载重汽车双前桥转向机构优化设计.pdfVIP

． 现代设计与先进制造技术 · 张 蕾 董恩围 梁 堂 重塑主 煎 堡 ：：：：：： 载重汽车双前桥转向机构优化设计 张 蕾 ，董恩国 ，梁立学 (1．天津职业技术师范大学 汽车与交通学院，天津 300222) (2。营 口市农业工程学校 招生办，辽宁 营1：3 115009) 摘要 ：以多体系统动力学理论为基础，应用多体动力学软件 ADAMS建立了载重汽车双前桥转向 机构动力学仿真模型，以及转向梯形机构及 中间摇臂机构的数学模型。基于各机构转角误差最 小对设计参数进行了仿真优化分析。通过仿真分析，得到了双前桥转向机构的优化结果 以及转 向性能的评价结论 。 关键词 ：双前桥转向机构 ；仿真模型 ；优化设计 中图分类号：U463．42 文献标识码 ：A 文章编号：1672—1616(2012)19-0063一o3 双前桥转向汽车有2个前桥同时参与转 向，其 度为690mm，后悬挂的长度为640mm。 结构及动力学特征比传统的单前桥转向复杂。对 建立该汽车双前桥转向机构整车仿真模型。 于双前桥转 向机构 ¨ J，为了实现汽车的最佳转 简化后的仿真模型包括车辆的行驶系、悬架系统和 向，减小轮胎的磨损，除了要保证每轴车轮 内外侧 转向机构，主要 由转向节 (4个)、车轮 (8个)、悬架 转角的关系 ，同时还要满足不同车轴之间同侧车轮 (8个)、转向梯形机构 (2个)、后桥、车身 (简化为 转角的关系。目前，对于多轴转向车辆主要有2种 球体)等组成，如图1所示 。 设计方法 J：一种是转 向系统采用微 电控制原理； 另一种是根据车辆具体的车身和车轴尺寸，用解析 法构造出不同杆长的转向机构。文献 [5]建立了 双轴转向8×4货车的多体系统动力学模型，对车 辆进行了平顺性分析。文献 [6]建立了双前桥转 向系统瞬时转动中心的数学模型，得 出了转动中心 位置 的一般公式以及一轴、二轴转角关系式。文献 [7]利用多体动力学软件ADAMS建立了某重型汽 车双前桥转向系统动力学模型，并根据设计参数对 其进行了仿真分析。文献 [8]针对重卡双前桥转 图 1 仿真模型 向摇臂机构提出了多 目标优化模型 。本文应用 仿真模型的约束副主要包括旋转副、球副。对 多体动力学分析软件 ADAMS建立 了某重型汽车 于转向传动机构，各转 向梯形臂与转向节之间使用 双前桥转 向机构的仿真模型，以空间运动为基础 ， 旋转副约束；转向梯形臂与转 向横拉杆之间使用球 对其进行多 目标优化设计分析。 副约束，转向横拉杆与中间摆臂之间使用球副约 束。对于双前桥转向机构的中间摇臂部分，垂臂与 1 仿真模型的建立 直拉杆之间采用球副约束，其余各杆件之间均采用 某双前桥转 向重型汽车，有效载荷 18t，总重 旋转副约束；2个垂臂与车身之间也采用旋转副连 31t。前轮距为 2300mm，后轮距为 2380mm，前 接 。对于悬架系统，悬架 由上下 2部分(缸筒和推 后桥轴距为 1700mm，前桥至第三轴距离为5400 杆)组成，应用移动副连接 ，悬架上部分 (缸筒)与 mm，前桥至第 四轴距离为8000mm。前悬挂的长 车身使用旋转副约束，悬架下部分与转向节之间使 收稿 日期 ：2012—06—04 基金项 目：天津职业技术师范大学基金资助项 目(KJYI1—07)