【正文】 ）式中，再由（22）（23）（24）（25）即可得到和。令直角桿BCJ中BC部分的初始角為，由幾何關(guān)系可得：令直角桿GHI中GH部分的初始角為，由幾何關(guān)系可得：桿BC最大轉(zhuǎn)角度數(shù)為當(dāng)輪3逆時(shí)針轉(zhuǎn)過時(shí)，BC桿角度，令此時(shí)輪5的轉(zhuǎn)角為,其中 （1）當(dāng)時(shí)由阿克曼原理可得：解得：（2）當(dāng)時(shí)由阿克曼原理可得：解得：綜上：當(dāng)輪3逆時(shí)針轉(zhuǎn)過時(shí)桿GH的期望輸出角為如圖215所示，由幾何關(guān)系可求得直角桿GHI中GH實(shí)際輸出角，分析如下：令O點(diǎn)與C點(diǎn)之間的距離為由幾何關(guān)系可得： 令O點(diǎn)和B點(diǎn)之間距離為，在中由余弦定理可得： 在中由余弦定理可得： 由幾何關(guān)系可得： 有已知條件可得O點(diǎn)與點(diǎn)之間距離令點(diǎn)與D點(diǎn)距離為和,在中由余弦定理可得： 令,在中由余弦定理可得：由幾何關(guān)系可得： 令F點(diǎn)與H點(diǎn)之間距離為，在中由余弦定理可得： 令，在中由余弦定理可得：由幾何關(guān)系可得：直角桿GHI中GH實(shí)際輸出角：3 確定約束條件為了使機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)正確的傳動(dòng)以及擁有良好的傳動(dòng)性能，當(dāng)輪3和輪5轉(zhuǎn)過最大角度時(shí)，機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足∠在△中由余弦定理可得：所以可得約束方程：約束方程中和求法如下：當(dāng)輪3作為外車輪轉(zhuǎn)到最大角度時(shí)(即順時(shí)針轉(zhuǎn)到最大角度)，直角桿BCJ中BC的角度為：當(dāng)輪3作為內(nèi)車輪轉(zhuǎn)到最大角度時(shí)(即逆時(shí)針轉(zhuǎn)到最大角度)，直角桿BCI中BC的角度為：分別將和替換下式中，即可得到和4 MATLAB優(yōu)化結(jié)果優(yōu)化結(jié)果如表24所示。圖31方向盤轉(zhuǎn)向上軸（如圖32所示）主要起傳遞扭矩的作用，將人作用在方向盤上的扭矩傳遞給萬向節(jié)。 十字軸式萬向節(jié)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)，所以十字軸式萬向節(jié)為汽車上廣泛使用。由于大齒輪實(shí)際工作區(qū)域僅有，為了使結(jié)構(gòu)更合理，故將大齒輪做成角度為的扇形齒輪。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。多種形式輸出，Pro/E 運(yùn)動(dòng)仿真的結(jié)果可以以多種格式進(jìn)行輸出，這些形式主要有MPEG、GIF等。再根據(jù)瓦特二型六連桿轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，進(jìn)行了轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在論文即將結(jié)束之際，有太多的感想和我要特別感謝的人。2012年5月22日附錄清單編號(hào)附 件 內(nèi) 容頁數(shù)1任務(wù)書22文獻(xiàn)綜述73開題報(bào)告84外文翻譯175二維圖紙246三維圖片77MATLAB程序188仿真視頻1個(gè)9畢業(yè)論文39。 本文是在理想的狀態(tài)下進(jìn)行桿長(zhǎng)優(yōu)化的，在實(shí)際工程中，影響車輛多輪轉(zhuǎn)向精度的因素有很多，應(yīng)該考慮到輪胎轉(zhuǎn)向摩擦力、連接桿件的變形等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特性。由于瓦特二型六連桿組轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，完全用解析法設(shè)計(jì)方程建立及解方程都充滿了難度。當(dāng)選擇靜力學(xué)分析后，時(shí)間和步數(shù)的輸入項(xiàng)將變灰而不可以選擇。單一數(shù)據(jù)庫，Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫上。令小齒輪模數(shù)，齒數(shù)為，壓力角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)。為了潤(rùn)滑軸承，十字軸上一般安有注油嘴并有油路通向軸頸。轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部是由成形的金屬骨架構(gòu)成。2 建立目標(biāo)函數(shù) 圖215 兩軸之間連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖取機(jī)構(gòu)輸出角平方偏差最小為設(shè)計(jì)目標(biāo) 式中，是直角桿GHI中GH的期望輸出角度，是其實(shí)際輸出角度。則直角桿BCI中BC初始角為，直角桿GHJ中GH的初始角為，桿BC最大轉(zhuǎn)角度數(shù)為。再運(yùn)行程序即可得到優(yōu)化結(jié)果，如表22所示。根據(jù)已知條件可知兩側(cè)主銷中心距，一軸中三副桿主銷與對(duì)稱線的距離，一軸兩側(cè)主銷與對(duì)稱線的距離，一軸彎桿的角度，一軸中三副桿腰長(zhǎng)。為了保證設(shè)計(jì)的高精度，本文將采用解析法求解。而學(xué)科性工具箱是專業(yè)性比較強(qiáng)的，如優(yōu)化工具箱、統(tǒng)計(jì)工具箱、控制工具箱、通信工具箱、圖像處理工具箱、小波工具箱等。因?yàn)镸ATLAB定義了專門用于矩陣運(yùn)算的運(yùn)算符，使得矩陣運(yùn)算就像列出算式執(zhí)行標(biāo)量運(yùn)算一樣簡(jiǎn)單，而且這些運(yùn)算符本身就能執(zhí)行向量和標(biāo)量的多種運(yùn)算。通常把給定的函數(shù)(即希望實(shí)現(xiàn)的函數(shù))稱為“被逼近函數(shù)”。選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，編制相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序，以獲得優(yōu)化結(jié)果。機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是在給定的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的要求下，在結(jié)構(gòu)參數(shù)和其他因素的限制范圍內(nèi)，按照某種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則(目標(biāo)函數(shù))，改變?cè)O(shè)計(jì)變量，尋求最佳方案。其中Watt型有兩種，即WattI型和WattⅡ型，如圖23所示；Stephenson型有三種，即StephensonI型、StephensonⅡ型和StephensonⅢ型，如圖24所示。不易精確地滿足各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的要求。 利用Pro/E軟件完成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三維仿真。由于本文多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是采用六連桿組來實(shí)現(xiàn)，基于這個(gè)特點(diǎn)，本文研究的多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要包括轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)這兩部分，而這兩部分更側(cè)重于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)六連桿組的尺寸優(yōu)化，使汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)所有車輪都繞轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。然而，4WS技術(shù)在客車上的應(yīng)用卻晚很多，直到近幾年人們對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)的研究與分析日益深化，這項(xiàng)技術(shù)才逐漸在客車上得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)車輛在高速行駛中轉(zhuǎn)向時(shí)，四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通過后輪與前輪的同向轉(zhuǎn)向，有效地降低和消除了車輛側(cè)滑事故的發(fā)生幾率，明顯改善了車輛的高速行駛穩(wěn)定性及安全性，進(jìn)而緩解了駕駛者在各種路況下（尤其是風(fēng)雨天氣）高速駕車的疲勞程度。現(xiàn)有的汽車前轉(zhuǎn)向采用的都是四連桿轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)。圖12 兩輪轉(zhuǎn)向理想的轉(zhuǎn)角關(guān)系以圖12所示的汽車為例，阿克曼理論轉(zhuǎn)向特性是以汽車前輪定位角都等于零、行走系統(tǒng)為剛性、汽車行駛過程中無側(cè)向力為假設(shè)條件的，其特點(diǎn)為：汽車直線行駛時(shí)，4個(gè)車輪的軸線都互相平行，而且垂直于汽車縱向中心面。 　　轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)，應(yīng)使車輪產(chǎn)生的擺動(dòng)最小。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)輪偏轉(zhuǎn)，且使二轉(zhuǎn)動(dòng)輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)向的輕便性與準(zhǔn)確性。100多年前，汽車剛剛誕生初期，其轉(zhuǎn)向操縱是仿造馬車和自行車的轉(zhuǎn)向方式，即用一個(gè)操縱桿或手柄來使前輪偏轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。s dynamic response characteristics is affected by the structural arrangement of the car itself and the external conditions on a large extend ,and the car39。摘 要多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是為了提高重型汽車的機(jī)動(dòng)性，減小其轉(zhuǎn)彎半徑。關(guān)鍵詞：多軸轉(zhuǎn)向；非線性不等式約束；操縱機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；六連桿組AbstractThe multiaxis steering system is to improve the mobility of heavy vehicles and reduce the turning radius. Traditional automotive steering which is a fourbar linkage steering trapezoid body has the feature of simple structure and lowcost, but in the process of vehicle steering ,the car39。其主要功能就是按照駕駛員的要求來控制汽車的行駛方向。其中的很大一部分突破就是轉(zhuǎn)向梯形的使用。轉(zhuǎn)向器主要作用是完成將方向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成搖桿的擺動(dòng)(或近似直線運(yùn)動(dòng))，同時(shí)也是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動(dòng)裝置。 　　在行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不能產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動(dòng)。 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)遵循阿克曼原理，阿克曼原理的基本觀點(diǎn)是：汽車在行駛(直線行駛和轉(zhuǎn)彎行駛)過程中，每個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡都必須完全符合它的自然運(yùn)動(dòng)軌跡，即要求汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)各車輪軸線都能匯交于一點(diǎn)，此交點(diǎn)O(見圖12)叫做轉(zhuǎn)向中心，從而保證輪胎與地面間處于純滾動(dòng)而無滑移現(xiàn)象。因此，多軸轉(zhuǎn)向成為衡量現(xiàn)代大型重載汽車發(fā)展水平的關(guān)鍵技術(shù)之一，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接決定了多軸汽車低速行駛的機(jī)動(dòng)靈活性和高速運(yùn)行的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性。其次，明顯改善了車輛高速行駛的穩(wěn)定性。這種機(jī)構(gòu)在汽車低速轉(zhuǎn)向時(shí)讓后輪與前輪反向轉(zhuǎn)向來獲得較小的轉(zhuǎn)彎半徑。近十幾年來國(guó)外許多研究機(jī)構(gòu)從不同的角度對(duì)四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)進(jìn)行了大量研究，使這項(xiàng)技術(shù)日趨成熟，并發(fā)展出多于四輪的轉(zhuǎn)向技術(shù)，多輪轉(zhuǎn)向技術(shù)主要適用于非緊湊型汽車，如多功能運(yùn)動(dòng)型車、卡車、多軸重型特種車輛等。完成四軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的三維仿真。慣性力不容易平衡，不適合高速傳動(dòng)。Watt型 Stephenson型 圖22 六桿鏈的類型取上述兩類運(yùn)動(dòng)鏈的不同桿件作為固定桿(機(jī)架)，可以得到五種不同型式的六桿機(jī)構(gòu)。圖27六連桿三維建模圖機(jī)構(gòu)優(yōu)化綜合是幾十年來發(fā)展起來的一種新的綜合方法。另一類則是按動(dòng)力學(xué)要求建立數(shù)學(xué)模型。函數(shù)機(jī)構(gòu)所發(fā)生的實(shí)際函數(shù)與給定函數(shù)一般來說不可能做到完全一致，