拖拉机转向梯形机构的MATLAB优化与转向特性分析

摘要

为使轮式拖拉机转向特性曲线更接近理想的Ackemann转向特性曲线,本研究对轮式拖拉机向左转向运动时,整体式转向梯形机构中铰链四杆机构的运动几何关系进行了推导,再以某四轮轮式拖拉机转向梯形的底角和梯形臂长度作为设计变量,以外侧车轮实际转角与理想转角的累计偏差量的绝对值之和最小作为目标函数,对拖拉机作业的工况进行加权处理,运用MATLAB对转向梯形机构进行了优化设计,优化后转向梯形底角为71.7°,梯形臂长为152.5 mm。根据优化前后参数进行转向分析,验证优化前后转向特性曲线与Ackemann转向特性曲线的差异,最后绘制出优化前后转向时的偏差曲线图。结果表明:该优化设计方法可行,优化后该拖拉机的转向特性曲线更加接近理想转向特性曲线,能更好地减少转向时轮胎的磨损。为轮式拖拉机转向梯形机构的优化设计提供参考。