150T平板车转向机构设计及其运动学分析张海东冯小东赵继全邵绘林王敏摘要：150t系列的平板车中转向系统设计直接影响着车辆的平稳性和操作性，采用连杆转向机构提高传动效率高、制造成本低、适应性强、传动效果好，运动分析论证了其选择及设计应用。关键词：平板车;连杆转向机构;运动学分析;仿真DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2019.02.0371150t动力平板车国内外现状及存在的问题随着交通运输业和建筑行业不断发展，传统的车辆已经不能满足工程发展的需要，特种车的制造也逐渐自动化，多样化，种类不断增多。重型平板车采用了机电液一体化的技术，可以满足一些特殊工程的需要，属专用特种车辆，目前，国外平板车转向大都采用液压独立转向，由计算机控制角度可达180°，可以实现横向行驶，我国在这方面还存在很大的差距。2连杆转向机构的结构转向角度相关计算如连杆机构简图，可以看出液压缸推杆的往复的直线运动直接推动杆件l3进行转动，最终转化为转向臂推动回转支承进行旋转，液压缸l7与杆l6、l5组成的四杆机构EFD的传动角为∠EFD，连杆机构ABCD的传动角为∠ABC。A、B、C三点是不共线的，而且杆l3的转动范围在0-180，运动规律可以看出左右两个极限位置处为最大最小传动角，考虑转向空间和所需转向力矩等要求后，规定∠EFD的范围为40°到140°之间，∠ABC的范围在30°到150°之间。令∠EFD=γ，则在△EFD中，可得γ的约束函数为：令∠ABC=γ，则矢量封闭方程向x轴投影，得两极限位置方程为：l1cos（α0）+l2cos（θ）=l3cos（β0）+l4。l1cos（α1+180°）+l2cos（θ）=l3cos（β1）+l4，其中：θ=α0-（180°-γmax）θ=α0+γmin由以上四式可求出γ的范围为：γmax=1800+cos-1[（l3cosβ0+l4-l1cosα0）/l2]-α0150°γmin=cos-1[（l3cosβ0+l4-l1cosα0）/l2]-α030°最大转向转向阻力矩的计算：索罗夫经验公式：。则有：Q=F3=211050.34N。3连杆转向机构运动学分析连杆机构的机构简图如上图2所示，已知车轮转向速度，即回转支撑的角速度为=0.4rad/min，l1=320mm，假设B点的速度为vB，方向：垂直AB杆向左，由公式v=*l可得：vB=*l1如下图3所示，将AB杆延长与DC杆的延长线交于O，在AB杆上，B点的速度垂直杆件向左。且在CD杆上，C点的速度也垂直杆件向左，故O点可以看做是BC杆的速度瞬心。在三角形△OAD里，∠O+∠OAD=β，∠OAD=α，又有在三角形△BCD里，∠OBC=α-θ;所以在△OBC里边∠O=β-α，BC=305mm，由公式可以得到。同理得，OB=设点C的速度为vC，杆BC的角速度为，则=，vC=*OC。将△CDF看成一个整体，则杆DC与杆DF角速度相同均为，且杆DC=550mm，杆DF=475mm均已知，所以点F的速度可根據公式：解得vF=vF=128mm/s。经过SolidWorks仿真得到的曲线图仿真液压缸活塞杆的最大速v=128mm/s与计算结果相同。4结语150t平板车转向机构采用连杆机构设计具有传动效率高、制造成本低、适应性强、传动效果好等优点，解决了传统平稳性和刚度问题，但在智能计算机控制方面还存在进一步的设计和研究。参考文献：[1]冯之敬.机械制造工程原理[M].-2版.北京：清华大学出版社，2008（06）.[2]王卫卫.材料成型设备[M].-2版.北京：机械工业出版社，2011（06）.-全文完-