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基于油缸铰接点位置铰接车转向机构优化设计

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机械设计与制造 110 Machinery Design&Manufacture 第10期 2016年10月 基于油缸铰接点位置铰接车转向机构优化设计 范珍珍 (江西科技学院汽车工程学院,江西南昌330098) 摘要:铰接转向机构是铰接车重要组成部分之一,既对整车的动力性、转向稳定性产生重要影响,也是整车安全运行的 重要影响因素。以油缸铰接点位置为变量,建立铰接转向机构优化设计数学模型,分析变量对转向过程系统消耗的平均 功率、最大转向角和最大行程差等几项动态性能指标的影响。分析数据表明,铰接点位置对平均功率和最大行程差影响 较大。在此基础上以转向过程的最大行程差和平均功率为目标函数,在一定的约束条件下,包括边界条件约束、油缸结构 尺寸约束、伸缩比和传力角度约束等,对转向机构进行了优化,优化后改变了油缸铰接点位置,并使最大行程差减少 39.55%,消耗的平均功率减少4.99%。 关键词:铰接车;转向机构;油缸;铰接点;动态性能;优化设计 中图分类号:THl6;U463.32 文献标识码:A 文章编号:1001—3997(2016)10—0110—04 Optimization Design of Steering System of Articulated Dump Truck Based on the Hinge Joint of Cylinder 330098,China) FAN Zhen—.zhen (School ofAutomotive Engineering,Jiangxi University ofTechnology,Jiangxi Nanehang Abstraet:A rticulated steering system is the very important part character of a the articulated dump truck,which not only ffffect the ofdro弘#t,皿xibility locations and steering stability,but also have direct connection with moving s咖ty.The are average power studied and it that system consumed in turning,the maximal turning a.ge and the are d派rertce of舭moving are distartce co咖rm¥that£k average of hinge the joints of steering moving cylinders variables.From the results of analysis,the influence of power and difference of distance is most.The objective functions constructed.Under some constraint conditions,including confine,configuration dimension ofsteering cylinders,flex it optimized parameters 4.99%. Key ratio and transmittingforce础and the power so on, of steering system珏以鑫越optimum results.The difference reduces 39.55%and reduces Words:Articulated DumpTruck;SteeringSystem;SteeringCylinder;HingeJoints;Dynamic Performance;Opt- imization Design 1引言 铰接转向机构是铰接式车辆重要的组成部分之一,其结构 参数和整体性能,既对整车的动力性、转向稳定性产生重要影响, 也是整车安全运行的重要影响因素。因此,研究其转向的动态性 能,对铰接车辆转向机构的设计有重要意义【l】。对于铰接式车辆, 由于其使用铰接转向与偏转车轮转向方式相比的特殊性,国内外 学者对于铰接系统及其转向技术做了许多有意义的研究工作。文 转向力臂和折腰角的对应关系,分析了原地转向阻力矩的变化规 律和主要影响因素,并使用试验验证了结果的正确性。文南呶寸应 用于铰接式车辆的液压动力转向系统的动态模型进行了研究,并 将该系统划分为两个子系统,即机械系统和液压系统,并用最小 二乘法对系统参数进行了估计。文商嘲邕芷铰接式车辆的动态数 学模型,对其稳态转向特性进行了理论分析和模拟计算,获得影 响其运行稳定性的因素。文献嚏立铰接式装载机行走瞬态转向 数学模型,并将其用于研究铰接转向式工程机械的转向特性。 引入优化设计理论,建立铰接转向机构优化设计数学模型, 创建正确的目标函数和约束条件;选取确定主要优化变量的方法 进行优化,节省计算量,提高优化效果。以油缸铰接点位置为变 献呶寸铰接车辆转向系进行了理论分析,给出了转向系性能参数 和油缸结构参数以及液压系统参数之间的关系,提出了设计计算 的一般原则。文南椒寸铰接式装载机转向运动学动力学进行了理 论分析,应用MATLAB进行仿真,推导了转向油缸活塞位移以及 来稿日期:20l伽4埘 基金项目:江西省自然科学基金资助项目(20151BAB207040);江西科技学院“汽车类学科协同创新”专项课题(xtcx201306) 作者简介:范珍珍,(1982一),女,江西瑞昌人,硕士研究生,讲师,主要研究方向:汽车机械设计及电子控制等 万方数据



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