1.1目的及意义

随着社会的快速发展，人们在工作、生活上的需求也日益变化，为了满足人们的各种需要，汽车产业随之不断发展，各种满足人们需要的运输车，专用车应运而生。为了增加汽车的载质量，以及减小对路面的破坏，人们开始考虑增加汽车的轴数来达到这个目的，于是开始出现了三轴，四轴甚至更多轴的汽车。^[2]然而,汽车轴数的增加,尤其是前桥轴数的增加,使得汽车多桥转向问题成为多轴汽车底盘设计中的一个重要课题。轴数的增多,转向机构的结构也变得复杂,对转向性能的要求也就愈加苛刻。由于转向性能直接影响到车辆的机动灵活性、操纵稳定性和使用经济性,因此对转向系统的设计提出了更高的要求。为了尽可能减小多轴汽车的转弯半径、降低轮胎磨损，满足其转向性能要求，往往采用两轴或多轴转向。^[3]

在多轴转向系统中，双前桥转向系统是应用较多的一种，它的特点是两转向轴集中到一起,空间上的跨度较小,因而结构简单紧凑、转向反应迅速,且扎实耐用,在重型载货汽车上有着广泛的应用。^[4]

随着国民经济的高速发展,全国各地区间物流量的不断增加,双前桥汽车在市场应用的地位愈加显著,普遍应用于重型载货汽车；近几年也出现了很多配置双轴转向的巴车，大大提高了人员的运输能力。因此，研究多轴汽车的双轴转向系统对于缓解我国的交通运输压力，扩大物资交流，协调地区发展都有着十分重要的意义。^[5]

1.2 国内外研究现状

上世纪80年代，国外开始研究中重型汽车双前轴转向系统，取得了一定的成就，先后产生了多种有效的设计方法。早期的方法是通过将空间问题投影转化为平面问题，建立数值计算模型，这样的做法计算精度得不到保证。随着计算机性能的不断提高，出现了许多用于工程设计计算的专用软件，不需要设计人员去编写复杂的程序，给设计者带来了极大的便捷。

随着双前轴中重型汽车在市场上的普及，现在我们在高速公路上随处可见双前轴中重型汽车，同时也吸引了很多研究人员、设计人员的眼球。很多大学进行了双前桥优化设计的研究，提出了多种优化设计方法及理论，为我国双前轴中重型汽车的研究生产提供了理论基础。而同时随着驾驶人员对车辆性能要求的提高也进一步的促进了国内学者对该领域的研究。目前在该领域内比较有名的研究学者有国家工程院院士郭孔辉教授，他运用空间坐标转换公式，编写了求解整车转弯过程中转弯直径及回转中心相对于后轴的前置距；另外湖南大学的唐应时教授和张代胜副教授，对双前轴转向汽车进行了较为深入的研究，并指导学生开展了大量的理论分析工作。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

主要对四轴小巴车的双轴转向系统进行设计，建立双前桥转向系统的数学模型，利用MATLAB编写程序对其进行分析计算，不断改进，设计出符合要求的转向系统，主要包括如下内容：