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某貨車雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì),,畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯,參考車型 EQ1290W載重汽車,各部件參數(shù)值,雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),一、轉(zhuǎn)向理論,1.單前橋轉(zhuǎn)向理論,,,阿克曼原理： 汽車在行駛（直線行駛和轉(zhuǎn)彎行駛）過程中，每個(gè)車輪的行動(dòng)軌跡都必須完全符合它的自然運(yùn)動(dòng)軌跡，即要求各個(gè)車輪軸線都能匯交于一點(diǎn)，從而保證輪胎與地面間處于純滾動(dòng)而無滑移現(xiàn)象,2.雙前橋轉(zhuǎn)向理論,同一轉(zhuǎn)向軸的內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系應(yīng)符合阿克曼原理：,,不同轉(zhuǎn)向軸同一側(cè)車輪轉(zhuǎn)向角應(yīng)滿足的關(guān)系：,,,二、雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模,1.雙搖臂機(jī)構(gòu) 雙搖臂機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)路線,,分四步分別建立各傳動(dòng)環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型：一橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂至一橋搖臂；一橋搖臂至中間搖臂；中間搖臂至二橋搖臂；二橋搖臂至二橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂。,（1）一橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂至一橋搖臂,,（2）一橋搖臂至中間搖臂,（3）中間搖臂至二橋搖臂,（4）二橋搖臂至二橋轉(zhuǎn)向節(jié)臂,2.轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu),,雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)模型,,,,三、雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化,目標(biāo)函數(shù),約束條件,1.轉(zhuǎn)向搖臂機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型,,目標(biāo)函數(shù),,約束條件,2.轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型,,,,,,編寫MATLAb程序,（1）一橋轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化程序 目標(biāo)函數(shù)： function f=fun(x) for a=1:40 if a=10 d=1.5; else if a=30 d=1; else d=0.5; a0=a*pi/180; k=1700;L=6200; f=d*abs((x(1)-asin((sin(x(1)+a0))/(sqrt((k/x(2))^2+1-2*(k/x(2))*cos(x(1)+a0)))))/(acot(cot(a0)-(k/L)))-(acos(((k/x(2))*(2*cos(x(1))-cos(x(1)+a0)-cos(2*x(1)))/(sqrt((k/x(2))^2+1-2*(k/x(2))*cos(x(1)+a0)))))/(acot(cot(a0)-(k/L))))-1); end end end,非線性不等式約束： function[g,h]=ghun(x) g=[x(2)/855-(0.77-2*cos(x(1))+cos(x(1)+36/180*pi))/((0.77-cos(x(1)))*cos(x(1)))]; h=[]; 線型約束及函數(shù)調(diào)用： x0=[73/180*pi;240]; lb=[60/180*pi;187]; ub=[80/180*pi;255]; [x,fval]=fmincon(@fun,x0,[],[],[],[],lb,ub,@ghun),（2）雙搖臂機(jī)構(gòu)優(yōu)化程序 目標(biāo)函數(shù)： function f=funn(x) for a=1:40 if a=10 d=1.5; else if a=30 d=1; else d=0.5; alpha=a/180*pi; h1=1015;h2=272; h3=901; h4=32; h5=1032; h6=12; h7=8830; h8=272; r1=282; r2=265;L1=6200;L2=4250; alpha1=atan(L2/L1*tan(alpha)); phi1=atan((sqrt(h1^2+h2^2-r1^2))/r1)-atan(h1/h2); GQ2=sqrt(x(1)^2+(h1-r1*sin(alpha-phi1)).^2); I1Q2=sqrt(h1^2+h2^2-r1^2-(h2-r1*cos(alpha-phi1)).^2); beta=acos((x(1)^2+GQ2^2-I1Q2^2)/(2*x(1)*GQ2))-atan((h1-r1*sin(alpha-phi1))/x(1)); HC=sqrt(h3^2+(x(2)-x(3)+h4)^2); GA=sqrt(h3^2+h4^2); H1A=sqrt(x(2)^2+GA^2-2*x(2)*GA*cos(pi-atan(h3/h4)+beta)); gamma1=atan(h3/h4)-acos((GA^2+H1A^2-x(2)^2)/(2*GA*H1A))-acos((H1A^2+x(2)^2-HC^2)/(2*H1A*x(3)));,BE=sqrt(h5^2+(x(6)-x(4)+h6)^2); AD=sqrt(h5^2+h6^2); B1D=sqrt(x(4)^2+AD^2-2*x(4)*AD*cos(pi-atan(h5/h6)+ gamma1)); gamma2=atan(h5/h6)-acos((AD^2+B1D^2-x(4)^2)/(2*AD*B1D))-acos((B1D^2+x(6)^2-BE^2)/(2*B1D*x(6))); phi2=atan(sqrt(h7^2+h8^2-r2^2)/r2)-atan(h7/h8); F2R1=sqrt(h7^2+h8^2-r2^2-(x(5)*cos(gamma2)).^2); F2O=sqrt(h8^2+(h7+x(5)*sin(gamma2)).^2); alpha2=phi2+atan((h7+x(5)*sin(gamma2))/h8)-acos((F2O^2+r2^2-F2R1)/(2*F2O*r2)); f=d*abs((alpha2-alpha1)/alpha1); end end end 約束條件及函數(shù)調(diào)用： x0=[308,238,242,139,312,201]; A=[-1,0,0,0,0,0;1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,-1,0,0,0;0,0,1,0,0,0;0,0,-1,1,0,0; 0,0,0,0,-1,0;0,0,0,0,1,0;0,0,0,0,-1,1] b=[-280;340;300;-220;260;-80;-250;350;-80] vlb=[0,0,0,0,0,0] [x,fval]=fmincon(@funn,x0,A,b,[],[],vlb),優(yōu)化結(jié)果,一橋梯形機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差,二橋梯形機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差,雙搖臂機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角誤差,總轉(zhuǎn)角誤差,四、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),（1）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)總體要求,（2）轉(zhuǎn)向拉桿強(qiáng)度計(jì)算,（3）轉(zhuǎn)向搖臂強(qiáng)度計(jì)算,（4）球頭銷強(qiáng)度計(jì)算,（5）三維建模,1.轉(zhuǎn)向梯形三維建模,2.轉(zhuǎn)向搖臂三維建模,3.球頭銷、卡箍三維建模,4.雙前橋轉(zhuǎn)向總體結(jié)構(gòu),結(jié)論,（1）敘述了雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本要求；分析了理想的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系。 （2）在參考相關(guān)研究資料的基礎(chǔ)上，分析了雙前橋汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，利用空間幾何的方法建立了雙前橋轉(zhuǎn)向的數(shù)學(xué)模型。 （3）簡單介紹了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論，以轉(zhuǎn)向?qū)嶋H轉(zhuǎn)角與理想轉(zhuǎn)角之差為目標(biāo)函數(shù)，空間布置為約束條件，轉(zhuǎn)角范圍確定加權(quán)函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)函數(shù)。利用MATLAB軟件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到合理的雙前橋轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)參數(shù)。 （4）對(duì)雙前橋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要部分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算，并利用CATIA對(duì)各部分進(jìn)行了三維建模。,致謝,感謝我的班主任劉濤老師，本論文是在老師的嚴(yán)格要求和精心指導(dǎo)下完成的。在大學(xué)四年學(xué)習(xí)生活中，劉老師給予我很大的教誨和啟迪；同時(shí)感謝周遐余老師，周老師以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)格，淵博的學(xué)術(shù)知識(shí)，深深地影響了我。 感謝我的父母、家人、女友在我大學(xué)期間所提供的無私的愛，他們是我不斷奮進(jìn)的動(dòng)力和強(qiáng)大的精神支柱，他們的支持使我順利地完成學(xué)業(yè)，使我的人生不斷的向前推進(jìn)。 感謝我的宿舍637的室友，四年來，我們共同生活，共同學(xué)習(xí)，分享大學(xué)的苦與樂，為我的人生增添了許多美好的記憶。 感謝所有曾關(guān)心、支持、幫助過我的朋友們！,