四輪車輛為目前被廣泛使用的交通工具之ㄧ，然而車輛轉向系統的性能表現優劣對於駕駛者操縱及車輛行駛的安全性具有決定性影響力。因此，本文之主要目的在於建立「車輛轉向機構」之運動分析基本理論，提出ㄧ套運動尺寸合成之改善設計理論，最後發展出一套交談式電腦輔助分析設計程式模組，以作為轉向機構之輔助分析與改善設計之用。
本文首先收集相關文獻與資料，以了解與車輛轉向機構相關之研究方法與設計方向。其次，針對目前最常被使用之「搖臂式連桿轉向機構」與「齒條與小齒輪式連桿轉向機構」建立其位置分析理論、轉向力矩分析理論、機械利益分析理論及其他轉向性能之計算公式之整理，並應用VB.NET電腦程式語言，建立一套交談式電腦輔助運動分析程式。接著，提出ㄧ系統化運動設計程序，應用基因演算法進行轉向機構之尺寸最佳化合成設計理論之建立。然後，針對轉向機構之各設計參數以直交表之統計方法進行敏感度分析，並且建立轉向機構運動設計程式模組。最後，藉由設計程式模組分別針對此兩型轉向機構各設計出一組轉向性能比原分析之轉向機構還優越的機構尺寸。

Four wheeler is one type of the transportation vehicle which be widely used. Good or bad performance of the vehicle steering system has the decisive influence regarding security of the driver operation and the vehicle travel. Therefore, the purpose of this article is to establish the kinematic analysis theories of the vehicle steering system. And an improvement design theory of size synthesis are proposed to develop a set of user-friendly computer aided analysis and design program.
At First, this article collects the related literatures and papers to understand the research technique and the design direction of vehicle steering mechanism. Second, establish the location analysis theory, the rotation torque analysis theory, the mechanical advantage theory and other performance’s calculation formula with regard to “Rocker Shaft Type Connecting Rod Vehicle Steering” and “Rack and Pinion Type Connecting Rod Vehicle Steering” which are the most widely used. Third, establish a set of user-friendly computer aided kinematic analysis program by using the VB.NET computer programming language. And then propose a systematized movement design procedure, and establish the optimization size synthesis design theory by using the gene calculation method. Afterwards, carry on the sensitivity analysis in view of the each design variable of the steering mechanism with the orthogonal array table, and establish the kinematic improvement design program. Finally, separately aim at the two Vehicle Steering mechanisms, design a new group mechanism’s size, whose steering performance is better than the original mechanism’s size.

摘要……………………………………………………………………………Ⅰ~Ⅱ
目錄……………………………………………………………………………Ⅲ~Ⅳ
圖目錄…………………………………………………………………………Ⅴ~Ⅶ
表目錄…………………………………………………………………………… Ⅷ
符號表…………………………………………………………………………… Ⅸ
第ㄧ章 前言 ……………………………………………………………………1~6
1.1 文獻回顧…………………………………………………………… 1
1.2 研究目的與方法…………………………………………………… 3
1.3 章節架構…………………………………………………………… 4
第二章 基本概念 …………………………………………………………… 7~28
2.1 名詞定義…………………………………………………………… 7
2.2 常用之車輛轉向機構……………………………………………… 12
2.3 轉向機構之設計目標與設計規格………………………………… 23
第三章 轉向機構之運動分析 ………………………………………………29~59
3.1 搖臂式連桿轉向機構之運動位置分析…………………………… 29
3.2 搖臂式連桿轉向機構之機械利益分析…………………………… 37
3.3 齒條與小齒輪式連桿轉向機構之運動位置分析………………… 42
3.4 齒條與小齒輪式連桿轉向機構之機械利益分析………………… 50
3.5 其他性能指標數值計算公式之推導……………………………… 57
3.6 結語………………………………………………………………… 59
第四章 電腦輔助分析實例 …………………………………………………60~81
4.1 運動分析電腦程式架構的規劃…………………………………… 60
4.2 搖臂式連桿轉向機構性能分析實例……………………………… 75
4.3 齒條與小齒輪式連桿轉向機構性能分析實例…………………… 78
4.4 結語………………………………………………………………… 81
第五章 車輛轉向機構之運動設計 ……………………………………… 82~103
5.1 基因演算法基本理論……………………………………………… 82
5.2 運動設計程序……………………………………………………… 86
5.3 運動設計流程……………………………………………………… 87
5.4 設計參數對轉向性能之敏感度分析……………………………… 96
5.5 電腦輔助運動改善設計程式模組架構的規劃…………………… 98
5.6 結語………………………………………………………………… 103
第六章 電腦輔助運動改善設計實例…………………………………… 104~113
6.1 「搖臂式連桿轉向機構」之改善設計實例……………………… 104
6.2 「齒條與小齒輪式連桿轉向機構」之改善設計實例…………… 109
6.3 結語………………………………………………………………… 113
第七章 結論與建議 ………………………………………………………114~115
參考文獻……………………………………………………………………116~119
附錄A搖臂式連桿轉向機構之「L49(78)直交表」分析結果 …………………A-1
附錄B齒條與小齒輪式連桿轉向機構之「L49(78)直交表」分析結果………B-1

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