摘 要

本文主要研究内容是为东风EQ1041型汽车选择合适型式的转向从动桥并完成相应零部件的计算，以及对其进行转向梯形的优化设计。本次的设计在汽车领域已经非常成熟，相应的尺寸选取和强度校核是在参考前人的基础上进行的，最终得出的结果满足相应目前的设计要求。优化设计则是在学习了其设计方法后，通过自主编程完成。模型建立由CATIA完成，相应的校核计算均由MATLAB 编写完成。完成的转向梯形优化设计程序适用广泛，几乎满足任意车型的转向梯形优化。除此之外，还针对本论文中转向梯形体系优化方案中存在的优化模型精度较低，以及计算效率偏低的问题，提出了可行的、更加切合实际的、更加合理的设计思路。

关键字：转向从动桥；转向梯形；优化设计

Abstract

The main content of this paper is to select the appropriate type of steering axle for the Dongfeng EQ1041 and complete the calculation of the corresponding parts, and optimize the design of the steering trapezoid. The design of the car in the field has been very mature, the corresponding size selection and intensity check is based on the previous predecessors，and the final result can meet the design requirements. The optimized design is completed by independent programming, after studying its design method. The model is set up by CATIA, and the corresponding verification calculations are written by MATLAB. The completed steering trapezoidal optimization design program is applicable to a wide range, almost to any type of steering trapezoidal optimization. In addition, the paper puts forward a feasible and more realistic and reasonable design idea for the problem of low precision and low efficiency of the optimization model in the steering trapezoidal system optimization scheme.

Key Words：steering driven axle; steering trapezium; optimal design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的、背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 课题设计内容 1

1.4 课题设计目标 2

第2章 从动桥设计 3

2.1 从动桥的结构方案选型和主要零件参数选择 3

2.2 转向从动桥设计计算 4

2.2.1 转向从动桥主要零件尺寸的确定 4

2.2.2 转向从动桥主要零部件工作应力计算 5

第3章 转向梯形优化设计 16

3.1 转向梯形的方案选择与主要参数的初选 16

3.2 转向梯形优化设计的数学模型建立 17

3.3 转向梯形优化设计的软件应用及计算代码 19

3.3.2 MATLAB介绍 19

3.3.2 计算代码的设计思路及讲解 19

3.4 转向梯形优化设计结果 22

第4章 三维模型建立 23

4.1 转向从动桥各零部件结构参数 23

4.2 三维模型 23

第5章 结论 24

参考文献 26

附 录 27

附录A 27

附录B 31

致 谢 34

第1章 绪论

1.1 目的、背景及意义

近几年，国内经济的飞速发展，人民生活水平也随之提高。伴随而来的是人们对更高质量的产品的追求。因此，已有的产品设计并不一定能满足越来越挑剔的消费者。除了不断研发新的产品外，对现有的产品进行优化设计也是具有重要意义的。通常来说，后者无论是在时间成本还是经济成本都往往更占优势，并且往往能取得令人满意的效果。

经济的繁荣，带来的就是大量商品的流通，公路货运就是其中的一个重要途径。《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》中，对于公路的投资占比更是超过一半，也足以说明公路货运的重要性。而在公路投资的一个重要组成部分就是农村公路的建设，这样乡镇城郊间的货品交流将会更加频繁和便利。轻型货车则凭借其相对灵活以及相对较大的载货量，无疑是乡镇城郊间货运的首选。但近年来，越来越多的车企加入的货车生产行列，加之以政策上的诸多限制，使得轻型货车市场的竞争愈发激烈。推出革新性的产品固然可以使自己拥有竞争优势，但在目前各家产品技术水平相差不大的情况下，要完全做到“人无我有”，还是有一定难度，倒不如试试“人有我优”，在细节上不断对自家产品进行优化无疑也是保证竞争力的方法。

以东风EQ1041型汽车为例，为其选定合适的从动桥结构方案以及对转向梯形进行优化，减小其轮胎的磨损，提高其驾驶性能。

1.2 国内外研究现状

针对转向梯形优化设计，研究的方式方法在国内外大体相同。主要的优化方法有作图法和利用相应的计算机软件进行。其中作图法的计算比较繁复，耗费精力大，时间慢；而利用计算机软件进行分析优化则更为简便。二者的原理上是相通的，区别只是工具上的不同。在国内，使用的软件一般为ADAMS和MATLAB，通过建立相应的数学。模型进行分析计算。。但是，大部分的转向。梯形的优化。设计使用的。方法，都是将空间结构简化为平面机构。在实际情况中，汽车本身的车轮是有相应的定位参数的。转向车轮本身具有一定的外倾角，主销则同时具有主销后倾角和主销内倾角，因此实际中的转向梯形是空间机构。在空间机构层面对转向梯形进行优化设计也是目前的优化方向，而且往往更加符合实际情况。

1.3 课题设计内容

为东风EQ1041型汽车选定合适的转向从动桥结构方案，并针对其进行转向梯形的优化设计，提高其转向性能，以减小轮胎的侧滑概率，并尽可能消除由此引起的安全事故隐患；并对主要零部件进行相应的设计计算，保证其满足设计要求并绘制图纸，提高对MATLAB和CAD等相应软件的熟练度，培养汽车总成和零部件的开发设计能力。

1.4 课题设计目标

(1) 选定从动桥的结构型式；

(2) 确定转向从动桥的主要零件尺寸；

(3) 转向从动桥主要零件工作应力的计算；

(4) 确定转向梯形机构的几何参数；

(5) 对转向梯形进行优化设计。

第2章 从动桥设计

2.1 从动桥的结构方案选型和主要零件参数选择

此次设计的目的之一是为东风EQ1041型汽车选择合适的从动桥结构方案并完成相应的设计计算。东风EQ1041型汽车为轻型货车，为前置后驱，因而首先确定其从动桥为非断开式转向从动桥。查阅相关资料后，得到其相关参数如表1所示。

表2.1 东风EQ1041型汽车部分参数

之后便需要查阅相关设计资料，根据计算所需，确定设计所需要的各零件的参数。首先，对于货车而言，转向从动桥的前梁一般采用工字形断面的前梁，选择这样的形状的好处在于在保证质量较小的情况下，整个前梁在垂向平面内依然具有优秀的刚度和强度。其断面结构如图2.1所示。