四轮转向车辆行星齿轮式转向机构的设计研究

摘要

前轮转向汽车在低速转向时存在响应慢、转向半径大、转向不灵活等缺点，导致车辆的机动性较差，高速转向时操纵稳定性较差、安全性不高。四轮转向技术可以使汽车在低速行驶时，明显减小汽车的转弯半径，提高汽车的机动灵活性，同时还可以提高汽车在中高速时的操纵稳定性。所以说四轮转向汽车在改善汽车的转向灵活性及操纵稳定性方面具有重要意义，而四轮转向机构在四轮转向中起主要作用，它的成功设计是保证四轮转向得以实现的关键。
　　本文以行星齿轮式四轮转向机构为研究对象，阿克曼原理为其设计原理，运用动力学仿真软件ADAMS建立了装配有该四轮转向机构的四轮转向汽车的整车模型，分析了其稳态转向性能。以质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度等响应为评价指标，分别在低、高车速两种工况下，以方向盘转角为输入，对四轮转向汽车和前轮转向汽车做了动力学仿真分析，对比了两者的转向性能。结果表明，本文所设计的行星齿轮式四轮转向机构在低速时，有助于改善汽车的机动性；高速时，明显改善了汽车的操纵稳定性。根据其性能分析对转向机构的设计参数耦合传动比、行星轮传动比和行星轮距进行了优化，并与优化前的整车模型的性能进行比较，结果表明优化后的模型进一步改善了汽车的转向性能。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要内容

第二章 四轮转向及行星齿轮式转向机构

2.1 四轮转向汽车的运动规律

2.2 行星齿轮转向传动机构

2.3 行星传动机构的参数行星轮对偏轴运动的影响

2.4本章总结

第三章 行星齿轮式转向机构动力学模型的建立

3.1 四轮转向汽车整体模型的建立

3. 2 模型的动力传输

3.3 前后轮转角曲线

3. 4 本章总结

第四章 行星齿轮式四轮转向汽车转向性能分析

4.1 低速模型的仿真

4.2 高速模型的仿真

4. 3 本章总结

第五章 行星齿轮式四轮转向机构设计参数的优化

5.1 行星轮转向传动机构的参数对转向性能的影响

5.2 创建设计变量

5. 3 创建约束条件

5.4 优化高速运行时的整车模型

5.5 优化低速运行时的整车模型

5.6 优化后的整车模型

5. 7 模型优化前后性能比较

5.8 本章总结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文