基于SolidWorks与COSMOSMotion的汽车转向及行驶运动仿真

    用Adams等软件对汽车进行运动仿真研究是目前汽车机构设计分析的主要手段之一，但是，这类仿真软件学习难度较大，建立的仿真模型与工程制图脱节，不能直接应用到其他三维造型设计中，因此，在，UG，Pro／E等主流三维软件使用者中，采用专门仿真软件进行分析的不多．在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，是世界销售套数最多的3D软件。COSMOSMotion是以Adams为内核，用菜单形式内嵌到中，与无缝集成的功能强大的三维运动与动力学仿真插件。用进行零件三维造型和装配后，进人COSMOSMotion，添加约束、驱动力、工作阻力等，建立仿真模型，就可以对机器进行运动和动力学分析旧J，为产品的创新设计、缩短设计周期提供了一种切实有效的手段和方法。

    本文中通过建立汽车转向和行驶三维模型，采用COSMOSMotion对其进行仿真模拟。为了使问题简化，本文中对汽车结构进行了较大简化。

1 转向机构

    汽车机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。根据转向器位置和转向轮悬架类型的不同，转向传动机构的组成和布置分为与非独立悬架配用的转向传动机构和与独立悬架配用的转向传动机构。本文中讨论与非独立悬架配用的转向传动机构。转向传动机构是将转向器输出的力和运动传给转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，并使两转向轮偏转按一定的关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。

    为了避免汽车转向时产生的附加阻力过大和轮胎磨损太快，要求转向系在汽车转向时，所有车轮均做纯滚动而不产生侧向滑移，图l中两侧车轮偏转角α和β的理想关系为

图1 转向机构

    因此转向传动机构转向梯形的几何参数需要优化，但是，至今所有的汽车的转向梯形都只能设计在一定的车轮偏转角范围内，接近于理想关系。

    为了模拟的方便，转向机构简化为图2所示，其中：1为左(右)梯形臂；2为方向盘；3为转向直拉杆；4为转向节臂；5为转向横拉杆；6为机架；7为车轮。左(右)梯形臂、转向横拉杆、机架组成等腰梯形机构。

图2 转向机构模型

2 转向仿真

    2．1主要运动副设置