汽车转向系统的转向特性对汽车的操纵稳定性,行驶安全性起着重要作用。转向机构设计直接决定汽车的转向特性,它对汽车驾驶舒适性、轮胎寿命等方面有着重要影响,因此,转向机构的研究是十分必要且极具价值的。本文选择了按照转向杆系布置划分的三种典型的汽车转向机构,分别是:整体式、齿轮齿条拉杆式、对称杆式转向机构。对三种典型转向机构分别建立了平面数学模型,并在此基础上推导了三类转向机构的左、右转向轮转角关系式。应用汇编语言C++Builder编写程序,分别绘制了三种转向机构的左、右转向轮转角关系曲线。发现了汽车转向机构的左、右转向轮转角关系具有对称性。左、右转向轮转角关系曲线关于直线β= ?α对称,并应用数学方法分别证明了三种转向机构的左、右转向轮转角关系式关于β= ?α的对称性。对转向机构进行误差分析,推导了右转向轮转角误差、转向中心误差Ⅰ、转向中心误差Ⅱ、转向前束误差四类误差的计算公式,在C++Builder程序中分别绘制了三种转向机构的四类误差曲线,并分析改变机构参数对误差曲线的影响。同时,应用正交设计方法分别分析了三种转向机构中机构参数对转向机构误差影响程度,得到影响转向机构误差最明显的机构参数。定义了汽车的实际转向角和实际转弯半径,并结合转向前束角,推导了实际转向角和实际转弯半径在有预加前束、无预加前束两种情况下的计算公式。依据阿克曼转向原理,对整体式转向机构分别以右转向轮转角误差、转向中心误差Ⅰ、转向中心误差Ⅱ、转向前束误差建立了四种优化设计目标函数,进行优化设计。对优化结果进行分析,并比较在四种优化设计目标函数下的优化效果。