基于双横臂独立悬架对轿车转向机构优化设计

摘要

现代汽车的断开式前桥系统大多数采用双横臂式独立悬架机构，以保证在各种行驶条件下获得平顺性和操纵稳定性的最佳匹配。由于悬架性能对整车的平顺性和操纵稳定性的影响很大，所以采用计算机辅助计算，提高其设计质量。本文主要研究如何对基于双横臂独立悬架的转向机构进行优化设计。 传统的设计方法通常采用平面作图法或是平面解析法，由于忽略了悬架机构系统的空间布置形式，很难获得较好的优化结果。本文的设计方法是基于空间机构学原理以及空间坐标系转换理论，对最为常见的双横臂悬架的断开式转向梯形进行了运动学分析，根据实际车型上双横臂式独立悬架和转向系的空间布置要求，建立了以横拉杆断开点和梯形臂节点空间位置坐标为优化变量，横拉杆断开点和梯形臂节点空间布置坐标可变化范围为约束条件，车轮转向时左右轮实际转角差同理论转角差的接近程度为目标函数的约束优化模型，运用MATLAB自带的优化工具箱编制了对转向梯形机构的优化计算程序，通过ADAMS对样车建模，并且仿真分析了在车轮转向和车轮上下跳动时前轮定位参数等性能参数的变化情况。对比了优化前后的特性曲线，优化之后的转向梯形使车轮在转向时左右车轮转角更加符合理论转角关系，从而降低了轮胎磨损，提高的行车平顺性和安全性。

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致谢

第一章绪论

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究现状及分析

1.3本文主要研究内容

第二章双横臂悬架与转向梯形机构

2.1双横臂独立悬架及导向机构的分析

2.2样车悬架与转向系统

2.3小结

第三章空间坐标转换法基本理论

3.1坐标变换矩阵

3.2绕一个坐标轴旋转的坐标变换

3.3绕两个坐标轴旋转的坐标变换

3.4不共原点的坐标变换

3.5小结

第四章基于双横臂悬架对转向梯形优化计算

4.1悬架运动分析

4.1.1当右前轮输入角为dλR时，计算对应的右侧主销转角dλ1

4.1.2计算齿轮齿条移动的距离△y

4.1.3计算与△y对应的左侧主销转角dλ2

4.1.4根据dλ2计算出左前轮转角dλL

4.2样车转向机构优化设计

4.2.1设计变量

4.2.2目标函数

4.2.3约束条件

4.2.4 MATLAB优化工具箱

4.3小结

第五章虚拟样机建立与仿真

5.1虚拟样机技术概述

5.2 ADAMS软件的理论基础和求解方法

5.3样车虚拟样机建立

5.3.1建模的假设

5.3.2模型有关参数的获得

5.3.3样车优化前前悬架与转向系ADAMS的建模

5.4仿真试验

5.4.1转向仿真

5.4.2轮跳仿真

5.5 小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2未来工作展望

参考文献

附件

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