非圓形齒輪轉向機構之改良設計

An Improvement Design of Steering Mechanism with Noncircular Gears

江梅君(Mei-Chun Chiang)

指導教授 ： 張信良

國立虎尾科技大學/工程學院/機械與機電工程研究所/碩士(2015年)

摘要

近年來由於環保意識的抬頭，減廢及節能已為全球所重視，亦伴隨著
人類壽命增長之趨勢及生活中“活動”品質提升之要求，發展出許多電動
代步車、小型作業車與車輛體積小型化，因此本文係針對車輛中之非圓形
齒輪轉向機構進行改良設計。
本研究主要目的是針對於轉向角度在完全符合阿克曼轉向原理的前提
之下，使車輛之轉向系統中，用來代替連桿機構之非圓形齒輪節曲線能夠
獲得較圓滑之節曲線外形，且求出各組節曲線之曲率的相差值，得到改良
設計後，符合實際應用的車體比例，進而得到較佳之輪距與軸距的比例關
係。本文並以Solid-Works 繪製其非圓形齒輪與車體之配置，再進行轉向模
擬。

關鍵字

非圓形齒輪 ； 阿克曼轉向原理 ； 轉向機構 ； 改良設計

並列摘要

近年來由於環保意識的抬頭，減廢及節能已為全球所重視，亦伴隨著
人類壽命增長之趨勢及生活中“活動”品質提升之要求，發展出許多電動
代步車、小型作業車與車輛體積小型化，因此本文係針對車輛中之非圓形
齒輪轉向機構進行改良設計。
本研究主要目的是針對於轉向角度在完全符合阿克曼轉向原理的前提
之下，使車輛之轉向系統中，用來代替連桿機構之非圓形齒輪節曲線能夠
獲得較圓滑之節曲線外形，且求出各組節曲線之曲率的相差值，得到改良
設計後，符合實際應用的車體比例，進而得到較佳之輪距與軸距的比例關
係。本文並以Solid-Works 繪製其非圓形齒輪與車體之配置，再進行轉向模
擬。

並列關鍵字

Noncircular Gear ； Ackermann Steering Principle ； Steering Mechanism ； Improvement Design

參考文獻

[2] 黃瑜智，2009，具非圓形齒輪之轉向機構設計，碩士論文，國立虎尾科技大學，雲林縣。

[27] 林聖泉，黃國益，1996，橢圓行星式插稙機構之最佳化設計，農業機械學刊，第5 卷，第4 期，1-9 頁。

[4] Emura, T., and Arakawa, A., 1992, “A New Steering Mechanism Using Noncircular Gears,” JSME International Journal, Series ?, Vol. 35, No. 4,pp. 604-610.

[6] Fahey, S.O’F., and Huston, D. R., 1997, “A Novel Automotive Steering Linksge,” Transactions of the ASME, Journal of Mechanical Design, Vol. 119, pp. 481-484.

Differential Mechanism for an Exact Solution of the Steering Problem,” Mechanism and Machine Theory, Vol. 33, No. 5, pp. 535-549.