拖拉机转向机构

2、转向主拉杆
在转向轮偏转而且因悬架弹性变形而相对 于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节 臂的相对运动都是空间运动。因此，为了不发生 运动干涉，三者之间的连接件都是球形铰链。
螺塞 调弹簧6的 预紧度 油嘴 直拉杆 球头销
接转向节臂
接转向摇臂
3、转向横拉杆
两接头借螺纹与横拉杆体连接。接头旋装 到横拉杆体上后，用夹紧螺栓夹紧。横拉杆体两端 的螺纹，一为右旋，一为左旋。因此，在旋松夹紧 螺栓以后，转动横拉杆体，可改变横拉杆的总长度， 来调节前轮前束
齿轮齿条式转向器的工作过程
特点：
与蜗杆扇形齿轮等其它类型的转向机构比较，省 去了转向摇臂和转向纵拉杆，简化传动机构，具
有构件简单，传动效率高的优点。
而且它的逆传动效率也高，在车辆行驶时可以保 证偏转车轮的自动回正，驾驶者的路感性强。 应用： 上海桑塔纳、天津夏利、 南京依维柯轻 型货车
0.5Pfc
轮式拖拉机等速转向行驶受力
0.5Pfc
Mzc
PB
O1 Mzq
0.5Pfq
0.5Pfc
0.5Pfq
O2 O
q2
T
LT
转向时的牵引平衡方程为：
Pq Pfq Pfc cos PB sin PT cos
式中：
Pq —转向时驱动轮的总推力，为两侧驱动轮推
力与之和；
PT
O
O
a-前轮转向
b-四轮异相位转向
后轮驱动的4×2轮式车辆转向
对于后轮驱动的4×2轮式车辆，转向时必须满足 以下三个条件： （1）通过驾驶人员的操纵来实现前轮的偏转，车 轮的偏转的程度决定了车辆的转弯半径；
（2）两前轮作纯滚动；
（3）两后轮作纯滚动。
两轮偏转角的关系
（2）两前轮作纯滚动，要求内侧前轮偏转角 比外 侧前轮偏转角 要大，内、外侧前轮偏转角的关系为： M （3-1） ctg ctg L
5-梯形臂 6-横拉杆
配合独立悬架转向传动机构
8 9
5 3 1 2
7
6
4
1-摇臂 2-直拉杆 3、4左右横拉杆 5、6-左右梯形臂
7-摇杆 8、9-悬架左右摆臂
配独立悬架的转向传动机构
1—转向摇臂；2—转向直拉杆；3—左转向横拉杆；4—右转 向横拉杆；5—左梯形臂；6—右梯形臂；7—摇杆；8—悬 架左摆管；9—悬架
M B LPB cos
转向时力矩的平衡
根据稳定转向的条件，转向力矩与转向阻力矩 相平衡，即：
MB M
LPB cos M zc M zq pT LT sin LPfc sin
PB M zc M zq LT PT sin L cos Pfctg
第十三章
主要内容：
转向系
13.1 转向方式与转向原理转向器 13.2 轮式车辆转向系 重点：转向系统的基本组成及其工作原理 难点： 车辆转向原理；各种转向方式的工作原理；
13.1 转向方式与转向原理
一、转向方式（有三种） 1、靠车辆的轮子相对车身偏转一个角度来实现； 2、靠改变行走装置两侧的驱动力来实现；
四、差速器
功用：
使左右车轮可以不同的转速进行纯滚动或直 线行驶。将主减速器传来的扭矩平均分给两半轴， 使两侧的车轮驱动力相等。 分类： 1、轮间差速器 轴间差速器 2、普通差速器 防滑差速器
（一） 简单（普通）差速器
1、运动学分析
5 6
3 3
A
C B
3 3
r
r
0
0
r
1
2
A
C r3
C B A
3
1
2
转弯行驶时转速关系
当行星齿轮除公转外，还绕本身的行星齿轮 轴以角速度 3自转时，
啮合点A的圆周速度为 啮合点B的圆周速度为
1r 0 r 3r3
2 r 0 r 3r3
1r＋ 2 r (0 r 3r3 ) (0 r 3r3 ) 1 2 20或n1 n2 2n0
母传动副
第二级齿条齿 扇传动副
循环球式转向器工作过程
特点： 正传动效率很高， 操纵轻便，使用 寿命长。但逆效 率也高，容易将 路面冲击力传到 转向盘上。
3．螺杆曲柄指销式转向器
该转向器的传动副以转向蜗杆5为主动件，其从动件是 装在摇臂轴2上曲柄4端部的指销。曲柄销插在蜗杆的螺旋槽 中。转向时蜗杆转动，使曲柄销绕摇臂轴作圆弧运动，同时 带动摇臂轴转动。
转向操纵机构
转向器
转向传动机构
分类
转向摇臂 转向直拉杆 转向节臂
转向器
转向轴
转向盘
转向万向节
转向式转向系的工作过程
动力转向系
转向油罐 机械转向器 转向摇臂 转向油泵
转向拉杆
转向动力缸 转向横拉杆 转向控制阀 梯形臂
转向节
二、转向操纵机构及转向器
（一）转向操纵机构 方向盘
操纵杆两类
轮式车辆方向盘 的自由行程为20o～30o。
1-转向节臂 2-横拉杆 3-转向拉杆 4-前轴 5-纵拉杆
6-转向摇臂 7-转向器 8-方向盘
（二）转向器
功用：
增大转向盘传到转向节的力，并改变力的传递方
向。
概念：
正向传动：作用力从转向盘传到转向摇臂的过程。 逆向传动：转向摇臂将地面的冲击力传到转向盘 的过程。
n2 R 0.5B n1 R 0.5B
式中：n1、 n2——分别为慢、快速侧驱动轮转速； R——转弯半径；
B——后轴轮距。
（二）动力学分析
车辆在转向时的受力比较复杂。为便于分析做以 下假设：
（1）四轮车辆的两前轮直接装在同一前轴上，前轴 中间与机体铰接； （2）车辆是低速转向，这样可以不考虑离心惯性力 的影响。 轮式车辆在水平地面上直行和低速稳定转向时的 受力如图3-3、图3-4所示。
M1 0.5(M 0 M T )
锁紧系数K :
M 2 0.5(M 0 M T )
K M 2 / M1
扭矩特性
右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转 矩M4，使转速快的半轴1的转矩减小，使 转速快的半轴2的转矩增大，但由于M4， 很小，半轴1、2的转矩几乎不变，仍为 平均分配。
直线行驶时，行 星齿轮没有自转， 转矩平均分配给 左、右半轴。
3、既改变两侧行走装置的驱动力又使轮子偏转。
汽车与大多数轮式拖拉机采用第一种转向方式，履 带拖拉机和无尾轮手扶拖拉机采用第二种转向方式，有 尾轮手扶拖拉机及轮式拖拉机在某种情况下（如在田间 作业时）采用第三种转向方式。
偏转车轮转向的几种型式
a-偏转前轮
b-偏转后轮
c-偏转前后轮
d-折腰
二、轮式车辆转向理论分析
1-下盖 2-壳体 3-球面蜗杆 4-锥轴承 5-转向轴 6-滚轮轴 7-滚针
8-三齿滚轮 9-调整垫片 10-U型垫圈 11-螺母 12-铜套 13-摇臂 14-摇臂轴
2.螺杆螺母循环球式转向器
结构：有两级传动副：第一级是螺杆螺母循环球，因
钢球夹入螺杆螺母之间，变滑动摩擦为滚动摩擦， 提高了传动效率。 第一级螺杆螺
前轮和土壤间的侧向附着性能
转向力PB是土壤对偏转的前轮产生的轴向反力， 因而PB的大小取决于前轮和土壤间的侧向附着性能。
PB c Gc
条形花纹可增大 c 值；
c
—前轮侧向附着系数。前轮胎面的纵向环状
Gc ―前轮对土壤的垂直作用力。
13.2 轮式车辆转向系
一、偏转车轮式转向 系统基本组成
2．动力学分析
在上述差速器中，由中央传动或主减速器传来 的转矩M0经差速器壳、行星齿轮轴和行星齿轮传 给半轴齿轮。行星齿轮相当一个等臂杠杆，而两个 半轴齿轮半径也是相等的。因此当行星齿轮没有自 转时，总是将转矩M0平均分配给左、右两半轴齿 轮，即：
M1＝M 2＝0.5M 0
扭矩分配
转向时行星齿轮孔与行星齿轮轴间以及齿轮背 部与差速器壳之间都产生摩擦。行星齿轮所受的摩 擦力矩MT方向与其转速n4方向相反；此摩擦力矩使 行星齿轮分别对左右半轴齿轮附加作用了大小相等 两方向相反的两个圆周力F1和F2。F1使传到转得快 的半轴上的转矩M1减小，而F2却使传到转得慢的右 半轴上的转矩M2增加。因此，当左右驱动车轮存在 转速差时， 快速侧： 慢速侧：
LT—PT作用点至O2点的间距。
车轮的转向力矩
车辆转向时，地面作用于车轮的转向力矩为 ：
M B 0.5B(Pq2 Pq1 ) LPB cos
因轮式车辆后桥（驱动桥）装有差速器，能 将中央传动传来的力矩近似平均地分配给两则驱 动轮，所以可以假定 Pq1= Pq2 ，因而式上式可写 成
角。
—转向时挂勾牵引力； —
PT
作用线与车辆纵向对称轴线间的夹
总转向阻力矩
车辆转向时，土壤作用于车辆、并相对于O2 点的总转向阻力矩为各项阻力矩之和，即：
M M zc M zq pT LT sin LPfc sin
式中：
M zc、M zq ―分别为前、后轮的转向阻力矩；
3
3
3
4
1、2-半轴齿轮 3-行星齿轮 4-行星齿轮轴 5-差速器壳体 6主减速器从动齿轮
r
B
差速器工作原理
A、运动特性：
直线行驶时： n1=n2=nk
直线行驶时
当行星齿轮3只随行星架绕差速器旋转轴线公转
时，处在同一半径r上的A、B、C三点的圆周速度
都相等（图3-17b），其值为
0r。于是有：
（一）运动学分析
轮式车辆顺利完成转向的基本要求：各车轮作 纯滚动。 为了满足这一要求，车辆在转向时各车轮轴心 线应通过同一瞬心轴线，其投影点如图3-2中O点， 水平投影车辆转向时车身绕瞬心O点转动。因车辆 转向时的转弯半径R随前轮偏转角的变化而变化， 所以称O点为瞬时转向中心。