)纵向四杆机构的尺寸应根据实际情况改变两连架杆的长度来选取。


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