韩振，胡晓燕，刘辉

一种断开式转向梯形机构优化设计方法

韩振，胡晓燕，刘辉

（山东交通学院 汽车工程学院，山东 济南 250023）

文章首先运用图解法分析后置式转向系统的转向梯形各个自变量和因变量之间的关系。其次，根据转向系统的约束条件计算出设计变量的取值区间，结合目标优化函数设计出一种优化方法和程序。最后，利用MATLAB程序对实例设计和优化，将优化结果与理想目标值进行对比分析，图表显示当外轮转角值在设计的区间内时，计算内轮转角与理想内轮转角相差不大，表明设计优化效果良好。

图解法；转向梯形；优化设计；MATLAB

前言

对转向梯形机构的研究成果中，所建立的数学模型多为非线性约束和最小二乘拟合[1-4]，对车辆设计人员的数学功底和MATLAB软件运用能力要求高。车辆设计人员为了省时省力，常用CAD作图法确定设计方案，非常繁琐，而且对作图的精度要求较高。

综上所述，开发一种快速和高精确度的优化设计方法对于主机厂车辆设计人员非常有必要。本文以齿轮齿条转向器后置式转向传动机构为研究对象，建立了跟踪理想阿克曼转角的目标函数，以车辆对转向系统的要求为约束条件，在满足约束限制和达到理想转向性能的条件下，利用简单可视化的MATLAB命令程序，寻求最优的转向传动机构参数,从而保证汽车在常用转向角度范围内的精确度。

1 用图解法求解转向梯形各参数之间的关系

后置式转向系统机械传动部分的俯视结构大致由七部分组成，如图1所示。……