1. 研究目的与意义（文献综述）

1.本课题的目的及研究意义

矿用汽车问世于20世纪60年代，之后随着装载质量的增大和新技术、新工艺、新材料的使用，矿用汽车的性能和配置也不断提升和发展。我国矿产资源开发力度的增大对矿产运输车辆的需求也日益增高，2010-2015年矿用自卸车的需求缺口为3141台，平均每年需求缺口为524台^[1]。

目前，国内市场仍然以双轴矿用车为主流，而多轴汽车由于技术条件等各原因运用的还比较少，但受到轴数的限制，两轴矿车(图1)并不能适应日益提升的对装载质量的要求。而多轴矿车（图2）具有轴荷小、轮胎尺寸小且寿命长等主要特点，越来越称为设计研发的重点。在矿用车的设计中，由于矿用汽车的行驶路面较为恶劣，若转向机构设计不当，会严重影响汽车安全平稳行驶，因此转向机构的设计尤为重要^[2-4]。

本课题基于多轴重型矿用车辆的总体设计要求，对多轴重型矿用车的转向机构进行具体设计，并相应的进行动力学分析，使之能充分发挥多轴转向汽车转弯半径减小的特点，并具有良好的转向灵敏性和稳定性，提升整车操纵的安全性、平稳性和舒适性。

2.国内外研究概况

2.1矿用车的发展现状

我国矿用车设计起步于二十世纪七十年代，主要应用于煤炭、隧道、水利水电等大型露天作业行业。目前我国国内主要生产厂家有中国重汽、三一重工、北方股份等。由于国外非公路车辆领域起步早，技术较为成熟，同国外相比，我国重型矿用车辆的发展水平还有较大差距，主要在最大功率、载重量、和行驶速度方面。并且其在非公路车辆领域研究已形成系列化、模块化。表1.1是国内外主流厂家能生产的最大吨位矿用车主要参数对比^[5-6]。

2.2多轴转向系统的发展现状

汽车的转向特性是评价车辆性能的主要参数之一，转向系统也随着技术的提高不断进行升级。转向系统升级的最终目的都是为了提升汽车的操纵稳定性，从最初简单的机械转向系统至如今的电控液压转向、电动助力转向以及线控转向，国内外研究人员都为此做出了很大的贡献^[7]。

为顺应矿用车大吨位的发展要求，并减轻轮胎磨损和保证较小的转弯半径，同时对重型汽车而言要尽可能的使转向轻便，这一系列都对多轴转向机构的设计和优化提出了较高的要求。

目前关于多轴转向技术和优化设计问题，国内外也发表了不少文章以及成果。武汉理工大学的陈尧采用模块化设计理念，进行了两种转向模式切换面向转角误差的可行性分析，对280吨矿用车转向机构进行了优化设计^[8]。集美大学副教授王云超提出一种新的算法，他通过不同变量间的关系，对各轴双理论极限转角进行了计算，并对转向中心进行了优化设计^[9]。北京理工大学的李军等利用拉格朗日方程的方法建立了汽车转向模型，并完成了车辆的操纵性和稳定性仿真，提出了优化设计的建议^[10]。徐州机械研究所基于多轴转向的动力学分析，提出了电液伺服多轴转向系统的设计方案，提高了不同路况下起重机的转向性能^[11]。中国航天三江集团公司的曹敬武发明了新型转向机构，其利用拉杆将相邻的轴组成转向单元，利用液压缸驱动控制转向^[12]。西华大学的李卓青、唐兰等基于质心侧偏角对多轴转向汽车建立了动力学模型，使其侧偏角尽可能减小以提高汽车的操纵稳定性^[13]。国外也有研究学者对转向机构采用三统一的设计参数方法进行优化，其目的是最大限度地减少在转向过程中的转向错误，然后进行敏感性分析，预测方向错误受制造公差、装配误差，以及磨损间隙的影响^[14]。目前，多轴汽车一般采用连杆连接各轴间的转向单元，其结构轻便、成本较低、工作可靠^[15]。

综上所述，我国重型矿用车的发展还有很大的潜力，在多轴转向技术方面也有较大差距，国内各厂家也在迎头赶上争取技术上的突破^[16]。

2. 研究的基本内容与方案

（1）车辆转向机构的选型

根据矿用车总体的配置要求和结构特点详细分析比较不同转向机构的技术特点，并选出较为合理的结构方案，为后期建模和图纸绘制提供依据。

（2）结构参数的初步确定

3. 研究计划与安排

第1周 方案构思、文献检索、完成开题报告。

第2-3周外文翻译、资料再收集。

第4-5周对转向机构进行选型，初选结构尺寸参数，计算转向转角。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 孙博,胡顺安,周俊,等.国内非公路矿用自卸车发展现状研究［j］.煤矿机械,2010,31(8):15-16

[2] 田青云. 60吨矿用汽车总体设计[d].郑州大学,2012.

[3] 刘从华,赵斌,高秀华,于亚平. 多轴转向车辆转向机构优化设计[d].吉林大学,徐州重型机构有限公司.