臺灣博碩士論文加值系統

本研究係關於一種新型變導程螺桿轉向機構之研發，其主要目的是以運動學的角度來進行新型車輛轉向系統之機構設計，以期發展出一種嶄新且完全符合Ackerman原理的轉向機構，以確保車輛轉向時之安全性、操控性與舒適性。本研究擬完成現有車輛轉向機構之文獻探討，並對現有車輛轉向機構進行分類整理。本研究擬擺脫先前研究者所採用之多連桿機構、差速機構或齒輪機構，這些機構的最大弱點即在於佔用太多引擎室空間。本研究將採用兩支呈左右對稱的變導程螺桿，先將方向盤轉動角轉換成螺桿之旋轉，再藉由設置於左右繫桿上之從動件，帶動左右繫桿移動，最後再推動轉向肘節臂，使車輪轉向。由此可知，本研究所設計的新型變導程螺桿型轉向機構與傳統的齒條與小齒輪連桿型轉向機構主要的差別即在於前者以變導程螺桿的非均勻傳動，取代齒條與小齒輪的均勻傳動，其餘部分兩者並無差異，因此兩者在外觀上會非常相似，但是上述以非均勻傳動取代均勻傳動的作法卻是新型設計成功的主要因素。本研究將參考實際車輛之相關尺寸進行新型變導程螺桿轉向機構之尺寸合成，研發出三種新型變導程螺桿轉向機構，並利用相關的機構分析原理，進行運動分析，並以Pro/ENGINEER繪製其3D零件圖與3D組立圖，之後再利用Pro/MECHANISM進行作動模擬及驗證新型轉向機構之作動情形。

中文摘要………………………………………………iii
英文摘要………………………………………………iv
誌謝……………………………………………………v
目次……………………………………………………vi
表目錄…………………………………………………ix
圖目錄…………………………………………………x
第一章 簡介…………………………………………1
1. 1轉向原理之簡介…………………………………1
1.2 阿克曼原理（Ackerman Principle）之簡介…2
1.3 理想之車輛轉向機構……………………………4
1.4本論文之研究方向…………………………………4
第二章 現有車輛轉向機構之文獻探討與分析……6
2.1一般習用之車輛轉向機構…………………………7
2.1.1中心臂連桿型……………………………………7
2.1.2橫連桿型…………………………………………8
2.1.3對稱連桿型………………………………………9
2.1.4豪頓堡連桿型……………………………………9
2.1.5齒條與小齒輪連桿型……………………………10
2.1.6液壓驅動機構型…………………………………11
2.1.7凸輪機構型………………………………………12
2.2改良型車輛轉向機構………………………………13
2.2.1多連桿型…………………………………………14
2.2.2差速機構型………………………………………18
2.2.3齒輪機構型………………………………………18
2.3影響轉向特性之因素………………………………19
第三章 新型變導程螺桿轉向機構之研發……………24
3.1新型變導程螺桿轉向機構之設計概念……………24
3.2符合阿克曼原理之幾何函數關係…………………32
3.2.1新型變導程螺桿轉向機構從動件位移之關係…33
3.2.2從動件位移與變導程螺桿之關係………………43
3.3變導程螺桿傳動機構之曲面設計…………………52
3.3.1 Case-I-具固定式四圓錐從動件之變導程螺桿…53
3.3.2 Case-II-具擺動式四圓錐從動件之變導程螺桿…62
3.3.3 Case-III-具固定式雙圓錐從動件之變導程螺桿…74
3.3.4三型變導程螺桿傳動機構之評比……………………81
第四章 新型變導程螺桿轉向機構之運動模擬與作動分析…82
4.1 新型變導程螺桿轉向機構於Pro/ENGINEER 2000i2之組立
（ASSEMBLY）設定…………………………………………82
4.1.1 Case-I-具固定式四圓錐從動件之變導程螺桿於Pro/MECHANISM之
（Slots）設定……………………………………………87
4.1.2 Case-II-具擺動式四圓錐從動件之變導程螺桿於Pro/MECHANISM之
（Slots）設定……………………………………………87
4.1.3 Case-III-具固定式雙圓錐從動件之變導程螺桿於Pro/MECHANISM之
（Slots）設定……………………………………………92
4.2 新型變導程螺桿轉向機構於Pro/ENGINEER 2000i2之運動（Motion）
模擬………………………………………………………97
4.2.1 Case-I-具固定式四圓錐從動件之變導程螺桿於Pro/MECHANISM之運
動（Motion）模擬………………………………………98
4.2.2 Case-II-具擺動式四圓錐從動件之變導程螺桿於Pro/MECHANISM之
運動（Motion）模擬……………………………………104
4.2.3 Case-III-具擺動式雙圓錐從動件之變導程螺桿Pro/MECHANISM之運
動（Motion）模擬………………………………………110
4.3新型變導程螺桿轉向機構之干涉檢查…………………121
第五章 結論與建議………………………………………123
5.1 結論……………………………………………………123
5.2 建議與未來展望………………………………………124
5.2.1新型車輛轉向機構……………………………………124
5.2.2變導程螺桿轉向機構之後續研究……………………125
5.3 心得………………………………………………………125
參考文獻………………………………………………………126
附錄A 與 函數關係之推導………………………………130
附錄B 與 函數關係之推導…………………………………132
作者簡介………………………………………………………134

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