④一卵汽车拖拉机转向梯形优化设计.PDF

维普资讯 ④ 一卵 第 28卷 第 3期 西北农业大学学报 V0【．28 N0．3 2000年 6月 AetaUniv．Agric．Borea[i-occidentalis Jun． 2000 [文章编号3]ooo一2782(2000)03—0066—04 汽车拖拉机转向梯形优化设计 2 ．； 啦 ，睦 至 [摘 要] 以外侧转向轮实际转角与期望转角之问相对误差的加权求和为 目标函数 ，对 汽车拖拉机转向梯形进行了最优化设计 。通过实例计算，优化后的转向梯形满足设计要求 ，平 均相对误差和最大相对误差均比原设计的有所降低。获得快速、精确、可靠、简便易行 的效果 。 [关键词]遗主垫垫垫；毽直璺 ；业送盐 、 转向纪 [中凰分类号] $219．0323 [文献标识码] A 为了使汽车拖拉机在转 向过程 中导向轮处于纯滚动或极小滑动状态 ，从而提高轮胎 的使用寿命，保证操纵的轻便性和稳定性，目前汽车拖拉机转 向系中普遍采用转 向梯形机 构。按传统方法设计转向梯形有一定的盲 目性 ，作图法误差太大，解析法计算繁琐，且都缺 乏定量评价标准，又因工作量太大且只能从有限次试凑中进行选择 。其设计质量主要取决 于设计人员的经验，一般难 以得到最佳设计方案。本文采用最优化数学方法设计转 向梯 形 ，可在几分钟 内得到全局最优解，为转 向梯形的设计提供 了一种简便、易行、可靠 的方 法 。 1 数学模型的建立 1．1 基本假设 为了不使求解 目标函数、约束条件的过程及所求得的目标函数表达式过于复杂 ，在允 许的范围内，作如下两点假设：(1)刚性车轮 ，忽略轮胎弹性侧偏等影响；(2)转 向梯形为平 面四杆机构，且忽略前轮定位的影响。 1．2 目标函数 1．2．1 转 向梯形的期望函数 为了使汽车拖拉机转向时转向轮只有纯滚动而无滑移．内 外侧转 向轮的转角应满足下列关系 ： cot8一 cota— M fL 式中，。为 内侧转 向轮转角； 为外侧转 向轮转角；M 为两主销 中心线与地面交点间距离 ； L为轴距 。则转 向梯形机构的期望函数可表示为 ^ = arccot(cot口+ 半) (I) L 1．2．2 转 向梯彤的实现 函数 目前常用的转 向梯形不可能绝对保证 内外侧转 向轮在任 何转角时都满足 (1)式要求。以前置梯形为例，转 向梯形的实现函数为叫： [收稿 日期] 1999一O6—07 [作者简舟] 师帅兵(1956--)．男 ．尉教授．硕士 维普资讯 第 3期 师帅兵等 ：汽车拖拉机转向梯形优化设计 67 ： 一 i—： 圭 ：一 + i 二．些 ± √ 。+m +2M rosin(y+n) MM2+ m + 2 坍sin(y+ ) 式 中， 为梯形臂长度；y为中间位置时梯形臂与纵轴线夹角； 为两转 向节立轴问的距 离； 为对应于