矿用汽车转向梯形的设计陈风帆北京科技大学摘要：文中采用了传统的计算方法对矿用汽车的转梯形进行了优化。以一定外转角范围内理论内转角和实际内转角差值的绝对值的和为目标函数的终值，利用EXCEL软件编得出了不同梯形底角、梯形臂长下，转过各个外转角时，理论内转角与实际内转角的关系。并在ADAMS中建立了本文设计的转向梯形及原有矿用汽车转向梯形的模型，对两种转向梯形的原地转向过程进行仿真，得到两个转向梯形外轮转角与内轮转角间的关系。关键词：转向梯形，内转角，仿真优化。TheDesignofSteeringLinkageforTruckChenFengfanUniversityofScienceandTechnologyBeijingAbstract：Inthearticle,theauthorusedthetraditionalcomputationalmethodtocarryontheoptimizationtothemineralproductautomobileextensiontrapezoid.Tookthecertaintyoutsidethecornerofacertaintheorywithintheframeworkofthecornerandtheactualdifferenceintheabsolutevalueofthecornerandastheobjectivefunctionoftheterminalvalue,usingtheEXCELtoobtainthatunderthedifferenttrapezoidalangleofdeadrise,thetrapezoidalreach,whentransferredeachoutsidecorner,theoryinsidelockandactualinsidelockrelations.Accordingtotheobjectivefunction,theauthordeterminedthesteeringtrapeziumparameteraftertheanalysis.TheauthorhasestablishedthesteeringtrapeziumandtheoriginalmineralproductmotorturningtrapezoidmodelinADAMSwhichthisarticledesigns.Steeringlinkageofthetwosteeringtheprocessofinsitusimulation,obtainedfromthetwosteeringtrapezoidouterandinnercorneroftherelationshipbetweenrotationangles.Keywords：Steeringlinkage,Insidecorner,SimulationandOptimization第1页共14页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共14页1转向梯形的介绍转向梯形机构用来保证转弯行驶时汽车的车轮均能绕同一瞬时转向中心在不同半径的圆周上作无滑动的纯滚动。同时，为了达到总体布置要求的最小转弯直径值，转向轮应有足够大的转角。为此，转向梯形应保证内、外转向车轮的理想转角关系如式(1)所示。图1是转向梯形示意图：转向梯形机构分为整体式和分段式两种。整体式用于非独立悬架的转向轮；分段式用于独立悬架的转向轮，本车采用非独立悬架系统，故而使用整体式转向梯形。整体式转向梯形是由转向横拉杆、转向梯形臂、和汽车前轴组成。这种方案的优点是结构简单，调整前束容易，制造成本低；主要缺点是一侧转向轮向上、下跳动时，会影响另一侧转向轮。而分段式转向梯形两转向轮互不影响，结构复杂，制造成本较2整体式转向梯形机构的优化设计汽车转向行驶时，受弹性轮胎侧偏角的影响所有车轮不是绕位于后轴延长线上的点滚动，而是绕位于前轴和后轴之间的汽车内侧某一点滚动。此点位置与前轮和后轮的侧偏角大小有关。由于影响轮胎侧偏角的因素很多，且难以精确确定，所以以下都是在忽略车轮侧偏角影响的条件下分析有关两轴汽车的转向问题。此时，两转向轮轴线的延长线交在后轴延长线上，如图2。图1转向梯形示意图第2页共14页第1页共14页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共14页设α为外侧车轮转角，β为内侧车轮转角，L为汽车轴距，M为两主销中心线延长线到地面交点之间的距离。若要保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶，梯形机构应保证内、外转向车轮的转角关系为：cosβ−cosα=DO−COBD=ML(1)若自变角为α，则应变角β的期望函数可以表示为：β=cot−1(cotα+ML)(2)但是，在实际情况下，转向梯形机构仅能近似满足上式关系。利用图2中各个角度的关系，运用余弦定理可以推算出实际内轮转角为β'：β'=θ0−arccosM−m⋅cos(θ0+α)√M2+m2+2×m⋅M⋅cos(θ0+α)−arccosm−M⋅cos(θ0+α)+2M⋅cos(θ0+α)−2m⋅cos2θ0√M2+m2+2×m⋅M⋅cos(θ0+α)(3)式中：m为梯形臂长。3目标函数为了减小车轮侧滑，延长轮胎使用寿命，转向机构应使两前轮转角在整个转向过程中尽可能精确的满足⑴式中的关系，即转向梯形结构设计的实质是使转...
