煤矿井下无轨胶轮车是一种重要的井下辅助运输设备。它不仅没有轨道的限制,而且具有机动灵活、安全高效、适应性强等优点。鉴于井下巷道布置的特殊性,其在工作中需要频繁转向,所以它的转向性能成为衡量无轨胶轮车工作质量的一个重要标准。对于整体式无轨胶轮车而言,转向机构直接决定了汽车的转向性能,它对汽车驾驶舒适性、轮胎寿命等方面有着重要影响,因此,对其转向机构的运动研究是十分必要且极具价值的。论述了国内外煤矿井下无轨胶轮车和转向机构的研究现状,分析了国内外转向机构运动关系和优化设计的理论、方法及取得的成果,并结合实际课题阐述了对无轨胶轮车转向机构运动研究的意义,提出了论文的研究目标和研究内容。基于阿克曼转向原理,针对两轮式和四轮式双摆臂转向机构进行运动研究。应用机构学理论,在一定假设条件下,建立与循环球式转向器、独立悬架配用的两轮转向和四轮转向机构的平面数学模型,推导其左、右转向轮转角关系式,并绘制左、右转向轮转角关系曲线,分析转向机构的运动特性。确立两轮和四轮转向机构优化设计的多目标优化函数,建立相关的约束条件,运用MATLAB优化工具箱对转向机构进行优化设计。在忽略主销内倾和主销后倾的情况下分析优化的结果。结合整车的实际结构参数,利用转向机构优化后的数据在ADAMS中建立虚拟样机模型,并进行运动学仿真,将优化后实际情况下的内外轮转角关系曲线与阿克曼理论曲线进行对比,验证建模、仿真及优化计算结果的准确性。根据综合评价结果提出一套合理的无轨胶轮车转向机构设计方案。本文的研究成果不仅解决了某企业对无轨胶轮车断开式转向机构设计的问题,更重要的是可以为其提供研究设计方案和理论分析数据,具有良好的参考价值。借助计算机建模和仿真能够显著提高转向机构设计的效率、降低研发设计成本,缩短产品开发周期,增强市场竞争力,为企业提高效益。