基于Adams的转向机构优化分析

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摘要： 在满足结构刚度强度以及外转角误差、转向油缸最大压力和机构不干涉等约束条件下，利用adams建立优化模型，分别对转向油缸进油量、径向力和车轮转角误差等进行优化分析.对某型号转向桥优化，转向油缸进油量降低28%；经样机测试，转向操作反应灵敏，不存在漏油、轮胎磨损等故障.

关键词： 转向桥； 径向力； 优化； Adams； Isight

中图分类号： TB115.1文献标志码： B

0引言

“阿克曼/让托德”系统是工程车辆常见的转向机构[1]，见如图1，广泛应用于正面吊、堆高机和叉车等流动起重机.转向机构在设计时会碰到转向油缸的进油量影响转向操作的灵敏性，油缸径向力过大导致油缸漏油及车轮转角误差影响轮胎磨损等问题，但三者相互牵制，不能同时达到最优.本文以某型号正面吊转向桥优化为例，在满足活塞杆刚度和强度设计要求、机构不干涉、液压系统压力和油缸行程等约束条件下，根据不同使用要求，分别以油缸进油量、径向力及车轮转角误差为优化对象，优化连杆和活塞杆的铰点位置和油缸的缸径、杆径，为设计提供参考.

3结论

针对正面吊转向机构设计中存在的进油量大、径向力大和外转角误差大3个问题进行优化分析，找到满足设计要求的铰点位置及油缸尺寸，并得到以下结论：

（1）从减少转向油缸进油量、提高操作性考虑，优选顺序为：方案1，方案2，方案3；（2）从减小从减小油缸径力、减小漏油概率考虑，优选顺序为：方案2，方案3，方案1；（3）从减小轮胎磨损考虑，优选顺序为：方案3，方案2，方案1.

本型号转向桥设计时存在的最大问题是转向时进油量大，方向盘转动圈数多.若采用方案1，方向盘转动圈数由原来的16圈，减小到11圈左右.经样机测试，转向操作反应灵敏，而且不存在漏油，轮胎磨损等故障.

参考文献：

[1]陈志伟， 董月亮. MSC Adams多体动力学仿真基础与实例解析[M]. 北京：中国水利水电出版社， 2012.

[2]赖宇阳. Isight参数优化理论与实例详解[M]. 北京： 北京航空航天大学出版社， 2012.

[3]高建明， 王同建， 徐进勇， 等. 铰接式装载机转向运动学动力学仿真与试验[J]. 建筑机械， 2005（4）： 63-66.

[4]管欣， 姬鹏， 詹军， 等. 液压助力转向系统刚度和路感特性分析[J]. 科学技术与工程， 2008， 8（21）： 5872-5875.

[5]邝星海. 铰接式底盘车辆转向油缸的受力及参数计算[J]. 石油矿场机械， 2010， 39（8）： 75-78.（编辑武晓英）