基于多轮独立转向车辆转弯性能分析本科毕业设计(编辑修改稿)

基于多轮独立转向车辆转弯性能分析本科毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

sin 1sin rfh R 39。 39。 2H ID D ID H ID       1139。 39。 2D IO D ID D IO       39。 2 39。 D ID HID    或 39。 2 3D ID     求 = ，延长 交 于 点，在 中有。 tan 1IM h cos 1hHM   在 1CMO 中用正弦定理得 1sin sin 3OMIM   又在 中有 1lfR HM MO ( ) sinc o s 13 a r c sin ( )ta n 1   lf hR h 1OID  CD 1HO M Rt HIM1HIO9 1 s i n 13 a r c s i n ( )t a n 1 s i n 1   lfrfR hhR c o s 13 a r c s i n ( )  lfrf rfR hRR s i n 1 c o s 139。 a r c s i n ( ) 2 a r c s i n ( )      lf lfrfr f r fR R hD I D RR s i n c o s39。 a r c s i n ( ) 2 a r c s i n ( )    lf lf lf lfrfr f r fR R hD I D RR （ ） （ 2） 同理可求得 lrR 和 作辅助图 ，延长 至 则有 图 在 39。 1OEH 中求 lrR 得 2 2 21111( ( ) / c o s 1 ) ( ( ) t a n 1 )222 ( ( ) c o s 1 ) ( ( ) t a n 1 ) c o s ( 1 )2 2 2           lr lflfh h h hR R lh h h hRl （ ） 及正弦定理可得 11( ta n 1 ) 2 s in ( 1 )22s in 39。 s in ( 1 ) s in ( )22      lflrrl rlhhRhhlR （ ） 在 39。 1OEH 中，由正弦定理有 lr1OH 39。 H 10 1 39。 sin 2 cos 1lrROH 2 2rl    1a r c c o s ( c o s 1 c o s 1 )22      lflrlr lrR hhRR 1a r c c o s ( c o s 1 c o s )22     lflr lflr lrR hhRR （ ） （ 3） 同理可求右后轮 F 的参数转弯半径 rrR 和角度 rr 作辅助图 如下图 图 由图 可得 1    rr H FO H FE （ ） 2 2 2112 c o s   rr lf lr lrR h R h R （ ） 1tanlHFE h 1s i n s i n ( 1 )2 lf rrR RHF O 1c o s 1a r c t a n a r c s i n ( )   lfrrrrRlhR 11 2 2 2 2 2 211 1( ) ( 2 ( ) ) c o s22     lf r r r rh h h hR R l R l H F O 2 2 2 2122 11()2a r c c os a r c t a n( )2 ( )2    rr lfrrrrhhl R RlhhhRl （ ） 上述公式为转动中心在什么位置，如果车轮能满足这样的转角和路面所提供的约束力足够，车辆就能够实现任意时刻任意转弯半径下的转向。 综合上述式可得到汽车车轮中心转向半径与左前轮转角的关系有 1c os / 2 c ossi n / 2 si n lf lflf lfR h RR l R 求得 R 为 221( c o s / 2 ) ( s in / 2 ) lf lf lf lfR R h R l （ ） 转向角  为 1s in / 2ta n c o s / 2   lf lflf lfRlRh （ ） 满足斜行时的各车轮应该满足的转角和转向半径关系是 转角相等和转向半径也相等。 转向角相等 lf lrrf rr   （ ） 转向半径不相等  lf lrrf rrRRRR （ ） 假设转动中心在车辆前轮延长线与后轮延长线之间 当各转动中心交于后轮延长线之前并且在前轮延长线之后任意一点时，此时车辆转向轮的转向角转动方向相同，才能顺利的绕过弯道。 当车轮转向角和转向半径同时相等时便会使得车辆按照最小半径通过弯道 [18]。 12 其他条件都与 假设相同，前轮为 HI ，后轮为 EF ，左前为 AB ,右前为CD ,左后为 E ，右后为 F ，以主动转角  作用在左前轮 AB 上时，得到其左前轮AB 转动到 39。 39。 AB，右前轮 CD转动到 39。 39。 CD。 此时四个车轮均以 1O 为圆心，得到以 lfR 为半径旋转，其中 1 lfHO R。 右前轮 CD会 相应随着左前轮 AB 轮以 1R 绕 1O转过一个 fr 角度，同理左后轮 E 会随着左前轮 AB 以 lrR 绕 1O 转过一个 rl 角度 ,右后轮 F 也会随着左前轮 AB 绕 1O 转过一个角度 rr ，如图 所示 图 如图所示，当转动中心在前轮的延长线和后轮的延长线之间的时候要求前后轮的转角是相同方向。 由图可知 1O 是在后轮 EF 延长线和前轮 HI 延长线后，由三角函数关系可得。 （ 1） 在满足以上关系的条件下求 lfR 和 rf 2 2 2 2 c o s   rf lf lf lfR h R h R （ ） 22 2 c o s   rf lf lf lfR h R h R （ ） 由图 的几何关系可得 1 23    rf HIO （ ） ф ε 13 2 2 2( / c o s ) ( t a n ) 2 c o s 3    lf lf lf r f r fR h h R R h 2 2 2( ta n ) ( / c o s )3 a r c c o s( )2 ta n    lf r f lf lfr f lfh R R hRh 2 2 222( t a n ) ( c o s ) 2 c o s 2 c o s3 a r c c o s ( )2 ( 2 c o s ) t a n      l f l f l f l f l flfl f l f l f l fh h h h R h Rh R h R h 2 2 21 a r c c o s ( )2 rf lfrfh R RH IO hR 1 22c osa r c c os ( )2 c os lf lflf lf lfhRHI Oh R h R 222 2 222c osa r c c os2 c os( ta n ) ( c os ) 2 c os 2 c os2 a r c c os( )2 ( 2 c os ) ta n      lf lfrflf lf lflf lf lf lf lf lflf lf lf lfhRh R h Rh h h h R h Rh R h R h（ ） （ 2） 同理在满足上述条件下 rfR 和 lr 画出辅助图附图 图 由上图 4 及几何关系得出关系 39。 11rl OEO  和附图所示得 39。 11( ) 2 c o s    lf lfE O h h R 39。 11 sin lf lfO O l R 1s inta n ( ) 2 c o s  lf lflrlf lflRh h R 14 1s ina r c ta n ( )( ) 2 c o s  lf lflrlf lflRh h R （ ） 2 2 21( ( ) c o s ) ( s in )2    r f lf lf lfhhR R l R （ ） 221( ( ) c o s ) ( s i n )2    r f lf lf lfhhR R l R （ ） （ 3）同理用（ 2）的方式求 rrR 和 rr 由图 4 可得出 39。 11rr OFO  ，再由几何关系可得 11s inta n ( ) 2 c o s    lf lfrrlf lflRh h R h （ ） 1s ina r c ta n ( )c o s ( ) 2  lf lfrrlf lflRR h h （ ） 2 2 21 1( c o s ) ( s in )2     r r lf lf lf lfhhR R h l R （ ） 221( c o s ( ) 2 ) ( s in )    r r lf lf lf lfR R h h l R （ ） 对于车轮转向中心的转向半径 R 则有 1c os / 2 c ossi n / 2 si n lf lflf lfR h RR l R 有上述式求得 R 221( c o s / 2 ) ( s in / 2 ) lf lf lf lfR R h R l （ ） 1s in / 2ta n c o s / 2   lf lflf lfRlRh （ ） 在这一假设情况下，找到最小半径通过弯道时的各车轮转向轮的转向角和转向半径的关系，既是车辆转向轮的前、后转向角和转向半径均相同。