后轮转向机构的运动学和动力学分析

摘要

当今大型商用车为了提高操纵稳定性、机动性和灵活性来满足复杂环境的要求，四轮转向技术已经成为一个商用车的发展趋势。在低速工况下，前后轮反向转动，可以减小商用车的转弯半径，提高机动性能；在高速工况下，前后轮同向转动，改善商用车的操纵稳定性。后轮转向系统是四轮转向技术的核心，因此，对后轮转向机构的运动学和动力学分析显得日益重要。
　　本文根据汽车设计、汽车理论和空间连杆的运动学、多体动力学知识，分析后轮转向机构特性。首先，介绍了本文的研究背景和意义，简要的讲述了近年来四轮转向系统中后轮转向机构的组成、类型和发展。其次，论述了后轮转向机构的总体布置方案以及转向特性。另外，基于平面和空间作图法对后轮转向机构的转向性能评价，研究了后轮转向机构空间运动学转向特性分析方法，进一步研究了在后车轮跳动工况下后轮转向机构和后钢板弹簧悬架的运动校核方法，得出了后轮转向机构的运动规律，还研究了后转向梯形机构的运动特性，初步对后轮转向机构的性能进行了评价。再者，在ADAMS平台下建立了后轮转向机构的虚拟模型，利用后轮转向机构的空间运动学分析方法得出的评价公式，建立了目标函数。分析了后轮转向机构中一些关键点对后轮转向特性的影响，对后轮转向机构进行优化分析。最后，建立四轮转向整车模型，分析了优化前后整车操纵稳定性评价指标，结果表明操纵稳定性得到了改善，为后轮转向机构的设计提供了依据。

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第1章 绪论

1.1 研究课题的提出

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究意义

第2章 后轮转向系统设计和四轮转向系统分析

2.1后轮转向系统的类型选择和总体设计方案

2.2电动液压式后轮转向系统初步设计方法

2.3 后轮转向特性研究

2.4 理想四轮转向系统的转向特性分析

2.5四轮转向系统低速模式的缺点分析

2.6 本章小结

第3章 后轮转向机构性能分析

3.1 后轮转向机构性能的评价

3.2 后轮转向传动机构的运动学分析

3.3 转向梯形机构

3.4 后轮转向传动机构与悬架机构的运动干涉分析

3.5 本章小结

第4章 后轮转向机构的动力学分析

4.1 转向受力定性分析

4.2后轮胎磨损分析

4.3 虚拟样机技术

4.4 多体动力学

4.5 ADAMS软件的功能和优点

4.6后轮转向机构与悬架机构动力学虚拟模型的建立

4.7优化仿真分析

4.8 本章小结

第5章 整车虚拟模型的建立

5.1 四轮转向汽车二自由度数学模型的建立

5.2 整车虚拟模型的建立

5.3 仿真结果与分析

5.4 本章小结

第6章 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录：攻读硕士学位期间取得的成果