汽车转向梯形机构计算软件设计
目录
1 绪论 1
1.1 课题研究的意义 1
1.2 汽车优化设计的发展现状 1
1.3 Visual Basic的概述 2
1.4 本文的主要工作内容 4
2 汽车转向梯形机构的优化原理 4
2.1 阿克曼原理和阿克曼理论转向特性 4
2.2 阿克曼梯形 5
3 汽车整体式转向梯形机构的优化 6
3.1 整体式转向梯形机构优化原理及算法 6
3.2 汽车整体式转向梯形机构vb流程图 9
3.3 整体式转向梯形机构vb界面操作介绍 12
3.4 实力计算验证 12
3.5 主要vb代码编辑与分析 13
3.6 整体式转向梯形机构的优化结果分析 14
4 汽车断开式转向梯形机构的优化 15
4.1 断开式转向梯形机构优化原理及算法 15
4.2断开式转向梯形机构vb流程图 19
4.3 断开式转向梯形机构vb界面操作介绍 21
4.4 计算实例 21
4.5 主要vb代码编辑与分析 22
4.6 断开式转向梯形机构的优化结果分析 23
结论 25
致谢 26
参 考 文 献 27
附录A 28
附录B 30
1 绪论
1.1 课题研究的意义
汽车工业发展的关键是汽车设计的更新和提高。近几年来，随着用户对产品需求的日益多样化，汽车产品开发竞争也越来越激烈，特别是随着以计算机为代表的信息技术的出现。汽车设计方法有了新的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
飞跃，设计过程彻底改变，并进入一个新的阶段——计算机辅助设计阶段，计算机辅助设计可以明显提高设计效率，降低设计成本，使得设计周期大大缩短。目前，世界上发达国家的不少汽车公司已经大量采用计算机技术对汽车进行辅助设计，设计质量和设计效益有了很大的提高，加快了产品更新换代，提高了产品的竞争力，并正朝着智能型计算机辅助设计发展。而我国汽车设计长期处于传统的低效的手工设计阶段，尽管近今年来我国汽车工业发展迅速，前后引进了许多国家的先进技术和产品，形成了批量生产汽车的能力。但是在汽车设计方面，尤其是在汽车的优化设计方面还与国外存在着相当大的差距。因此，国内不少汽车生产企业迫切希望应用先进的汽车设计技术，提高设计水平和设计质量，最终实现开发新一代产品的目标。
转向梯形机构是汽车转向传动机构中很关键的一部分，在汽车转向系统中为了减少轮胎磨损，减小转向力，保证汽车转向时的内、外转向轮尽可能作纯滚动，这一要求由转向梯形机构的几何性能来实现。国产载货汽车转向梯形机构虽然经过了几次技术改进，但相比国外产品的技术水平仍然比较落后。本次论文的目的，通过对转向梯形机构进行数学模型建立，选定正确的优化方法，运用计算机进行编程，提供用户可操作界面。
1.2 汽车优化设计的发展现状
70 年代，国外对优化设计理论在机械设计方面的应用，由开始的对简单构件和机构方面的优化，发展到机械零部件的结构优化。同时优化设计理论也开始应用到汽车产品机构设计上，在整体性能参数的最优选择和最优匹配方面，在汽车底盘、内燃机零部件和车身结构方面都展开了卓有成效的研究工作。第二次世界大战期间，美国在军事上首先应用了优化技术。1967年，美国的R.L.福克斯等发表了第一篇机构最优化论文。1970年，C.S.贝特勒等用几何规划 解决了液体动压轴承的优化设计问题后，优化设计在机械设计中得到应用和发展。具体事例还有1）美国辛格采用优化设计方法设计了一种十级转速的机床主轴箱，使各轴的中心距总和比用传统设计方法所取得的结果减少16.55%，从而体积和重量相应的减少。2）意大利扎罗蒂用优化设计方法对工程机械中的柴油机变速箱等作了最佳匹配设计，显著提高了其性能。3）美国波音飞机公司对大型机翼用138个设计变量进行结构优化，使其重量减少了三分之一。
我国对汽车优化设计的研究只是在近几年才开始，虽然起步较晚，但已取得了一定的成果。可以说我国汽车行业优化设计的研究工作已经展开，有的还达到了较高的水平。例如1）中国葛洲坝二号船闸人字门启闭机构经过优化设计，使驱动力矩由400t.m降为232.t.m；2）广州造船厂将优化方法船用螺旋桨的叶型及叶截面的设计中，并采用CAD技术直接绘出图形，从而节省了大量的人力和物力，取得了满意的结果。但就整体而言，与国外一些先进国家相比，还有相当大的差距，特别是对已有的研究成果推广应用还很少。对汽车行业来说，研究的重点不在于优化理论本身，而是它在汽车设计中的具体应用，即围绕汽车整体性能参数匹配、各系统总成、零部件的结构优化开展工作，建立合理的数学模型，进行适当的优化方法，研制优化程序，建立汽车结构优化设计实用程序库。为了尽快提高我国汽车的设计质量使设计现代化，需要继续进一步开展汽车结构优化设计的研究，建立汽车结构优化设计实用程序库，供汽车设计部门推广使用，这样就可以从产品的参数选择、设计计算到绘制完整图纸的全过程，实现自动化、现代化，克服传统设计方法由于难以得到最佳方案而使汽车设计方案“先天不足”的缺陷，大大提高汽车设计的质量。
1.3 Visual Basic的概述
Microsoft Visual Basic（以下简称 VB）是可视化的、由事件驱动的高级程序设计语言，它提供了最迅速、最简捷的开发应用程序的方法。
Visual 的英文意思是：目视的、直观的、看得见的、形象化的。这里的 Visual指直观的开发应用程序界面的方法，它需要将系统提供的标准控件拖放到屏幕窗体指定的位置上，Visual Basic 就会自动地生成相应的对象，并对其属性赋值，而不需要用户去编写大量的界面程序代码。Basic 指的是 BASIC 语言，它是 Beginner′s All-Purpose Symbolit Instruction Code 的缩写，意思初学者通用符号指令代码。该语言在计算机发展史上是使用得最广泛的程序设计语言。它易懂、易学，深受计算机初学者的青睐。Visual Basic 是在原有 BASIC 语言的基础上，丰富、发展而成为易学、易掌握的功能强大的新程序设计语言。现在它不仅是初学者的理想入门语言，而且也是专业人员开发应用程序的理想工具。此外，对在其他专业学习的大学生来说，Visual Basic 程序设计语言又是结合专业学习，开发应用程序，从中掌握计算机技术，灵活运用所学内容，培养自己创造性思维的最好工具。
与以往的 Windows 应用程序开发工具相比，VB 具有可视化编程的特点，采用事件驱动机制按照面向对象的思想开发软件，并且保留了结构化程序设计方式。主要特点概括如下：① 面向对象的可视化的程序设计方法；② 事件驱动的程序设计机制；③结构化的高级程序设计语言；④ 支持动态链接（DLL）、动态数据交换（DDE）与对象的链接和嵌入（OLE）技术；⑤ 功能更强的用户开发工具。
VB 6.0 对以前版本 VB 的原有功能做了进一步的完善，并增加了许多新的功能，特别是加强了数据访问和 Windows 应用程序开发的功能。
1 绪论 1
1.1 课题研究的意义 1
1.2 汽车优化设计的发展现状 1
1.3 Visual Basic的概述 2
1.4 本文的主要工作内容 4
2 汽车转向梯形机构的优化原理 4
2.1 阿克曼原理和阿克曼理论转向特性 4
2.2 阿克曼梯形 5
3 汽车整体式转向梯形机构的优化 6
3.1 整体式转向梯形机构优化原理及算法 6
3.2 汽车整体式转向梯形机构vb流程图 9
3.3 整体式转向梯形机构vb界面操作介绍 12
3.4 实力计算验证 12
3.5 主要vb代码编辑与分析 13
3.6 整体式转向梯形机构的优化结果分析 14
4 汽车断开式转向梯形机构的优化 15
4.1 断开式转向梯形机构优化原理及算法 15
4.2断开式转向梯形机构vb流程图 19
4.3 断开式转向梯形机构vb界面操作介绍 21
4.4 计算实例 21
4.5 主要vb代码编辑与分析 22
4.6 断开式转向梯形机构的优化结果分析 23
结论 25
致谢 26
参 考 文 献 27
附录A 28
附录B 30
1 绪论
1.1 课题研究的意义
汽车工业发展的关键是汽车设计的更新和提高。近几年来，随着用户对产品需求的日益多样化，汽车产品开发竞争也越来越激烈，特别是随着以计算机为代表的信息技术的出现。汽车设计方法有了新的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
飞跃，设计过程彻底改变，并进入一个新的阶段——计算机辅助设计阶段，计算机辅助设计可以明显提高设计效率，降低设计成本，使得设计周期大大缩短。目前，世界上发达国家的不少汽车公司已经大量采用计算机技术对汽车进行辅助设计，设计质量和设计效益有了很大的提高，加快了产品更新换代，提高了产品的竞争力，并正朝着智能型计算机辅助设计发展。而我国汽车设计长期处于传统的低效的手工设计阶段，尽管近今年来我国汽车工业发展迅速，前后引进了许多国家的先进技术和产品，形成了批量生产汽车的能力。但是在汽车设计方面，尤其是在汽车的优化设计方面还与国外存在着相当大的差距。因此，国内不少汽车生产企业迫切希望应用先进的汽车设计技术，提高设计水平和设计质量，最终实现开发新一代产品的目标。
转向梯形机构是汽车转向传动机构中很关键的一部分，在汽车转向系统中为了减少轮胎磨损，减小转向力，保证汽车转向时的内、外转向轮尽可能作纯滚动，这一要求由转向梯形机构的几何性能来实现。国产载货汽车转向梯形机构虽然经过了几次技术改进，但相比国外产品的技术水平仍然比较落后。本次论文的目的，通过对转向梯形机构进行数学模型建立，选定正确的优化方法，运用计算机进行编程，提供用户可操作界面。
1.2 汽车优化设计的发展现状
70 年代，国外对优化设计理论在机械设计方面的应用，由开始的对简单构件和机构方面的优化，发展到机械零部件的结构优化。同时优化设计理论也开始应用到汽车产品机构设计上，在整体性能参数的最优选择和最优匹配方面，在汽车底盘、内燃机零部件和车身结构方面都展开了卓有成效的研究工作。第二次世界大战期间，美国在军事上首先应用了优化技术。1967年，美国的R.L.福克斯等发表了第一篇机构最优化论文。1970年
我国对汽车优化设计的研究只是在近几年才开始，虽然起步较晚，但已取得了一定的成果。可以说我国汽车行业优化设计的研究工作已经展开，有的还达到了较高的水平。例如1）中国葛洲坝二号船闸人字门启闭机构经过优化设计，使驱动力矩由400t.m降为232.t.m；2）广州造船厂将优化方法船用螺旋桨的叶型及叶截面的设计中，并采用CAD技术直接绘出图形，从而节省了大量的人力和物力，取得了满意的结果。但就整体而言，与国外一些先进国家相比，还有相当大的差距，特别是对已有的研究成果推广应用还很少。对汽车行业来说，研究的重点不在于优化理论本身，而是它在汽车设计中的具体应用，即围绕汽车整体性能参数匹配、各系统总成、零部件的结构优化开展工作，建立合理的数学模型，进行适当的优化方法，研制优化程序，建立汽车结构优化设计实用程序库。为了尽快提高我国汽车的设计质量使设计现代化，需要继续进一步开展汽车结构优化设计的研究，建立汽车结构优化设计实用程序库，供汽车设计部门推广使用，这样就可以从产品的参数选择、设计计算到绘制完整图纸的全过程，实现自动化、现代化，克服传统设计方法由于难以得到最佳方案而使汽车设计方案“先天不足”的缺陷，大大提高汽车设计的质量。
1.3 Visual Basic的概述
Microsoft Visual Basic（以下简称 VB）是可视化的、由事件驱动的高级程序设计语言，它提供了最迅速、最简捷的开发应用程序的方法。
Visual 的英文意思是：目视的、直观的、看得见的、形象化的。这里的 Visual指直观的开发应用程序界面的方法，它需要将系统提供的标准控件拖放到屏幕窗体指定的位置上，Visual Basic 就会自动地生成相应的对象，并对其属性赋值，而不需要用户去编写大量的界面程序代码。Basic 指的是 BASIC 语言，它是 Beginner′s All-Purpose Symbolit Instruction Code 的缩写，意思初学者通用符号指令代码。该语言在计算机发展史上是使用得最广泛的程序设计语言。它易懂、易学，深受计算机初学者的青睐。Visual Basic 是在原有 BASIC 语言的基础上，丰富、发展而成为易学、易掌握的功能强大的新程序设计语言。现在它不仅是初学者的理想入门语言，而且也是专业人员开发应用程序的理想工具。此外，对在其他专业学习的大学生来说，Visual Basic 程序设计语言又是结合专业学习，开发应用程序，从中掌握计算机技术，灵活运用所学内容，培养自己创造性思维的最好工具。
与以往的 Windows 应用程序开发工具相比，VB 具有可视化编程的特点，采用事件驱动机制按照面向对象的思想开发软件，并且保留了结构化程序设计方式。主要特点概括如下：① 面向对象的可视化的程序设计方法；② 事件驱动的程序设计机制；③结构化的高级程序设计语言；④ 支持动态链接（DLL）、动态数据交换（DDE）与对象的链接和嵌入（OLE）技术；⑤ 功能更强的用户开发工具。
VB 6.0 对以前版本 VB 的原有功能做了进一步的完善，并增加了许多新的功能，特别是加强了数据访问和 Windows 应用程序开发的功能。
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