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4.4整车转向系统模型的建立和运动学仿真 34
4.5本章小结 38
结 论 39
致 谢 40
参 考 文 献 41
第一章 绪论
1.1 课题的目的意义
对重载汽车转向杆系进行全面的理论和试验研究，提高汽车的行驶转向安全性，具有积极的社会效益和明显的经济效益。近年来，在市场竞争的日趋激烈，各个厂家在引进国外产品和技术的同时越来越重视自主开发和技术能力的形成。研究重载汽车转向对于汽车的操纵并稳定分析与性能设计具有重要的意义。将虚拟设计与虚拟试验技术用于处理重型汽车在设计、制造以及性能分析中所遇到的棘手问题，可以大大提高设计效率和准确性，并能节约生产成本。汽车的虚拟样机实验不仅可以作为实车来试验初期准备工作，也可以替代部分在现实条件下中难以进行的试验，或者费时、费力、费钱的试验，大大提高了生产效率[1]。通过本课题的研究，了解重载车辆转向杆系的基本结构与工作原理，建立转向杆系运动模型，并对其结构进行分析设计。
1.3本课题要研究或解决的问题
本课题要了解重载车辆的转向杆系的结构，研究其结构原理。通过前期的收集资料写好本课题的文献综述，如何去建立转向杆的运动算模型，通过建立模型如何去分析转向系统中的结构单元，如何进行结构的分析设计。
1.4采用的研究手段
1、 了解转向杆系的基本结构与工作原理；
2、 建立转向杆系的空间运动的模型，建立三文仿真模型；
3、 利用运动学仿真软件ADAMS对空间转向杆系进行仿真分析。
第二章 多轴车辆转向的基本原理
2．1多轴转向车辆的基本理论
重型车辆在转向时，为了减少轮胎的滑动磨损和降低行驶阻力，要求参与转向的所有车轮都能做纯滚动而无滑动的转动，即使有滑动，也只是极小的滑移。采用多轴转向后，由于转向时前、后轮转角方向相反，因而汽车具有更好的机动性。为了实现重型车辆多轴转向，需要转向杆系来实现不同车轴车轮之间的转角关系，才能保证各车轮都作近似于纯滚动运动。
2.1.1阿克曼(Ackerman)定理
图2. 1阿克曼定理示意图
阿克曼原理基本观点为:汽车在转弯行驶过程中，每个车轮的运动轨迹都必须符合它的自然运动轨迹，才能保证轮胎与地面处于纯滚动而无滑移现象发生【17】。对于多轴转向车辆来说，每个车轮的转向半径是不同的。因此，同一转向轴上内轮和外轮的转角应满足一定的关系，并以此作为转向机构的设计基础【18】。
对于两个轴的汽车来说，假定车辆为前轮转向，如图2.1所示示意图，由阿克曼定理可以得到，梯形机构应保证内、外转向轮之间有如下关系：
式中:
, 一一前轴外、内转向车轮转角;
B一一—两主销中心矩;
L一一—轴距。
这就是著名的阿克曼(Ackerman)定理。但是，实际的转向机构中，很难做到内外轮转角的实际值与理论值完全相符合，而只能设计在一定的车轮偏转角范围内，使两侧车轮偏转角的实际值与理论值尽可能相近。
图2. 2多轴车辆转向示意图
同理，对于多轴转向车辆，为使所有参与转向的车轮能够协调运动，围绕一个瞬时转向中心转向，彼此之间相互没有干涉的存在，各车轮在不同的轨道上作近似无滑动的纯滚动，则各车轮转角关系同样应该满足阿克曼定理，如图2.2所示。
对于重型车辆来说，采用多轴转向技术后，可以在很大程度上提高转向郎灵活性，并减少轮胎与地面的摩擦力，从而延长了轮胎的使用寿命，降低了运输成本。多轴车辆转向若要满足阿克曼定理转角关系，首先必须满足下列条件[19]：
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