多轴转向汽车运动分析与仿真

发布时间：2017-05-03 14:05

  本文关键词：多轴转向汽车运动分析与仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 近些年来，由于专用汽车和工程车辆向大型化、重型化发展的趋势，使得重型和超重型车辆发展很快。国外专用汽车的产量明显以重型居多，其原因主要是重型专用汽车经济效益好和重型车功率大、强度高，有中、小型专用车无法替代的优点。国家实施扩大内需和西部大开发战略，为我国汽车工业的发展提供了更为广阔的空间。加强西部的公路及基础设施建设，将对汽车市场起到强有力的拉动作用，尤其是对重型货车、各种重型专用汽车、矿用车的需求将明显增加。重型车的转向性能直接影响到整车的机动灵活性，操纵稳定性和使用经济性。最佳的转向过程要求所有的车轮都处于纯滚动而无滑动状态，，或只有极小的滑移。否则过大的滑移会加重轮胎的磨损，增加车辆的使用成本。对于超长的重型车，只有设计合理的转向传动机构才能满足国家有关标准对汽车最小转弯直径的要求。合理的转向传动机构能减小转向阻力，再配上适当的液压动力辅助转向，达到转向轻便的目的。本文利用有关汽车理论和连杆机构运动学的有关知识，在消化，吸收，归纳，总结前人的成果上，系统，全面地对多轴转向汽车的转向梯形，纵向传动机构进行理论分析，建立多轴转向汽车的运动模型。在此基础上，首先利用优化设计的思想和方法对转向梯形，转向连杆机构的主要参数(转向梯形机构的主要参数为梯形底角和梯形臂长；纵向传动机构的传动比)进行优化设计。然后利用运动仿真软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System)对优化前后的结果进行对比。结合江汉油田第四机械厂的“ZJ30钻机底盘多轴转向系统优化设计”项目的研究，对转向梯形机构和转向传动机构的部分结构参数进行了优化，实践证明取得了良好的经济效益。
【关键词】：转向 多轴 优化 仿真 梯形机构 纵向传动机构
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：U461
【目录】：

• 第1章 概述8-11
• 1.1 课题的提出8
• 1.2 转向机构研究概述8-9
• 1.3 本文的工作9-10
• 1.4 本章小结10-11
• 第2章 多轴转向汽车的转向特性分析11-25
• 2.1 概述11
• 2.2 阿克曼原理11-12
• 2.3 多轴转向汽车的转向原理12-14
• 2.3.1 同一转向轴的内、外轮转角关系12-13
• 2.3.2 不同转向轴的同一侧车轮的转角关系13
• 2.3.3 考虑侧偏角后的转角关系13-14
• 2.4 转向梯形机构的数学模型14-21
• 2.4.1 平面梯形机构的数学模型14-15
• 2.4.2 空间梯形机构的数学模型15-21
• 2.4.2.1 齐次变换矩阵15-16
• 2.4.2.2 空面梯形机构的数学模型16-21
• 2.5 纵向传动机构的数学模型21-24
• 2.5.1 纵向传动机构的特性分析21-24
• 2.5.1.1 第二轴车轮转角α_2随第一轴车轮转角α_1变化的实际值22-24
• 2.6 小结24-25
• 第3章 多轴转向汽车的优化设计25-40
• 3.1 优化设计思想和方法25-26
• 3.1.1 优化设计的发展概况25
• 3.1.2 机械优化设计的定义与作用25-26
• 3.2 优化设计数学模型的建立26-28
• 3.2.1 优化设计数学模型三要数26-27
• 3.2.2 优化问题的分类及问题的最优解27-28
• 3.3 优化方法28-31
• 3.3.1 黄金分割法(0.618法)28-30
• 3.3.2 惩罚函数法30-31
• 3.3.3 Powell法31
• 3.4 优化设计的运算工具31-33
• 3.4.1 C语言出现的历史背景33
• 3.4.2 C语言的特点33
• 3.5 转向机构的优化模型33-38
• 3.5.1 转向梯形机构的优化模型34-37
• 3.5.2 纵向传动机构的优化模型37-38
• 3.6 小结38-40
• 第4章 转向机构运动分析及优化设计在重型越野车上的应用40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 ZJ30钻机底盘转向中心的计算40-44
• 4.2.1 ZJ30钻机底盘简介40-41
• 4.2.2 转向中心的计算思路41-43
• 4.2.3 实际计算43-44
• 4.3 七轴转向汽车的转向原理44-45
• 4.4 转向传动机构的优化设计45-52
• 4.4.1 计算思路45-46
• 4.4.2 转向梯形机构的优化设计46-49
• 4.4.3 纵向传动机构的优化设计49-52
• 4.5 结论52-54
• 第5章 虚拟样机技术及ADAMS在多轴汽车转向中的应用54-72
• 5.1 概述54
• 5.2 虚拟样机技术的研究范围54-55
• 5.3 ADAMS软件简介55-59
• 5.3.1 ADAMS软件的模块56
• 5.3.2 ADAMS的约束库56-57
• 5.3.3 ADAMS的设计流程57-58
• 5.3.4 ADAMS的分析和计算方法58-59
• 5.4 ADAMS在多轴汽车转向中的应用59-71
• 5.4.1 建模59-63
• 5.4.2 测试车轮转角63
• 5.4.3 仿真63
• 5.4.4 用ADAMS验证优化结果63-71
• 5.5 小结71-72
• 第6章 总结与展望72-73
• 6.1 全文总结72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-75
• 致谢75-76
• 附录1 CCS转向机构运动分析76-79

【引证文献】

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本文编号：343135