基于ADAMS的转向机构的优化设计
某自卸车转向与悬架干涉的ADAMS校核和优化设计
某自卸车转向与悬架干涉的ADAMS校核和优化设计本文采用ADAMS软件分析自卸车转向系统以及悬架系统的干涉情况，并根据分析结果进行优化设计。
本文的研究成果对于提高自卸车的行驶稳定性和安全性具有一定的参考价值。
一、自卸车转向系统的ADAMS模型建立及校核分析首先，我们需要建立自卸车转向系统的ADAMS模型。
该模型主要包括驾驶员、车辆及车辆转向系统三部分。
具体来说，驾驶员部分采用人的单刚体模型，车辆部分采用汽车的多自由度模型，车辆转向系统采用转向杆、转向盘以及转向节等三个主要部分的组成。
在建立了自卸车转向系统的ADAMS模型后，我们需要对该模型进行校核分析。
主要分析转向轴的转向幅度、转向盘方向和前轮转向角度是否与实际情况相符。
同时，在模拟转向曲线时，需要关注转向角速度和转向加速度是否符合实际情况。
如果校核分析所得结果与实际情况相符，则说明该模型的建立是正确的。
二、自卸车悬架系统的ADAMS模型建立及校核分析除此之外，本文还需要建立自卸车悬架系统的ADAMS模型，并进行校核分析。
该模型主要包括车轮、车架、吊挂、减震器等多部分组成。
具体来说，在建立模型时需要确定车辆的行驶路段，同时关注模型中受力点的位置，以确保模拟出的车辆路面运动情况与实际情况相符。
在进行悬架系统的校核分析时，需要关注车轮的垂向和纵向加速度是否在允许范围内。
同时，需要关注悬架系统的振动频率是否与相关标准的规定相符。
如果校核分析所得结果与相关标准的规定相符，则说明该悬架系统的建立是正确的。
三、自卸车转向与悬架系统的优化设计在分析自卸车转向系统和悬架系统的ADAMS模型后，我们需要对这两个系统进行优化设计。
具体来说，针对转向系统的问题，我们可以通过调整转向节的刚度和阻尼系数等参数，来优化转向系统的控制性能。
而对于悬架系统而言，我们可以通过调整减震器的刚度和阻尼系数等参数，来优化悬架系统的跳动和稳定性能。
总之，在使用ADAMS软件对自卸车转向和悬架系统进行校核和优化设计时，我们需要根据实际情况建立模型，并通过校核分析和参数调整等方式优化模型性能。
基于adams汽车悬挂转向系统仿真与优化
基于adams汽车悬挂转向系统仿真与优化第一章引言Adams/Car模块简介：Adams/car模块是MSC公司与Audi，BMW等汽车公司合作开发的轿车设计模块，它能够快速建立高精度的车辆子系统模型和整车模型，它可通过高速动画直观的在线各个工况下车辆运动学和动力学相应，并与操纵稳定性，，制动性，平顺性有关的性能参数。
Adams/car的一个主要特点是基于模版。
建立模版即定义部件，部件之间的连接以及其他模版和试验台如何交换信息。
其中后者则是基于模版的产品所特有的。
Adams/car的共享数据库里提供了包括各种悬架，转向系，动力总成以及车身的模版，因此用户在建模时，无需从零开始，可调用已有的模版进行调整，从而大大简化建模过程。
如果在用户所要求的悬架模型或其他模型adams/car没有提供模版，这时就需用户在“template builder”中自行创建。
第二章正文2.1 悬架简介悬架是连接车轮与车架的弹性传力装置,它与汽车的操纵稳定性、平顺性及安全性等性能均有关。
悬架运动学主要研究内容是车轮定位参数与悬架变形量(或车轮跳动量) 的关系,随着各种形式的独立悬架的出现和应用,车轮定位参数在行驶过程中所引起的运动学变化对汽车操纵稳定性有着很大的影响。
双横臂悬架作为目前应用最广泛的独立悬架之一,其主要优点是:运动规律可以设计,对前轮定位参数的变化和侧倾中心位置的变化设定自由度较大,如果能适当地选择设计参数,可以使车辆得到很好的操纵性和平顺性。
本文针对某轿车行驶过程中所产生的过多转向问题,针对双横臂悬架的特性,利用ADAMS 软件对其进行建模分析,并根据仿真分析的结果确定优化目标对悬架运动学性能进行优化。
图2.2 基于双横臂前悬架子系统仿真2.2创建悬挂与转向系统轿车前后悬架为双横臂悬架。
主要结构由上下控制臂、转向节、转向横拉杆和减震器等组成。
其前悬架下控制臂为柔性体，如图 1 所示；而后悬架全部为刚体。
在建立悬架时，由于悬架左右是对称的，所以ADAMS/Car 中只需建立一侧的模型，另一侧会自动生成。
基于ADAMS软件的转向梯形计算机辅助设计
α文章编号:100127445(2003)0320246203基于ADAM S 软件的转向梯形计算机辅助设计韦超毅1,蒋国平2,周从钜1,谢美芝1(1.广西大学林学院,广西南宁530001;2.江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013)摘要:转向梯形机构是使汽车转向时实现内、外轮理想转角关系的核心部件.本文应用机械系统动力学分析软件ADAM S 建立前悬架-转向系统的统一仿真模型,同时对前悬架和转向系统的运动学特性进行仿真分析,综合考虑其实际梯形转向特性与理论转向特性的接近性、转向梯形与悬架运动的协调性问题,为转向梯形设计提供了高效、精确的实用方法.关键词:ADAM S 软件;悬架;转向梯形中图分类号:U 463.2 文献标识码:A数字化虚拟样机技术是缩短汽车研发周期,降低开发成本,提高产品设计和制造质量的重要途径.目前国外许多汽车企业都已经大规模应用多媒体分析程序来进行汽车的运动学和动力学仿真,并且利用系统仿真的概念,从设计-试验-改进设计-再试验-再设计的设计理念转为设计-仿真-试验,使设计中的主要问题利用数字化虚拟样机技术在设计初期得以解决.本文利用机械系统动力学分析软件ADAM S 建立某国产轿车的前悬架-转向系统动力学模型,将前悬架和转向系统作为一个整体来进行系统研究,探讨了ADAM S 软件在断开式转向梯形设计中的应用.1 汽车理论转向特性与转向梯形设计为了确保汽车在转弯时四轮作纯滚动而不产生滑移,必须使两转向前轮轴的延长线与后轮轴延长线的交点作为转向中心进行转向,即所谓的阿克曼(A ckerm an )理论转向特性[1、2].此时,转向内外轮转角应满足如下关系:ctg Ηo -ctg Ηi =K L ,式中Ηo 为转向外轮转角,rad ;Ηi 为转向内轮转角,rad ;K 为两主销中心线延长线到地面交点的距离,m ;L 为轴距,m .这就是在设计转向梯形时,正确处理内、外轮转角关系的理论依据.转向梯形机构的主要功能是实现汽车转向时内、外轮理想的转角关系,但现有的汽车转向梯形的设计是不可能在整个转向范围内与阿克曼理论完全吻合的,只是尽可能与理论转向特性相接近.目前转向梯形设计、计算和校核的主要方法是平面转向梯形设计法和空间转向梯形设计法.平面转向梯形设计法,即平面作图法和平面解析法,也就是把实际空间运动的转向梯形机构投影到平面上进行分析计算,误差是明显的,特别是独立悬架上采用断开式转向梯形,由于杆件数量多,机构复杂,更会产生较大的计算误差.空间转向梯形设计法是运用空间机构学理论对实际断开式转向梯形机构进行空间分析和计算,在此基础上对转向梯形机构进行综合设计使其实现较理想的内、外轮转角关系.2 前悬架-转向系统的仿真模型ADAM S CA R 模块是机械系统动力学分析软件ADAM S 软件包中的一个专业化模块,主要用于对轿车(包括整车及各个总成)的动态仿真与分析.应用ADAM S CA R 对悬架系统进行建模原理相对比较简单,模型原理与实际的系统相一致.考虑到汽车基本上为一纵向对称系统,软件模块已预先对建第28卷第3期2003年9月广西大学学报(自然科学版)Jou rnal of Guangx i U n iversity (N at Sci Ed )V o l .28,N o.3 Sep t .,2003 α收稿日期:20021103;修订日期:20030725基金项目:江苏大学企业博士后科研基金作者简介:韦超毅(1965),男,广西浦北人,广西大学林学院讲师,江苏大学在读博士生.742第3期韦超毅等:基于ADAM S软件的转向梯形计算机辅助设计5 结 论综上所述,本文得到如下研究结论:(1)目前转向梯形设计所采用的平面梯形设计法和空间梯形设计法,局限于解决实际梯形转向特性与理论转向特性的接近性问题,不能有效地解决转向梯形与悬架运动的协调性问题.(2)本文以系统研究的观点,建立能真实有效地反映该轿车前悬架和转向系统的实际运动学特性的统一仿真模型,避免传统转向梯形模型设计方法的不足.(3)基于所建立的前悬架-转向系统仿真模型,利用ADAM S 软件对前悬架-转向系统的运动学特性进行仿真分析,综合考虑其实际梯形转向特性与理论转向特性的接近性、转向梯形与悬架运动的协调性问题,从而确定转向梯形的断开点的位置,为转向梯形设计提供了高效、精确的实用方法.参考文献:[1] 龚微寒.汽车现代设计制造[M ].北京:人民交通出版社,1995.[2] 王望予.汽车设计[M ].吉林:机械工业出版社,2000.[3] 耶尔森.赖姆帕尔.汽车地盘基础[M ].北京:科学普及出版社,1992.[4] 阿达姆.措莫托.汽车行使性能[M ].北京:科学普及出版社,1992.Com puter -a ided design of steer i ng trapezo id ba sed on ADAM S sof twareW E I Chao 2yi 1,J I AN G Guo 2p ing 2,ZHOU Cong 2ju 1,X IE M ei 2zh i1(1.Co llege of Fo restry ,Guangx i U n iversity ,N ann ing 530001,Ch ina ;2.Co llege of A u tomob ile and T raffic Engineering ,J iangsu U n iversity ,Zhen jiang 212013,Ch ina )Abstract :T he A ckerm an steering trap ezo id is the key p art on veh icle ,w h ich can en su re the A ckerm an steer angle w hen steering .T he ADAM S softw are is u sed to bu ild the fron t su sp en si on and steering system si m u lati on m odel and si m u lati on analysis of steering trap ezo id .A n accu rate and u sefu l m ethod is p rovided fo r design ing the sp litting A ckerm an steering trap ezo id .Key words :ADAM S softw are ;su sp en si on ;steering trap ezo id(责任编辑 刘海涛)842广西大学学报(自然科学版)第28卷 。
基于ADAMS自行式框架车转向机构的优化设计
向液 压缸 、 向蝴 蝶板 、 向拉杆 、 向 连接 板 和 液 压 转 转 转 悬 挂 支腿 等组 成 。
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式中 ： ｎ ￡ 第 根轴线到转 向中心线的距离 ；， 是第 １ 根 轴线到中心线的距离 ； 为轮距 ； 为轴线数。 自 行式框架车转 向是正负两个方 向， 在每一个转 向周期内每个轴线的转角都会 由正的角度变成负的角 度， 相应的由内侧转角变成外侧转角 ， 由于框架车转向 机构 上下左 右关 于 中 心线 对 称 ， 以在 同一 转 向周 期 所
～
图 ２ 框 架 车 转 向 时 各 轴 线 理 想 转 角 关 系
自行式框架车转 向时其他轴线理论转角都与第一 轴 线 内侧转 角相 关 ， 当令 第 一 轴 线 内侧 转 角 为 理论 值
Ｏ 时 （ 时满足 纯滚 动理想 转 向条件 ）则第 ｎ根 轴线 ｔ 此 ，
转向 转 向 悬挂 转 向 转向 转向 拉杆 油缸 支腿 中心线 蝴蝶板 连接板
中图分 类号 ：Ｈ１ ７ 文 献标 识码 ： 文章 编 号 ：０ ０４ ５ （０ ２ ０ －０ ７０ Ｔ ３ Ｂ １ ０ －８ ８ ２ １ ）３０ １ － ４
０ 前 言
使 与之 铰接 的蝴蝶 板 转 动从 而 带 动 机 械连 杆 转 动 ， 而 机 械连杆 安装 在悬 挂 支 腿上 ， 这样 悬 挂 支腿 和其 安 在
上边 的轮 胎 就会按 照转 向蝴蝶 板 的转动 方 向来 实现 整
基于ADAMS二次开发的双前桥转向机构优化设计
第 一轴 内外 轮 应 满 足 阿 克 曼 条 件
ｃ 喀０ ２ 一ｃ ：＿ Ｋ
Ｌ１
（ １ ）
第二轴 内外轮应满足阿克曼条件
ｃ ｔ ｇ０ ，一ｃ ｔ ｇ０ ￣：＿ Ｋ
Ｌ２
（ ２ ）
同时，一轴 内轮和二轴 内轮还应满足
图 １ 理 想 的转 向轮 转 角关系
【 收稿 日期 】２ ０ １ ３ — ０ ５ — ２ ４ 【 作者简介】李德 光 （ １ ９ ７ ９ －） ，男， 东风柳 ９ ， Ｉ ， Ｉ 汽 车有 限公 司技 术 中心工程 师，研 究方 向为汽车设计 、车辆结构分析。
．
１ ３ ７．
现有 的汽 车转 向梯 形机构，对上述条件不能在整个转 向 范围内得 到满 足，只能近似 地使它得到保证 。实际 的内外轮 转角关系 曲线是在阿克曼几何学和平行几何学 的理 论曲线之
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｄｅ ｖｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ｏｆｍ ａ ｒ ｋｅ ｔ ｄ ｅ ｍａ ｎｄ， ｔ ｈｅ ｕｓ ｅ ｒ ｄ ｅ ｍａ ｎｄ ｆ ｏｒ ｄｏ ｕｂ ｌ ｅ ｆ ｒ ｏｎ ｔ ａ ｘｌ ｅ ｃ ｏ ｍｍｅ ｒ ｃ ｉ ａ ｌ ｖ ｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ ｉ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｎｄ ｍｏ ｒ ｅ ｂ ｉ ｇ ． Ｔｈｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏｄ ｕｃ ｅ ｓ ｔ ｈｅ ｐ ｉｎｃ ｒ ｉ ｐｌ ｅ ｏｆ ｄｏ ｕｂ ｌ ｅ —ｆ ｒ ｏ ｎｔ —ａ ｘ ｌ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｔ ｈ ｅ ｏｒ ｙ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈｅ ｄｙ ｎａ ｔ ｍｃ ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｎａ ｌｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ＡＤＡＭ Ｓ ｔ ｗｏ ｄｅ ｖｅ ｌ ｏｐｍ ｅ ｎ ｔ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ，ｓ ｏ ｆ ｗ ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｆ ｏ ｒ ｈｅ ａ ｖ ｙ ｃ ｏｍｍ ｅ ｒ ｃ ｉ ａ ｌ ｖ ｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｏｆ ｄ ｏｕ ｂｌ ｅ ｏ ｎｔ ａ ｘ ｌ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ．ｔ ｈｅ
基于ADAMS的转向机构的优化设计_周兵
文章编号:1674 2974(2008)12 0023 04基于ADAMS 的转向机构的优化设计周 兵1 ,杨 凡1,徐 琪2(1.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,航天技术研究所,湖南长沙 410082;2.东风汽车公司技术中心,湖北武汉430056)摘 要:利用ADAM S 软件建立麦弗逊悬架转向机构的虚拟样机模型,分析了转向机构中的关键点对阿克曼转向特性和车轮前束角变化特性的影响,对转向梯形进行了优化计算.优化计算过程中把麦弗逊悬架系统和转向机构作为一个整体系统进行运动分析,考虑了车轮跳动对转向误差的影响,并根据转向过程中的实际情况给予不同的权重,使得计算结果更符合实际情况.结果表明,优化设计后改善了转向梯形的运动特性和车轮前束角的变化特性.关键词:麦弗逊悬架;转向机构;优化设计;虚拟样机中图分类号:U463.4 文献标识码:AOptimization Design of Steering Linkage Based on ADAMSZHOU Bing 1 ,YANG Fan 1,XU Qi 2(1.State K ey Laborator y of A dvanced Desig n and M anufacture for V ehicle Body ,I nstitute o f Space T echnolog y,Hunan U niv,Changsha,Hunan 410082,China; 2.T echnical Center o f Dongfeng Motor Corporation,Wuhan,Hubei 430056,China)Abstract:The virtual prototype model of M cPherson suspension and steering linkage w as established by us ing ADAM S softw are.The effects of key points on Ackerman steering and toe in ang le change characteristic w ere studied.And the parameters of the key points of steering linkage were optimized.In the optimization com putational process,M cPherson suspension and steering linkage w ere regarded as a united system to carry on the movement analysis.The influences on the steering errors caused by the jump of wheels w ere considered,and the w eight functions w ere considered according to actual steering condition,so the solution w as closer to reality.T he results indicate that the parameters of optimization improve the perform ance of the steering linkag e and toe -in angle change characteristic.Key words:M cPherson suspension;steering linkage;optimization design;v irtual prototype转向机构对汽车转向性能、驾驶舒适性和轮胎寿命等方面都有影响,转向梯形的设计就显得尤为重要.许多文献已对转向梯形的优化设计进行了研究.文[1]使用非线性的空间机构运动学模型进行优化,考虑了左右转向轮跳动对转向误差的影响;文[2]应用空间机构运动学针对横拉杆与悬架导向机构的干涉问题,优化了断开点的位置;文[3]利用ADAMS/Car 分析了断开点对阿克曼转向特性和车轮前束角变化特性的影响,进行了单变量单目标的优化设计.虚拟样机软件ADAMS 已广泛应用于机械系统的仿真分析,本文利用ADAM S 软件建立麦弗逊悬架转向机构的虚拟样机模型,分析了转向机构关键点对阿克曼转向特性和车轮前束角特性的影响.考虑汽车转向的同时会相应地伴随有车身侧倾,收稿日期:2008 04 22基金项目:教育部博士点基金资助项目(20070532008)作者简介:周 兵(1972-),男,贵州习水人,湖南大学副教授 通讯联系人,E mail:bingo hnu@第35卷 第12期2008年12月湖南大学学报(自然科学版)Journal of Hunan U niversity (N atural Sciences)V ol.35,No.12Dec 2008并且随着车速的增加,转向角的增加,侧倾角会增大,这相当于车轮发生相应的异向跳动,而车轮跳动对转向特性和车轮前束角变化特性都有影响.因此本文在优化转向梯形时综合考虑了轮跳的影响,对转向梯形进行了多变量多目标优化.1 转向梯形的设计要求汽车转向时,外轮比内轮的转弯半径大,为减少前轮额外的磨损和动力的消耗,左右车轮的转角必须有个合理的关系,这种关系是由转向梯形机构来保证的[4].两轴汽车以低速转弯行驶时,可忽略离心力的影响,假设轮胎为刚性即忽略轮胎侧偏的影响,此时各车轮绕同一瞬时转向中心进行转弯行驶,两转向前轮的轴线的延长线交在后轴延长线上.此时,如图1所示:内外轮转角应满足如下关系:cot -cot =B /L .(1)式中: 为转向外轮转角; 为转向内轮转角;B 为两主销中心线延长线到地面交点的距离;L 为轴距.图1 理想的内、外车轮转角关系Fig.1 Relationship betw een ideal steeringangle of inner and outer w heel考虑离心力的影响,汽车转向的同时会相应地伴随有车身侧倾,并且随着车速的增加,转向角的增加,侧倾角会增大,这相当于车轮发生相应的异向跳动.把麦弗逊悬架系统和转向机构作为一个整体系统进行运动分析,其运动存在干涉:一方面转向车轮依靠前悬架导向杆系来保证车轮与车身的相对运动关系;另一方面,转向机与转向车轮之间的传动杆件也使得车轮与车身之间有一定的相对运动关系.这两种运动关系是由两套独立机构来实现的,因而不可能做到完全一致,这种不一致的结果就造成车身侧倾和垂直位移时的运动干涉,其干涉量表现为转向车轮的附加转角[4],即车轮跳动时前束角的变化量.文[5]指出,独立悬架车辆当转向梯形断开点位置选择不当时,转向杆系与悬架导向机构运动不协调,汽车在行驶过程中就会出现前轮摆振、跑偏等现象,破坏操纵稳定性,加剧轮胎磨损[5].综上所述,转向梯形设计必须满足阿克曼转向特性的要求,同时应使得车轮在正常的跳动范围内转向系统与悬架系统的干涉量最小,在优化设计目标上就是使转向误差最小,同时保证轮跳时前束角量变化最小.2 虚拟样机模型2 1 悬架转向系统建模麦弗逊式悬架是常见的轿车前悬架结构型式,与之相匹配的转向装置多为齿轮齿条式转向器,其结构如图2所示.根据某车型的相关参数在ADAMS 中建立前悬架转向系统的虚拟样机模型,其坐标系为X 轴指向右方,Y 轴垂直向上,Z 轴指向汽车后方.图3为本文建立的悬架转向系统虚拟样机模型.图2 悬架转向机构示意图Fig.2 Schematic of suspension and steering linkage该模型主要由转向节总成(转向节臂和车轮轴)、螺旋弹簧减振器、轮胎、下摆臂、转向拉杆、转向器齿条和方向盘等刚体组成.转向梯形机构部分的主要约束有:齿条与车身之间的H 点为移动副H ;齿条与转向拉杆之间的D 点万向节副;转向节臂与转向拉杆之间的C 点为球副.转向运动由方向盘铰接副处的旋转驱动实现,轮胎上下跳动由测试平台移动副处的直线驱动实现[6].24湖南大学学报(自然科学版)2008年图3 悬架转向系统虚拟样机模型F ig.3 T he v irtual prototype model o fsuspension and steer ing linkage2 2 灵敏度分析利用ADAMS/Insight分析转向梯形关键点C, D的各坐标值对阿克曼转向特性和车轮前束角变化特性的影响;D点的x,y,z坐标的变量名称分别为DV-X1,DV-Y1,DV-Z1;C点的x,y,z坐标的变量名分别为DV-X2,DV-Y2,DV-Z2.各变量对转向误差和前束角变化的影响见表1和表2.从表1可以看出:变量D V-X2,D V-Z1, D V-Z2对转向误差的影响比较大.而表2中所示各变量对前束角变化的影响却比较接近.表1 关键点坐标对转向误差的影响Tab.1 Influence of point coordinates on steering error变量名最小值最大值影响值灵敏度值/%DV-X2-7.1298e+02-6.7298e+02 2.4649e-0190.32 DV-Z1-1.7310e+02-1.3310e+02-1.1028e-01-40.41 DV-Z2-1.3326e+02-9.3260e+019.1694e-0233.60 DV-X1-3.4500e+02-3.0500e+02-2.6083e-02-9.56 DV-Y2-1.0390e+01 2.9610e+01-2.3121e-02-8.47 DV-Y1 2.4590e+01 6.4590e+01-4.0495e-03-1.48表2 关键点坐标对前束角变化的影响Tab.2 Inf luence of point coordinates on toe in angle变量名最小值最大值影响值灵敏度值/%DV-Z2-1.3326e+02-9.3260e+01 4.2476e-0225.53DV-Y1 2.4590e+01 6.4590e+01 3.8774e-0223.31DV-Y2-1.0390e+01 2.9610e+01-3.2162e-02-19.33 DV-X2-7.1298e+02-6.7298e+02 2.3663e-0214.23DV-X1-3.4500e+02-3.0500e+02-1.8479e-02-11.11 DV-Z1-1.7310e+02-1.3310e+02 1.2437e-027.483 转向梯形的优化转向梯形首先应满足阿克曼转向特性的要求,同时使得车轮在正常的跳动范围内车轮前束角变化量最小.优化时应根据这两个设计要求来设计变量、约束条件和目标函数.3 1 优化目标1)阿克曼转向特性设 为自变角,则因变角 的期望值由式(1)解得:=arccot(cot -B/L).(2)车辆在整个转向过程中,转向误差为实际的内侧转向轮转向角 与理想的内侧转向轮转向角 之差,则:f1=max=0max=1( , )| - |.(3)式中: ( , )为加权系数.根据工程实际,车辆的常见工况为小角度转弯(转弯半径较大,急转弯情况较少)和车轮小幅度跳动,为了体现不同的转向角 和不同车轮跳动量 对转向误差的要求不同,一般在最常使用的中间位置工况,误差要尽量小;而在非经常使用的高速大转角位置工况,误差可适当放宽[7],为此在转向误差前加上权重函数 ( , ),确定方法依照常规,其值为:( , )=1.5,(0 < 10 ,0 <10);1,(10 < 20 ,10 <20);0.5,(20 < < max,20 <35).(4)2)转向机构与悬架系统的运动干涉在车轮的上下跳动过程中,前束角的变化量:f2=max=0| - |.(5)式中: 为车轮跳动时的前束角, 为静止时的前束角.综上所述,目标函数表达式取为:M in f=w1f1+w2f2.(6)式中:w1,w2为加权系数,且w1,w2 0.3 2 设计变量改变悬架硬点会引起悬架一系列性能的变化,本文优化时避免改变悬架定位参数,故只对转向梯形关键点位置进行优化.前面已经分析过关键点坐标对转向误差和前束角变化的影响,由于各坐标对前束角变化的影响比较接近,为了获得最好的优化效果,将C,D2点的6个坐标都取为设计变量.3 3 约束条件1)转向机构受到结构条件和空间布置尺寸的限制,硬点改动范围不宜过大.本文取梯形机构硬点的位置约束为:x i初-20 x i初 x i初+20,x i为设计变量,x i初为变量初始值.2)最小传动角约束:根据机械原理,四连杆机构的传动角 不宜过小,通常取 40 .25第12期周 兵等:基于ADA MS的转向机构的优化设计3 4 优化结果分析在ADAM S中利用带变量的表达式将转向横拉杆和齿条的长度,相关约束副的位置和方向作相应的参数化,并建立相应的测量函数,优化目标和约束条件,运行ADAMS自带优化程序进行计算[8].优化前C点(-692.98,9.61,-113.26),D点(-325, 44.59,-153.10),优化后C点(-709.39,29.61, -133.24),D点(-345,58.67,-133.10).图4所示为车轮跳动量为 80mm时,原前束角的变化范围在-0.7 ~0.2 之间,优化后变化范围在-0.1 ~0.15 之间,变化范围明显变小.图5车轮跳动量/m m图4 优化前后前束角随车轮跳动的变化曲线Fig.4 Changes of toe in angle vs.wheel s jumpingbefo re and after optimized内轮转角 /( )图5 优化前后内外车轮转向角的变化曲线F ig.5 Chang es of steering angles inner and outerwheel befor e and after optimized外轮转角 /( )图6 优化前后转向误差变化曲线Fig.6 Chang es of steering error before and after optimized 和图6所示为优化前转向误差最大值达到1.8 ,而优化后只有0.4 ,优化后内外车轮转向角的变化曲线更加接近理想阿克曼转角曲线.4 结 论1)利用ADAM S软件建模,考虑车轮跳动对转向误差的影响,以优化阿克曼转向特性和车轮前束角变化特性为综合目标,对转向梯形进行了优化设计.结果表明,优化后改善了转向梯形的运动特性和车轮前束角的变化特性.2)运用ADAMS软件可以方便而又精确地对各种机械系统进行建模和优化设计,避免了复杂繁琐的数学公式的推导,可以获得较满意的结果.参考文献[1] 王敏,赵京,陶民华,等.汽车转向机构的优化设计[J].汽车工程,1995,17(6):360-366.WANG M,ZHAO J,TAO M H,et al.Optimal design of a car steering mechanism[J].Automotive Engineeri ng.1995,17(6): 360-366.(In Chinese)[2] 初亮,高义民,王志浩,等.滑柱臂式悬架断开点位置的优化及分析[J].汽车工程,1996,18(6):365-369.CH U L,GAO Y M,WANG Z H,e t al.Opti m i zation and analysis of splitting point of ackerman steering linkage of strut and li nk type suspension[J].Automotive Engineering,1996,18(6):365-369.(In Chinese)[3] 蒋国平,王国林,周孔亢.独立悬架转向梯形断开点位置的优化设计[J].农业机械学报,2007,38(2):30-34.JIANG G P,W ANG G L,ZHOU K K.Optimization desi gn of splitti ng point of ackerman steering linkage of independent s uspen sion based on ADAM S[J].T ransactions of the Chinese Society for Agricultural M achinery,2007,38(2):30-34.(In Chinese) [4] 郭孔辉.汽车操纵动力学[M].长春:吉林科学技术出版社,1991:206-221.GUO K H.Vehicle manipulation dynamics[M].Changchun: Jilin Science Technology Press,1991:206-221.(In Chinese) [5] 耶尔森 赖姆帕尔.汽车底盘基础[M].张洪欣,余卓平,译.北京:科学普及出版社,1992,110-112.JORNSEN REIM PELL.Automotive chassis elements[M].ZHANG H X,YU Z P,translated.Beijing:Popular S cience Press,1992:110-112.(In Chinese)[6] 李军,邢俊文,覃文洁,等.ADAM S实例教程[M].北京:北京理工大学出版社,2002:87-119.LI J,XING J W,QIN W J,et al.ADAM S example tutorial [M].Beijing:Publishing House of Beijing Insti tute of T echnolo gy,2002:87-119.(In Chi n ese)[7] 王望予.汽车设计[M].北京:清华大学出版社.2002:188-190.WANG W Y.Vehicle design[M].Beijing:T si nghua University Press,2002:188-190.(In Chinese)[8] 唐应时,占良胜,严仁君.重型汽车双前桥转向系统的运动学和动力学的建模与仿真分析[J].湖南大学学报:自然科学版, 2003,30(3):59-61.TANG Y S,ZHAN L S,YAN R J.Kinematics and dynamic s i m ulation of double front axle steering of heavy vehicle[J].Journal of Hunan Universi ty:Natural S ciences,2003,30(3):59-61.(In Chinese)26 湖南大学学报(自然科学版)2008年。
（机械制造及其自动化专业论文）基于ADAMS的车轮定位参数及转向机构优化设计
第四章仿真模型的建立第四章仿真模型的建立根据多刚体系统动力学理论，ＡＤＡＭＳ软件中包含进行机械系统仿真分析所需的各种库。
例如：约束库一将实际机械系统中的运动副进行抽象，包括理想铰链（Ｉｄｅａｌｉｚｅｄｊｏｉｎｔｓ）、原始铰链（Ｊｏｉｎｔｐｒｉｍｉｔｉｖｅｓ）、运动发生器（Ｍｏｔｉｏｎｓｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ）、联合铰链（ＡｓｓｏｃｉａｔｉｖｅＣｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）以及二维曲线约束（Ｔｗｏ．－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｕｒｖｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）。
在课题研究中，利用ＡＤＡＭＳ软件提供的构件库、约束库以及力库，建立了用以研究定位参数和转向机构各种性能的烛式悬架一转向机构力学模型，４．１烛式悬架结构及运动特－陛汽车悬架的形式分为非独立悬架和独立悬架两种：非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，影响另～侧车轮也作相应的跳动，使整个车身振动或倾斜，汽车的平稳性和舒适性较差，但由于构造较简单，承载力大在行驶中始终保持贴地状态，轮胎的附着力较强，磨损较均匀。
独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架（或车身）下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。
前轮采用独立式悬挂，可以便发动机的位置降低和前移，整车重心得以下降，提高汽车的行驶稳定性。
但这种悬架构造较复杂，承载力小，同时由于车轮外倾角与轮距变化较大，轮胎磨损较严重。
烛式悬架又称改进的麦弗逊式悬架，如图４－１所示，主销刚性地固定在悬架上，转向节与套筒４连接在一起。
当车轮跳动时，转向节与套筒一起沿主销轴线移动。
这种悬架对于转向轮来说，在恳架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅轮距、轴距稍有改变，因此有卜丰销：２一防层罩；３一车利于汽车的转向操纵和行驶稳定性。
但是侧向力全部由架；４一套筒：５一防层罩：套在主销ｌ上的长套筒４和主销承受，则套筒与主销之６一减振器；７一通气管；间的磨擦阻力大，磨损严重。
基于ADAMS的矿用车转向油缸油压稳定性优化设计
矿用 汽 车作为 一 种 大 型 的非 公 路 运输 车辆 ， 由于 工作 环境 恶劣 ， 转 向 阻力矩 大 ， 通 常其 转 向系统 采用全 液压 式转 向¨ Ｉ ３ Ｊ 。 由此 ， 因为 转 向油 缸作 用 的转 向节
臂随着车轮转动角度 的变化 ， 油缸的作用臂长发生变 动， 从 而 引起 转 向油 缸 的 油压 上 下 波 动 。而 如 果 这样 的波动范围较大时， 将引起油压出现高压值 ， 同时变幅
标准取值／ ｍ ｍ ２ ０ ０ ． ０ — ６ ５ ０ ． ０
取值 范围／ ｍ ｍ ［ ２ ０ ｏ ． ０， ６ ０ ０ ． ０ ］ ［一 ７ ｏ ０ ． ０，一 ５ ０ ０ ． ０ ］
Ｆ 】＝
・ （ Ｄ 一 ｄ ） ／ ４
（ ５ ）
Ｍ１＝Ｆ １・ Ｌ １＋ ・ ５ （ ６ ） 其 中， Ｆ 。 、 分别是转向油缸作用 的有杆腔拉力 、 无杆
ｂ ）局部连接 图
５ ． 油缸铰支架
６ ． 车架
７ ． 转向节
Ｃ ． 转向节臂旋转 中心点
图 １ 转 向系统 的结构布 置
对此 ， 本研究 以与某集团合作设计的４ ０ ０ ｔ 矿用 自 卸 车转 向 系统为研 究 对 象 ， 引 入 矿 用 车转 向油 缸 油 压
稳 定性 的优 化设 计 。首 先 ， 建 立 转 向系 统 的油 缸 油 压
在车辆转 向时， 如果内侧车轮阻力矩越大时， 内侧 有杆腔油缸驱动力不足 ， 需外侧无杆腔通过转 向梯形
２ ０ １ ３年第 １ ２期
Ｆ ３＝Ｆ ３。 ｅ Ｏ
・
液压 与气动
（ ３ ）
表 １ 优 化 前 设 计 变 量 的 取 值
５ ３
基于adams的汽车转向力矩波动分析与优化
汽车转向系统是用来改变或保持行驶方向的机
单十字轴万向节主、从动轴之间存在夹角 时，
[1]
构 。十字轴式刚性万向节是转向系统中的重要组成部 主、从动轴的角速度之间存在如下关系：
件，用以实现两轴间的变角度传动，同时传递力矩。单 个十字轴万向节由于输入轴与输出轴之间存在夹角，
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技术聚焦
2020年 3月
相等，则输入轴转矩（!1/N·m）和输出轴转矩（!3/N·m） 范围内。 的关系满足：!11=!33，即：!3/!1=1/3，由此可知，转速 转向系统动力学模型建立
技术看点
波动是造成力矩波动的原因。
双十字轴万向节运动分析
[3]
双十字轴万向节等速的条件是 ：1）第一万向节两
关键词：汽车；转向系统；力矩波动；相位角
#$%&'()( %$* +,-).)/%-)0$ 01 234)5&3 6-337)$8 907:;3 <&;5-;%-)0$ =%(3* 0$ #>#?6
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基于Adams的某竞赛越野车转向优化设计
基于Adams的某竞赛越野车转向优化设计作者：向安波蔡东来源：《汽车世界·车辆工程技术（中）》2019年第03期摘要：运用Adams/Car建立初步设计的前独立悬架及转向模型，并进行平行轮跳动及转向运动仿真实验，结合Adams/Insight模块的灵敏度分析，对转向梯形关键点进行优化，减小轮胎磨损，提高该越野车的转向行驶性能、操纵稳定性能。
关键词：转向梯形;Adams建模;阿克曼误差;前束角;优化分析0 引言赛车在赛道行驶时，转向梯形机构对整车的操纵稳定性以及轮胎的磨损都有着较大的影响，若转向梯形机构设计不合理，悬架系统的导向机构与转向系统的转向杆系之间的运动会发生干涉，破坏赛车的操作性、稳定性，轮胎磨损变得更为剧烈因此该机构的优化设计非常重要。
Adams是CAE领域中使用范围最广、应用行业最多的机械系统动力学仿真工具，用于建立复杂机械系统的“功能化虚拟样机”，可以在现实工作条件下逼真地模拟其所有運动情况，可以快速分析比较多种设计思想，直至获得最优设计方案，从而减少昂贵的物理样机试验。
文中以某竞赛越野车为研究对象，利用Adams/Car建立初步设计的前独立悬架及转向模型并进行仿真，并根据阿克曼误差对越野车行驶和轮胎磨损的影响，使用Adams/Insight对前轮点位进行优化。
1 转向系统与悬架系统的匹配设计转向系统与悬架系统的匹配设计主要考虑两方面的问题：（1）前束角：当车轮上下跳动时，转向杆系与悬架杆系的运动干涉所引起的前束角变化要尽量小;（2）转向特性：考虑到越野车赛道的全地形性、复杂性，赛车转向行驶时，机构所引起的干涉要有利于过多转向的产生。
2 前独立悬架及转向模型的搭建该竞赛越野车的前悬架为双叉臂式、螺旋弹簧独立悬架，使用Adams/Car进行建模。
在建模时对部分部件进行简化，如将轮毂轴简化成一个圆柱刚体，将立柱简化成一个星形刚体等。
双叉臂与立柱之间使用球铰连接，双叉臂与车架之间使用球铰连接，减振器缸筒与减振器活塞杆之间使用圆柱副连接，筒式减振器的上端与车架连接的螺栓和橡胶垫圈简化为一个万向铰，减振器钢筒下端和双叉臂之间使用万向铰连接，轮毂轴与立柱之间使用旋转副连接，转向拉杆与立柱之间使用球铰连接，转向拉杆与转向器之间使用常速度铰连接。
基于ADAMS的42吨集装箱叉车转向机构的仿真与优化设计_毕业论文设计
山东交通学院毕业生毕业论文（设计）题目：基于ADAMS的42吨集装箱叉车转向机构的仿真与优化设计系别工程机械系专业交通建设与装备班级交建072本文介绍了42t集装箱叉车的转向机构采用由横置液压缸组成的一组六连杆机构，为了保证车轮转向时作纯滚动，需对六连杆机构优化设计。
为了分析叉车的转向性能，采用ADAMS 软件对叉车的转向机构进行了建模仿真，测量了该转向机构的转角误差；实现了转向机构的参数化建模，以转向机构的累计转角误差最小为目标函数对转向机构进行了优化设计，并建立了叉车的整车模型，测量了叉车的外转向轮误差和整车模型的转向半径变化曲线，为分析叉车的转向性能提供了依据。
并且以优化设计的结果为参数在ADAMS中建立叉车的整车模型，仿真结果证明优化设计的有效。
关键字：ADAMS；转向机构；仿真；优化设计This article describes the 42t container forklift steering hydraulic cylinder used by the tap of a group composed of six-bar linkage, in order to ensure the steering wheel, made of pure rolling, the need for optimization of six-bar linkage design. To analyze the forklift's steering performance, the use of ADAMS, the steering mechanism on the truck the modeling and simulation, measuring the angle of the steering error; to achieve a steering mechanism of the parametric modeling, the steering angle error of the cumulative goal of minimizing function of the steering mechanism was optimized, and the establishment of a forklift vehicle model, measured outside the steering wheel forklift model error and the vehicle turning radius curve, analysis of the forklift's steering provided. And the results to optimize the design parameters to create the forklift vehicle ADAMS model, simulation results show that the effective optimal design.Key words: ADAMS；Steering system; simulation; Optimization design目录前言 (1)1绪论 (2)1.1本文研究的背景 (2)1.2虚拟样机技术 (2)1.2.1虚拟样机技术 (3)1.2.2 虚拟产品的开发流程 (3)1.3ADAMS软件的介绍 (5)1.3.1 ADAMS软件的概述 (5)1.3.2 ADAMS软件基本模块 (7)1.3.3 ADAMS 仿真分析步骤 (10)1.4平面连杆机构 (11)1.4.1 连杆机构的特点 (11)1.4.2 42吨集装箱叉车转向机构的连杆机构 (12)1.4.3横置液压缸式转向桥的结构形式 (12)2利用ADAMS对叉车转向机构进行建模 (14)2.1叉车转向机构的建模 (14)2.2应用ADAMS创建转向机构模型 (14)2.2.1启动ADAMS (14)2.2.2设置工作环境 (15)2.2.3创建设计点 (16)2.2.4创建机构的各个部件 (16)2.2.5创建车轮和地面 (17)2.2.6 保存模型 (21)3转向机构的仿真 (22)3.1叉车转向系统动力学仿真分析系统前处理模块 (23)3.2叉车转向系统动力学仿真分析系统分析计算模块 (23)3.3叉车转向系统动力学仿真分析系统后处理模块 (25)4叉车转向机构的优化设计 (26)4．1定义设计变量 (27)4.2定义目标函数 (29)4.3确定约束条件 (30)4.4优化模型 (30)5创建整车模型，仿真叉车的转向运动轨迹 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)前言叉车是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆。
基于Adams虚拟样机的转向管柱硬点优化设计
基于Adams虚拟样机的转向管柱硬点优化设计胡伟;曾志;林成杰【摘要】采用Adams/View虚拟样机优化设计软件的目标优化模块，对某车型转向管柱硬点进行优化设计。
结合整车人机布置和底盘硬点的输入，以力矩波动作为目标函数，结合转向管柱长度，安装角度等约束条件进行计算和分析，得到合理的降低力矩从而获得最佳的布置硬点。
计算结果表明优化设计方法对于管柱硬点设计是有效的，该方法可以广泛应用于车辆转向管柱硬点的优化设计工程。
%with the design evaluation of Adams/View,The steering column hard point has been optimized ,with the input of the package and chassis hard point, taking torque variation as design object, steering column length and angle was calculated to minimize torque variation to get the optimal steering column hard point. the result state clearly that the design optimization method for steering column hard point design is effective and should be widely used to vehicle steering column structure design.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4页(P126-128,153)【关键词】转向管柱;Adams/View虚拟样机;力矩波动;目标优化【作者】胡伟;曾志;林成杰【作者单位】广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州 510640;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州 510640;广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】U463.460 前言随着CAE技术的飞速发展，在产品的设计，开发和制造中，虚拟样机技术在解决和改善产品质量，降低开发周期和成本，提高工作效率提供有力支撑。
基于ADAMS的三十字轴万向节转向系统力矩波动优化
10.16638/ki.1671-7988.2021.04.006基于ADAMS的三十字轴万向节转向系统力矩波动优化杜满胜，郑勇（江铃汽车股份有限公司，江西南昌330052）摘要：汽车转向系统的力矩波动是影响整车操纵性的重要因素之一。
由于受到人机、布置、碰撞安全、装配等限制，转向系统的力矩波动率难于保证。
文章基于MATLAB和ADAMS软件对某车型的三十字轴万向节转向系统进行了力矩波动分析，通过对相位角的优化，降低该车型转向系统的力矩波动率，提高整车操作性能。
关键词：转向系统；三十字轴万向节；力矩波动;ADAMS中图分类号：U462.1 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)04-18-03Torque Ripple Optimization of Steering System with Three-Cross UniversalJoint Based on ADAMSDu Mansheng, Zheng Yong( Jiang Ling Motors Co., Ltd. Jiangxi Nanchang 330052 )Abstract: Torque ripple of automobile steering system is one of the important factors affecting vehicle maneuverability. Due to the limitations of man-machine, layout, collision safety and assembly, it is difficult to guarantee the torque ripple rate of steering system. In this paper, based on MATLAB and Adams software, the torque ripple of the steering system with three-Cross Universal Joint of a vehicle is analyzed. By optimizing the phase angle, the torque ripple rate of the steering system of the vehicle is reduced and the operation performance of the vehicle is improved.Keywords: Steering system; Three-Cross Universal Joint; Torque ripple; ADAMSCLC NO.: U462.1 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)04-18-03前言汽车行业伴随着人们对高品质的驾驶追求而发展迅速，汽车的操纵性能是最能被用户感知的一环，是用户评价整车品质的关键指标。
p091_基于MSC.ADAMSInsight的转向机构响应面法优化分析
基于MSC.ADAMS/Insight的转向机构响应面法优化分析申焱华北京科技大学土木与环境学院基于MSC.ADAMS/Insight的转向机构响应面法优化分析Response Surface Method Optimum Analysis of Steering Mechanism Based on MSC.ADAMS/Insight申焱华(北京科技大学土木与环境学院)摘要:建立了某型矿用汽车转向机构的虚拟样机参数化模型，利用ADAMS/Insight建立系统的非线性响应面模型，拟合转向机构中设计变量同系统性能之间的函数关系，分析各设计变量对系统响应的灵敏程度。
考虑到加工、使用过程中多种不确定因素的存在，有可能使转向曲线出现较大的误差，根据质量工程设计方法，求取系统的稳健优化值。
关键词: 转向机构，响应面法，稳健设计，MSC.ADAMS/InsightAbstract:Virtual parametric model of mining truck steering mechanism was built. Using MSC.ADAMS/Insight, non-linear RSM of steering mechanism was developed to discuss the relationship between the design variables and system performance., and the sensitivity of each variable to system was analyzed. Being the existing of non-deterministic parameters in the process of manufacturing and working period, the un-torlerable error value of steering curve may be emerged Based on the concepts of quality engineering, the robust optimum value was given.Key words:steering mechanism，response surface method，robust design，MSC.ADAMS/Insight1 前言转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶过程中，保证各转向轮之间有协调的转角关系。
基于ADAMS 的多轴车辆前三桥转向机构优化分析
79CONSTRUCTION MACHINERY基于ADAMS 的多轴车辆前三桥转向机构优化分析鲜 前，黄松和（西南交通大学 机械工程学院，四川 成都 610031）［摘要］为研究转向摇臂机构对转向系统的影响，通过在ADAMS 里建立多轴车辆前三桥转向机构的虚拟样机模型，结合阿克曼转向原理验证其转向性能。
根据仿真过程中的误差，提出了基于转角误差最小的优化方法，并在ADAMS 对前三桥转向摇臂机构进行了结构优化，结构表明，优化后的转角相比优化之前转角误差进一步减小。
［关键词］多轴车辆；转向机构；ADAMS 仿真；优化［中图分类号］U462 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X （2017）06-0079-05Optimization analysis of three -axle steering mechanism of multi -axlevehicle based on ADAMSXIAN Qian ，HUANG Song -he本文以ZJ40CZ 型多轴石油钻机车作为研究对象，针对转向摇臂机构转向特性的不足进行优化分析，提高其转向性能。
1 多轴车辆转向原理车辆在行驶中，转向时会受弹性轮胎侧偏角的影响，以至于各个车轮不能绕转向中心滚动。
在分析有关两轴车辆转向关系时，前轴两转向轮的轴线延长线应交在后一轴轴线的延长线上，从而保证各轮做纯滚动。
由图1的几何关系推导可得：cot cot =BL αβ-L αβ- cot cot i i j jL L αα⨯=⨯cot cot i i j jL L ββ⨯=⨯1tan i i 11L L ββ-⎛⎫= ⎪⎝⎭ 1cot cot i i i B L αβ-⎛⎫= ⎪⎝⎭+（1）式中 α——前轴外侧车轮转角，（°）； β——前轴内侧车轮转角，（°）；B ——同轴两主销中心线的延长线与地面交 点之间的距离，mm ；L ——为转向轴轴线到转向中心之间的距 离，mm 。
基于MATLAB和ADAMS的叉车曲柄滑块式转向机构优化分析
4 结束语
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对叉车曲柄滑块式转向机构进行了几何、运动分析，建立了相应的数学模型，使用 MATLAB 工具箱对机构进行了优化分析.根据 MATLAB 提供的优化尺寸数据，在 ADAMS 软 件中对其建模并进行了运动仿真分析，得到样机内、外轮转角关系，同时将内、外轮转角关系 在实际样机和理论情况下做对比.最终可知，通过 MATLAB 优化后的转向机构尺寸所建立的样 机，其内、外轮转角关系与理想状态下的内、外转角关系极为吻合，最大转角误差不超过 0.7°，满足工作需要.
3 转向机构模型验证分析
根据 MATLAB 优化后的机构尺寸，利用 ADAMS 软件[3]对转向机构进行几何体建模， 并施加约束副和驱动副，最终样机模型如下：
在样机模型上对内、外车轮转角分别创建测量函数，并利用 ADAMS/PostProcessor 绘制 出内、外轮转角的关系曲线，图 4 中横坐标为该机构的内轮转角，纵坐标为该机构的外轮转角.
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摘要：曲柄滑块式转向机构是一种常见的转向机构，其作为叉车转向桥的核心机构对叉 车的转向功能具有至关重要的作用.本文通过对该机构空间运动分析、数学建模，确定出了该 机构外轮实际转角、理论转角之间的关系，将两者之间的最大偏差值的最小化作为优化目标， 利用 MATLAB 提供的优化算法，对该机构进行优化设计.根据优化所得尺寸参数，在 ADAMS 中建立相應的虚拟样机，对样机做了运动仿真分析，分析数据表明优化参数合理、准确.
低频率的直线行驶、高频率的转向是叉车作业主要特点，频繁的转向会造成叉车轮胎寿 命大大缩短，因此，对叉车转向机构进行优化设计分析具有深远的意义.
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基于ADAMS的转向机构的优化设计
作者：周兵， 杨凡， 徐琪， ZHOU Bing， YANG Fan， XU Qi
作者单位：周兵,杨凡,ZHOU Bing,YANG Fan(湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,航天技术研究所,湖南,长沙,410082)， 徐琪,XU Qi(东风汽车公司技术中心,湖北,武汉,430056)刊名：
湖南大学学报（自然科学版）
英文刊名：JOURNAL OF HUNAN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES)
年，卷(期)：2008,35(12)
被引用次数：5次
1.唐应时;占良胜;严仁君重型汽车双前桥转向系统的运动学和动力学的建模与仿真分析 2003(03)
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3.李军;邢俊文;覃文洁ADAMS 实例教程 2002
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6.蒋国平;王国林;周孔亢独立悬架转向梯形断开点位置的优化设计[期刊论文]-农业机械学报 2007(02)
7.初亮;高义民;王志浩滑柱臂式悬架断开点位置的优化及分析 1996(06)
8.王敏;赵京;陶民华汽车转向机构的优化设计 1995(06)
1.谢向荣.俞翔.朱石坚.XIE Xiang-rong.YU Xiang.ZHU Shi-jian基于ADAMS的柔性基础振动系统隔振性能分析[期刊论文]-振动与冲击2010,29(3)
1.莫方伟.温国强.张永亮曲柄滑块转向机构实现左右不同偏转角的证明[期刊论文]-装备制造技术 2011(6)
2.宋春华.区颖刚.刘庆庭.解福祥甘蔗收获机两段式螺旋捡拾机构模拟与试验[期刊论文]-农业工程学报 2011(5)
3.廖小亮.孙泽海基于ADAMS的FSAE赛车转向梯形机构的优化设计[期刊论文]-湖北汽车工业学院学报 2011(4)
4.伍文广.谷正气.李伟平.梁小波.彭国谱计及侧偏特性的转向系统分析和优化[期刊论文]-湖南大学学报（自然科学版） 2011(5)
5.朱明星基于ADAMS的42t集装箱叉车转向机构的仿真与优化设计[期刊论文]-湖南科技大学学报（自然科学版）2010(3)
本文链接：/Periodical_hndxxb200812005.aspx。