农用车转向系统设计说明书
农用车液压传动四轮转向机构的设计
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ ４ ０ ３ １ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｗ ｘ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ７ ． ０ ５ ６
２ ０ 动 四轮 转 向机 构 的设 计
杜永鑫
（ 黑龙 江省农 业机械 工程 科 学研 究院 ， 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ８ １ ）
［ ２ ］ 刘 家豪 ， 付 才 洪， 康 少华 ， 等． 新 型农 用机械 行走机 构设 计 与越 障分析 ［ Ｊ ］ ． 农机化研 究， ２ ０ １ ４ ， ３ ６ （ ７ ） ： ２ ２ ０— ２ ２ ４ ．
经 前第一油管 １ ６ 、 三位 四通换 向阀 ３ 、 后第一油管 ５进入后
双 活塞杆 油缸 １ ０左腔 内 ， 经后双 活塞杆 ６ 、 后连杆 ９驱动
后轮 ８完成右转 向， 此 时前 轮 ｌ ４与后 轮 ８仍 处 于平 行状 态， 实现整车 向侧横 向平移运 动 ； 当前 双活塞 杆 １ ５向右 向 移动时 ， 前轮 １ ４左转 向， 前 双活塞杆油缸 ｌ ２ 右腔油经前第 二 油管 ｌ ７ 、 三位 四通换 向阀 ３ 、 后第二油管 ４进入后双活塞
三、 结 论
１ ． 机架 ２ ． 四 连杆 转 向机 构 Ｉ ３ ． 四通 换 向阀 ４ ． 第 ２油 管 ５ ． 第 １油 管
６ ． 四连杆转 向机构 Ⅱ ７ ． 四连杆转 向机构 １ １ Ｉ ８ ． 后轮 ９ ． 后 连杆 １ Ｏ ． 后 双活塞油缸 １ １ ． 转 向机 １ ２ ． 前双活塞油缸 １ ３ ． 前连杆 １ ４ ． 前轮 １ ５ ． 前 双活塞杆 １ ６ ． 前第 １油管 １ ７ ． 前第 ２油管
摘 要 液压传 动四轮 转向机 构属 于四轮 车辆 ， 可实现 车身整体近似横 向平移运动 ， 具有结构合理 、 使 用可 靠、 机动性 高及
橡胶履带车辆液压机械差速转向装置设计——操纵系统设计___设计说明书.
前言的挑战，开发性能完善质量可靠，适用，价格合理的履带拖拉机迫在眉睫。
为了满足这种需求，机械液压双功率流转向机构被应用在了履带拖拉机上。
双功率流转向机构把从发动机传来的动力，分两路传给每一侧驱动轮的，其优点是动力可按比例分配到两侧履带上，转向时两侧履带始终传递动力，可实现动力转向，转向时平均车速不降低，动力不中断，因此对农田土壤破坏小，特别在松软的农田作业时，整机通过性好，作业效率高，左右两侧履带的速度差可以无级控制，这一点，是履带推土机可以高效高精度的进行侧面切削和整形作业。
可实现原地转向，提高了履带拖拉机的机动性。
在坡地工作转向时，不会出现“逆转向”现象，提高了履带拖拉机工作安全性。
与齿轮传动的转向机构相比，传动系简单，可避免因采用高、低、双速传动装置造成的动力转向能力受限的弊端。
履带车辆双功率流转向技术的发展是随着液压和液力传动技术的发展而逐渐产生发展起来的。
因为履带车辆在进行小半径转向的时候，特别是在某些极限转向的时候，转向系统传递的功率是很大的。
液压元件成本适合、性能可靠，体积不大，可作为结构元件用。
并且实现了履带车辆转向的方向盘操纵，可对大功率农用拖拉机的需求。
第一章转向技术的发展及趋势§1.1 转向技术的发展过程及优缺点转向机构对于任何车辆来说都是重要的组成部分。
对履带车辆来说，转向机构性能的好坏更为重要，其可以直接影响到履带车辆的使用性能。
自1904年霍尔顿履带式拖拉机发明以来，特别是坦克作为一种新式武器在第一次世界大战中出现并取得巨大成功后，履带车辆的转向技术就一直处于不断地发展和进步之中。
从传统的转向机构到双功率流转向机构，从独立式到差速式，各种新型的转向机构层出不穷从原理上进行分类，可以把履带车辆从出现到目前为止使用过的转向机构表示出来。
一、转向离合器式转向机构转向离合器式转向机构在拖拉机转向时，靠分离某一侧转向离合器，减小或功率限制，驾驶员若持续转向，稍有不慎就会使发动机熄火，因而只能靠滑磨，用较大半径转向，或极不平稳地以小半径断续转向。
拖拉机转向系
1．球面蜗杆滚轮式转向器
其传动副 是一个球 面蜗杆和 带有几个 齿的滚轮 构成。
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 82-0三21/齿3/13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
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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 cGc
c —前轮侧向附着系数。前轮胎面的纵向环状 条形花纹可增大 c 值；
Gc ―前轮对土壤的垂直作用力。
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13.2 轮式车辆转向系
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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：
ctgctgM
该式即为阿克曼公式。
L
（3-1）
式中：M——两转向节立轴与前轮轴心线交点之间距离；
L ——车辆前后轴距。
若为前、后轮同时异相位偏转转向，如图3-2b则式3-1为：
都相等（图3-17b），其值为 0 r。于是有：
120
即差速器不起差速作用，两半轴角速度等于 差速器壳的角速度。
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转弯行驶时
△P
由于自转力矩的
产生，行星齿轮
与行星齿轮轴之 间产生摩擦力矩。
△P
路面对车轮的附 加力△P使行星齿 轮受力不平衡， 产生自转力矩。
△P △P
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一、偏转车轮式转向 系统基本组成
➢转向操纵机构 ➢转向器 ➢转向传动机构
汽车转向系统毕业设计说明
摘要本课题的题目是转向系的设计。
以齿轮齿条转向器的设计为中心，一是汽车总体构架参数对汽车转向的影响；二是机械转向器的选择；三是齿轮和齿条的合理匹配，以满足转向器的正确传动比和强度要求；四是动力转向机构设计；五是梯形结构设计。
因此本课题在考虑上述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向，通过万向节带动转向齿轮轴旋转，转向齿轮轴与转向齿条啮合，从而促使转向齿条直线运动，实现转向。
实现了转向器结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力，从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。
在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。
关键词：转向系；机械型转向器；齿轮齿条；液压式助力转向器1.绪论1.1汽车转向系统概述转向系统是汽车底盘的重要组成部分，转向系统性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性，它对于确保车辆的行驶安全、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要作用。
随着现代汽车技术的迅速发展，汽车转向系统已从纯机械式转向系统、液压助力转向系（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS），发展到利用现代电子和控制技术的电动助力转向系统（EPS）及线控转向系统（SBW）。
按转向力能源的不同，可将转向系分为机械转向系和动力转向系。
机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构(方向盘)、转向器、转向传动机构三大部分组成。
其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动(严格讲是近似直线运动)的机构，是转向系的核心部件[2]。
动力转向系除具有以上三大部件外，其最主要的动力来源是转向助力装置。
由于转向助力装置最常用的是一套液压系统，因此也就离不开泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们分别相当于电路系统中的电池、导线、开关、电机和地线的作用。
303行走系统转向系统
（四）导向轮
（五）尾轮
三、轮胎尺寸的标注方法• 见书本P46 Nhomakorabea 第四节
主要内容：
转向系统
1 转向系统的功用 2 轮式拖拉机转向系统的组成及转向过程 3 手扶拖拉机转向系的组成及转向过程
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；
前桥形状
2.轮式拖拉机前桥
轮式拖拉机前桥有双前轮分置式、并置式、单前轮式三种
一、双前轮分置式 形式稳定、轮距可调，一般均采用。 二、双前轮并置式和单前轮式
由于前轮位于中间，转弯半径小，仅后桥离地 高度限制大，故适宜髙秆行间作业。
（二）橡胶轮胎驱动轮
• 由橡胶轮胎、轮圈、和轮毂等组成。
详细介绍见书本P46
二、行驶系组成
主要由前桥、车架和车轮等组成。
1-车架 2-后悬架 3-驱动桥 4-后轮 5-前轮 6-从动桥 7-前悬架
一、 前桥
安装转向轮的车桥叫转向桥。现代汽车一般都是前桥转向，也有 少数是多桥转向的。 功用：利用转向节的摆动使车轮偏转一定的角度以实现汽车的转向， 且承受一定的载荷。 性能要求：强度、刚度大；定位角、转向角正确；质量小。 组成： 前轴、转向节、主销、轮毂
第四节
车轮
三、轮胎
（一）轮胎的作用 1.与悬架共同来缓和汽车拖拉机行驶时所受到的冲击，并 衰减由此而产生的振动，以保证汽车拖拉机有良好的乘坐舒 适性和行驶平顺性。 2.保证车轮和路面有良好的附着性，以提高汽车拖拉机的 牵引性，制动性和通过性。 3.承受汽车拖拉机的重力
（二）轮胎的分类
汽车拖拉机轮胎按胎体结构不同可分为充气轮胎和实心轮胎。 充气轮胎按组成结构不同，又分为有内胎和无内胎轮胎两种。
转向系统设计说明书
转向系统设计说明书转向系统设计说明书一、需求分析1.1系统简介本转向系统设计是为汽车制造企业设计的一款新型转向系统，包括方向盘、转向齿轮、转向杆等组件，用于汽车转向操作。
1.2系统功能本系统主要实现以下功能：（1）实现车辆转向操作；（2）提供灵敏度和舒适性，使驾驶员可以轻松驾驶；（3）确保车辆转向时的安全性。
1.3使用环境本系统主要用于汽车行驶时的转向操作，适用于各类车辆，包括小汽车、大型客车、货车、越野车等。
1.4系统需求（1）具有可靠性和耐用性；（2）转向灵敏度高，操控舒适；（3）保证转向操作安全；（4）可适应各种驾驶员的需求。
二、系统设计2.1系统架构本转向系统采用传统的齿轮传动转向系统。
主要包括方向盘、转向齿轮、转向杆等组件，在行驶过程中通过变换转向齿轮的位置，控制车轮的转向。
2.2系统组成本转向系统包括以下组件：（1）方向盘：由驾驶员操控，控制转向的方向。
（2）转向齿轮：连接车轮的转向轴，通过旋转控制车轮角度，实现左右转向操作。
（3）转向杆：将方向盘的旋转运动转换成转向齿轮的轴向运动。
（4）轴承：用于支撑转向齿轮，使其顺畅运转。
2.3系统工作原理当驾驶员通过方向盘控制转向时，方向盘传递力量到转向齿轮上，通过转向齿轮转动和转向杆的传动作用，使车轮转向。
其中，转向齿轮是通过齿轮副传动，将方向盘的旋转运动转换成轴向运动，控制车轮的转向角度。
2.4系统性能（1）灵敏度：驾驶员控制方向盘时，系统应能快速反应，确保车辆转向灵敏。
（2）舒适性：转向时不应有任何异响或抖动感，使驾驶员的操控更加舒适。
（3）可靠性：系统应具有较高的可靠性和耐久性，确保在各种路况下的转向操作安全。
三、结论本转向系统是一种新型的汽车转向系统，采用传统的齿轮传动技术，实现车辆转向操作。
系统整体性能较强，灵敏度高、舒适性好、可靠性强。
同时，本系统还具有可扩展性，在不断的设计应用和技术进步中，可为用户提供更多更好的服务。
汽车拖拉机学-转向系统19页PPT
M 2 0 .5 (M 0 M T)
几种具体差速锁型式
履带车辆转向机构
离合器
履带车辆转向机构
7
8123 4 Nhomakorabea3
4
5
6
Rm i n0.5Bci
6
7
5
2
1
圆锥齿轮 圆柱齿轮 双差速器式
履带车辆转向机构
1 23
4
5
行星齿轮机构
手扶拖拉机转向机构
牙嵌离合器
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
液压助力 电动助力 全液压转向
差速器
Differential
差速器运动分析
1 2 0
1 2/20 or n1 n2/2n0
1r0r4r4
2r0r4r4
讨论：
（1） （2） （3）
简单差速器动力学
1
2
F1
MT
n3
n1
M1
3
n2
M2
F2
4
M 1＝ M 2＝ 0.5M 0 KM2/M1
讨论
锁紧系数
1 M . 0( 5 0 M T) M
轮式车辆无侧滑转向条件
转向的条件：
转向力矩—— 前轮偏角—— Ctgβ-Ctgα=M/L 后轮转速—— n1/n2=(R+0.5B)/(R-0.5B)
Worm Gearbox
转 向 机
Rack-and-Pinion Gearbox
转向机
轮式车辆转向传动机构
重型卡车双前桥转向系统开发计算说明书
编号北奔威驰8×4宽体矿用车1950轴距转向系统开发计算说明书编制审查审定标准化审查批准包头北奔重型汽车有限公司研发中心2010年7月22日1 计算目的双前桥四轴车在转向过程中，理论上要求所有车轮都处于纯滚动，或只有极小滑动，为达到这一目的，要求所有车轮绕一瞬时转动中心作圆周运动。
每个转向桥的梯形角匹配设计，是为满足车轮的理论内外转角特性曲线与实际内外转角特性曲线尽可能的接近；第一、二转向前桥转向摇臂机构设计是为了让第一、二转向前桥最大内转角与轴距之间的理论关系与实际关系尽可能的相匹配。
本次计算是为新开发的8×4宽体车XC3700KZ 匹配北奔高位宽体前桥的转向系统中转向传动机构和转向动力机构中各元件的选型及尺寸提供理论依据。
2 采用的计算方法、公式来源和公式符号说明符号定义及赋值如下：1α为第一转向前桥外转角，1β为第一转向前桥内转角 2α为第二转向前桥外转角，2β为第二转向前桥内转角1L 为第一转向前桥主销中心线与地面的交点到第三桥轴线的距离 2L 为第二转向前桥主销中心线与地面的交点到第三桥轴线的距离3 计算过程及结果 3.1 转向动力系统参数计算3.1.1 原地转向阻力矩计算① 状态一：第一、二转向桥载荷按标准载荷13T 计算 已知参数如下：第一转向桥、第二转向桥的轴荷为1G =2G =13000×9.8=127400 N 轮胎气压1P =0.77Mpa滑动摩擦系数μ=0.6（干燥土路）滚动摩擦系数f =0.035（干燥压紧土路推荐0.025-0.035） 轮胎自由半径0r =685mm 轮胎静力半径1r =670mm 侧偏距a =204mm内轮最大转角max α=35.74°[借用现有一桥拉杆及垂臂W3400112AE 极限内转角]（新设计垂臂936 463 00 01使转角能达到车轮极限转角38度）轮胎宽度1B =375mm轮胎接地面积8212BK ==175782mm ，K=132.6mm主销内倾角Φ=6°对于单桥的原地转向阻力矩，有如下计算方式： A.按半经验公式计算131P G 3μ＝半M =77.012740036.03 =10364271 N.mm =10364 N.mB.按采用雷索夫公式()2s 201r r 0.5a f G -+⋅⨯μ＝雷M=127400×（0.035×204+0.5 ×0.6×22670685-）=6358499 N.mm =6358 N.mC.采用经验公式max11sin sin a G a G αφμ＝经⋅⋅⋅+⋅⋅M=127400×204×0.6+127400×204×sin6°×sin35.74° =17181 N.mD.算术平均求阻力矩为了使计算更趋合理，避免上述四种公式单独使用时与实际工造成的误差，故用以上三种方式求得的阻力矩的算术平均值作为静态原地转向阻力矩0s M 。
农业车辆 农用挂车转向系统 半挂车铰接式转向装置连接-编制说明
《农业车辆农用挂车转向系统半挂车铰接式转向接口》编制说明（征求意见稿）一．工作简况1．任务来源本标准是根据国家标准化管理委员会国标委发〔2019〕22号文下达2019年第二批推荐性国家标准制修订计划，计划编号20191954-T-604，项目名称“农业车辆农用挂车转向系统半挂车铰接式转向接口”进行制定。
项目周期24个月。
2．主要工作过程起草（草案、调研）阶段：计划下达后，2019年9月标准起草工作组按照ISO 26402:2008《农业车辆农用挂车转向系统半挂车铰接式转向装置连接》（英文版）标准的原文翻译，结合我国标准的体系、编写要求和有关规定等，于2019年12月完成了标准的讨论稿。
标准起草工作组内部讨论后认为标准名称应改为《农业车辆农用挂车转向系统半挂车铰接式转向装置连接》，并进行了统一修改，于2020年3月形成了标准征求意见稿。
二．标准编制原则和主要内容1.标准编制原则根据标准编制目的，其制定遵循以下原则：①据《采用国际标准和国外先进标准管理办法》，本标准为农用挂车转向系统半挂车铰接式转向装置连接，属于通用互换尺寸标准，应与国际标准保持一致，促进进出口贸易，应等同采用ISO 26402:2008。
本标准技术内容与国际标准ISO 26402:2008等同一致。
③标准编写格式和表达方式符合GB/T 1等标准的规定，保证规范化。
本标准等同采用了ISO 26402:2008，规定了农用半挂车的铰接式转向装置牵引车和挂车之间连接尺寸和净空区，它还规定了这种铰接式转向装置连接处的最大允许力。
2. 主要内容本标准规定了农用半挂车的铰接式转向装置牵引车和挂车之间连接尺寸和净空区，它还规定了这种铰接式转向装置连接处的最大允许力。
本标准适用于与GB/T 19408.5一起使用，规定了名义直径为80 mm的球形（机械）连接装置。
不适用于铰接式转向装置连接机械强度的验证，也不适用于机械连接装置；本标准不包括铰接式转向装置本身的技术要求。
转向系统设计说明书
转向系统设计说明书设计原则：通过对所开发车型与已开发同类车型（或标杆车）的比较及所开发车型的前桥负荷,初步确定转向器总成的结构和相关参数。
故在选取时应遵循以下原则；1、转向器结构选型原则：1）、依据整车布置尺寸，确定转向器结构尺寸。
2）、依据使用和成本状况，确定是否使用通气螺塞。
2、转向器参数选型原则：1）、依据转向盘布置形式，确定是左置转向器或右置转向器。
2）、依据前桥负荷，选定转向器输出扭矩及输入轴花键。
3）、依据车型的最小转弯半径确定转向摇臂输出摆角能否满意使用要求。
4）、依据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用状况，确定转向传动比是否采纳变传动比形式。
5）、依据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用状况，确定传动间隙特性。
3、转向摇臂选型原则：1）、依据标杆车进行类比。
2）、依据车型的最小转弯半径确定转向摇臂在转向器上的中间位置。
3）、依据车型总布置，确定转向摇臂的偏距和长度。
4、转向传动轴及管柱的选型原则：1）、依据标杆车进行类比。
2）、依据点火开关和组合开关确定转向传动轴及管柱的形式。
3）、依据整车需要或成本考虑确定是否采纳双万向节结构，转向盘可调结构或缓冲吸能结构。
5、转向盘选型原则：1）、依据标杆车进行类比。
2）、依据总布置确定转向盘直径。
3）、依据整车需要或成本考虑，是否采纳防伤转向盘。
一、转向机部分一.设计目标L满意日本转向器样件的安装尺寸。
2.在结构上我们参考样件和恒隆公司现有的成熟产品的结构，确定为分体式结构。
3.产品性能达到或超过同类产品标准。
二.方案说明1.2.1扭杆与齿轮轴采纳花键联结方式，其优点：a.此结构采用花键过盈联结，省去了打销过程，简化了工艺。
b.增大了密封空间。
2.2齿条的支承型式齿条的一端通过常规的齿条支承座来支承，齿条支承座垫的材料选取的是含油聚甲醛，齿条的另一端通过缸端限位套总成来支承，在缸端限位套总成内含有聚甲醛材料的衬套，其主要优点是磨擦系数小，耐磨性好。
转向系统设计说明书
转向系统设计说明书一、引言1.1 项目背景转向系统是汽车安全驾驶的重要组成部分，用于控制车辆的转向操作。
一个稳定可靠的转向系统不仅能提高驾驶的安全性，还能提升驾驶的舒适性和操控性。
本设计说明书旨在详细介绍转向系统的设计原理、组成部分以及各功能模块的工作原理，为开发人员提供指导和参考。
1.2 文档目的本设计说明书的目的是提供一个清晰、详细的转向系统设计方案，以指导开发人员进行系统的开发和实现。
同时，本文档还可以作为后续维护和升级的参考资料，确保系统的稳定性和可靠性。
1.3 参考文档•ISO 26262：汽车功能安全性标准•车辆制造商的相关规范和标准1.4 定义和缩略词缩略词定义ABS Anti-lock Brake System（防抱死制动系统）ECU Electronic Control Unit（电子控制单元）CAN总线Controller Area Network（控制器局域网）HCU Hydraulic Control Unit（液压控制单元）HMI Human-Machine Interface（人机界面）二、总体设计2.1 系统架构转向系统主要由以下几个部分组成：1.转向传感器：用于检测驾驶员转动方向盘的角度和速度。
2.转向电机：根据转向传感器的信号，通过控制电机的转动，实现车辆的转向。
3.转向控制器：负责接收转向传感器的信号，根据算法计算转向电机的控制量。
4.供电系统：为转向电机和转向控制器提供稳定的电源。
2.2 功能模块2.2.1 转向传感器转向传感器负责检测驾驶员的转向动作，并将其转化为电信号传输给转向控制器。
其主要功能模块包括：1.转向角度检测：通过安装在方向盘旁的传感器，检测驾驶员转动方向盘的角度。
2.转向速度检测：通过检测方向盘转动的速度，判断驾驶员的转向意图。
2.2.2 转向电机转向电机是转向系统的核心部件，通过控制电机的转动实现车辆的转向。
其主要功能模块包括：1.转向力反馈控制：根据转向控制器的控制信号，调整电机的输出力以模拟驾驶员转向时的力感觉。
汽车转向系设计说明介绍模板
汽车设计课程设计说明书宇文皓月题目：重型载货汽车转向器设计姓名：席昌钱学号：200924265同组者：严炳炎、孔祥生、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级：09车辆工程2班指导教师：王丰元、邹旭东设计任务书目录1.转向系分析 (4)2.机械式转向器方案分析 (8)3.转向系主要性能参数 (9)4.转向器设计计算 (14)5.动力转向机构设计 (16)6.转向梯形优化设计 (22)7.结论 (24)8.参考文献 (25)1转向系设计1.1基本要求1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。
2.把持轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。
3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。
4.转向灵敏。
5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。
6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
1.2基本参数1.整车尺寸：11976mm*2395mm*3750mm。
2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm3.整备质量 12000kg4.轮胎气压 0.74MPa2.转向系分析2.1对转向系的要求[3](1) 包管汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操纵轻便;(2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不该有侧滑;(3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小;(4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车坚持在稳定的直线行驶状态;(5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有呵护机构防止伤及乘员.2.2转向把持机构转向把持机构包含转向盘，转向轴，转向管柱。
有时为了安插方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的平安性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间装置转向万向节，如图2-1。
采取柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。
拖拉机自动转向系统设计及仿真
1.2 电控液压自动转向系统特点
该系统具有转向力矩大，控制简单，精度高，响应速 度快，可移植性强，且能方便快捷实现人工与自动驾驶 的切换。此系统广泛应用于新疆生产建设兵团播种作业 的TN654拖拉机。
1.3 本文设计基本思想
本设计是在拖拉机原有转向系统的基础上，通过加 装由比例方向阀，电磁换向阀，三通逻辑阀及平衡阀组 成的液压单元，采用LM3S5749为控制板,比例阀放大器, 前轮转角传感器和压力传感器组成电控单元(ECU），实 现可以响应自动控制信号的自动转向。
3.3 PD双通道控制算法设计 根据自动转向控制系统的控制规律和功能，综合拖 拉机行执行机构存在误差和比例阀的死区#迟滞等系统特 性，本设计选用基于 PID的PD控制算法为自动转向控制 系统控制方法。带死区补偿的PD控制能避免频繁转向， 增加系统的稳定性。其中，K( 比例) 控制根据目标转角 与当前前轮转角的偏差计算控制比例阀阀芯开度的控制 电压值; W( 微分) 控制用来修正步进脉冲频率值，减小 超调现象。
3.4 系统集成设计
集成方案连线图如下：
4 电液比例自动转向系统仿真 4.1 系统数学模型建立
其中，Kθ 为转向机构增益，G为输入为电压输出为 前轮转角的电液比例自动转向系统传递函数。
4.2 仿真实验与分析
在Matlab中利用Simulink控制工具箱进行仿真。 自动转向系统控制框图模型：
结果分析：
2 自动转向系统工作原理
2.1 工作原理图
2.2 运行流程图
3 自动转向系统硬件设计
3.1 液压系统设计
3.2 控制系统设计
其中，6N137( 光电耦合器) 起到隔离作用，保护控 制器不受外部干扰的影响，确保微控制器可靠工作;三极 管放大光电耦合器输出的电流，控制继电器;电路通过反 接的1N4007( 二极管)，来防止继电器线圈的感应电动势 击穿三极管的集射极; 发光二极管用来指示电磁阀的工 作状态，二极管亮，电磁阀换向。
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第一章前言§1.1 四轮农用车的发展前景中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前的活跃。
农村的货运量和人口的流动量急剧增加，加快运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械-农用运输车应运而生。
它解决了农村运输的急需，填补了村际，乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路！四轮农用运输车的竞争对手是轻型汽车。
与汽车相比，四轮农用运输车有许多优点。
入世后农用运输车没有受到多大冲击，因为它是中国特色的产业，符合国情，在国外几乎没人搞过。
但是我们不能回避汽车与四轮农用运输车在市场的竞争，四轮农用运输车利用比较底的生产成本和微利经营的生产方式并引进先进的汽车技术，坚持“三低一高”的特色，注重产品质量，使之与在汽车行业的竞争中得以提高。
随着党和国家提出的的开发西部的政策落实，也给农用运输车厂商带来了无限商机使农用运输车的开发有广阔的前景，另一方面，我国有近13亿人口，特别是9亿以上的农村人口收入水平相对较低，需求量最大的是低档次的汽车。
由于它比较适合中国国情，预计在未来的5～15年里，农用车在我国农村仍然具有广阔的发展前景。
近年来农用车保有量增加很快，因此对柴油的需求很大。
农用车制造工艺简单，价格便宜，其中三轮车价格在4000～7000元/辆，四轮车价格在1～1.5万元/辆，购车农户一般半年左右即可收回10000元投资。
另外，农用车的养路费为每月每吨70元，是汽车的30%，使用成本为同吨位汽车的1/3到1/2。
公路快速建设也促进了农用车的发展。
旧中国，全国公路仅13×104 km，而到1997年底，已达1.226×106 km，目前全国98%的乡和80%的村都通了公路，使得农用车有用武之地。
公安车管部门1993年制定了《关于农用运输车道路交通管理的规定》，在不损害管理大局的前提下，大幅度减少农用车的各种费用，免交车辆增容费。
因此，在近十几年里我国农用车得到快速发展。
1980年全国农用车产销量不足万辆，1992年产销量达到113万辆，首次超过当年汽车产销量（106.2万辆）。
1998年农用车产销量达到270万辆，而同期汽车产销量为163万辆。
我们要开发的农用运输车要采用设计理念，多进行优化设计，使产品新颖化，品种多样化以适应多种需要。
首先农用运输车既然为农民服务，那么就必须立足于“农”字，需对农村市场有意的深入了解。
及农村的道路，农民的使用水品和购买能力和分析研究！另外，过去研制一味的迎合用户“多拉快跑”的心理，盲目的加大强化车辆的部件是不可取的。
农产品的开发研制该大则大，该小则小，不仅产品的档次要拉开，产品开发的大小两个方向也要拉开！§1.2 前桥和转向系组成和设计步骤前桥通过悬架与车架(或承载式车身)相联，两侧安装着从动午轮，用以在车架(或承载式车身)与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。
从动桥还要承受和传递制动力矩。
从动桥按与其匹配的悬架结构的不同，也可分为非断开式与断开式两种。
从动桥按与之匹配的悬架结构不同可分为非断开式与断开式两种。
由于农用车要求价廉，所以多采用非断开式前桥。
非断开式的前桥主要有前梁，转向节和转向主销组成。
一、从动桥结构形式1、非断开式转向从动桥2、合纵臂式后支持桥一般多采用非断开式转向从动桥。
二、从动桥设计1、转向从动桥主要零件尺寸的确定，前梁，工字型断面，可采用常规设计，也可采用计算机程序可靠性优化设计。
2、零件工作应力的计算（1）在制动工况下的前梁应力计算（2）在最大侧压力工况下的应力计算（3）转向节在制动和侧滑工况下的应力计算（4）主销和转向衬套在制动和侧滑工况下的应力计算（5）转向节推力轴承和止推垫片的计算三、转向系设计1、转向器方案分析2、转向器主要性能参数设计3、转向梯形的优化设计第二章概述§2.1 前桥简介从动桥即非驱动桥，又称从动车桥。
它通过悬架与车架(或承载式车身)相联，两侧安装着从动车轮，用以在车架(或承载式车身)与车轮之间传递铅垂力、纵向力和横向力。
从动桥还要承受和传递制动力矩。
根据从动车轮能否转向，从动桥分为转向桥与非转向桥。
一般汽车多以前桥为转向桥。
为提高操纵稳定性和机动性，有些轿车采用全四轮转向。
多轴汽车除前轮转向外，根据对机动性的要求，有时采用两根以上的转向桥直至全轮转向。
一般载货汽车采用前置发动机后桥驱动的布置形式，故其前桥为转向从动桥。
轿车多采用前置发动机前桥驱动，越野汽车均为全轮驱动，故它们的前桥既是转向桥又是驱动桥，称为转向驱动桥。
从动桥按与其匹配的悬架结构的不同，也可分为非断开式与断开式两种。
与非独立悬架相匹配的非断开式从动桥是一根支承于左、右从动车轮上的刚性整体横梁，当又是转向桥时，则其两端经转向主销与转向节相联。
断开式从动桥与独立悬架相匹配。
非断开式转向从动桥主要由前梁、转向节及转向主销组成。
转向节利用主销与前梁铰接并经一对轮毂轴承支承着车轮的轮毂，以达到车轮转向的目的。
在左转向节的上耳处安装着转向节臂，后者与转向直拉杆相连；而在转向节的下耳处则装着与转向横拉杆相连接的转向梯形臂。
有的将转向节臂与梯形臂连成一体并安装在转向节的下耳处以简化结构。
转向节的销孔压入带有润滑油槽的青铜衬套以减小磨损。
为使转向轻便，在转向节上耳与前梁拳部之间装有调整垫片以调整其间隙。
带有螺纹的楔形锁销将主销固定在前梁拳部的孔，使之不能转动。
§2.2 前桥各参数对汽车稳定性的作用与影响为了保持汽车直线行驶的稳定性、转向轻便性及汽车转向后使前轮具有自动回正的性能，转向桥的主销在汽车的纵向和横向平而都有一定倾角。
在纵向平面，主销上部向后倾斜一个γ角，称为主销后倾角。
在横向平面，主销上部向倾斜一个β角，称为主销倾角。
主销后倾使主销轴线与路面的交点位于轮胎接地中心之前，该距离称为后倾拖距。
当直线行驶的汽车的转向轮偶然受到外力作用而稍有偏转时，汽车就偏离直线行驶而有所转向，这时引起的离心力使路面对车轮作用着一阻碍其侧滑的侧向反力，使车轮产生绕主销旋转的回正力矩，从而保证了汽车具有较好的直线行驶稳定性。
此力矩称稳定力矩。
稳定力矩也不宜过大，否则在汽车转向时为了克服此稳定力矩需在方向盘上施加更大的力，导致方向盘沉重。
后倾角通常在︒3以。
现代轿车采用低压宽断面斜交轮胎，具有较大的弹性回正力矩，故主销后倾角就可以减小到接近于零，甚至为负值。
但在采用子午线轮胎时，由于轮胎的拖距较小，则需选用较大的后倾角。
主销倾也是为了保证汽车直线行驶的稳定性并使转向轻便。
主销倾使主销轴线与路面的交点至车轮中心平面的距离即主销偏移距减小，从而可减小转向时需加在方向盘上的力，使转向轻便，同时也可减小转向轮传到方向盘上的冲击力。
主销倾使前轮转向时不仅有绕主销的转动，而且伴随有车轮轴及前横梁向上的移动，而当松开方向盘时，所储存的上升位能使转向轮自动回正，保证汽车作直线行驶。
倾角一般为︒5；主销偏移距一股为30～40mm。
~︒8轻型客车、轻型货车及装有动力转向的汽车可选择较大的主销倾角及后倾角，以提高其转向车轮的自动回正性能。
但倾角也不宜过大，即主销偏移距不宜过小，否则在转向过程中车轮绕主销偏转时，随着滚动将伴随着沿路面的滑动，从而增加轮胎与路面间的摩擦阻力，使转向变得很沉重。
为了克服因左、右前轮制动力不等而导致汽车制动时跑偏，近年来出现主销偏移距为负值的汽车。
前轮定位除上述主销后倾角、主销倾角外，还有车轮外倾角及前束，共4项参数。
车轮外倾指转向轮在安装时，其轮胎中心平面不是垂直于地面，而是向外倾斜一个角度α，称为车轮外倾角。
此角约为︒5.0，一般为︒1~︒5.1左右。
它可以避免汽车重载时车轮产生负外倾即倾，同时也与拱形路而相适应。
由于车轮外倾使轮胎接地点向缩，缩小了主销偏移距，从而使转向轻便并改善了制动时的方向稳定性。
前束的作用是为了消除汽车在行驶中因车轮外倾导致的车轮前端向外开的不利影响(具有外倾角的车轮在滚动时犹如滚锥，因此当汽车向前行驶时，左右两前轮的前端会向外开)，为此在车轮安装时，可使汽车两前轮的中心平面不平行，且左右轮前面轮缘间的距离A小于后面轮缘间的距离B，以使车轮在每一瞬时的滚动方向是向着正前方。
前束即(B-A)，一般汽车约为3～5mm，可通过改变转向横拉杆的长度来调整。
设定前束的名义值时，应考虑转向梯形中的弹性和间隙等因素。
在汽车的设计、制造、装配调整和使用中必须注意防止可能引起的转向车轮的摆振，它是指汽车行驶时转向轮绕主销不断摆动的现象，它将破坏汽车的正常行驶。
转向车轮的摆振有自激振动与受迫振动两种类型。
前者是由于轮胎侧向变形中的迟滞特性的影响，使系统在一个振动周期中路面作用于轮胎的力对系统作正功，即外界对系统输入能量。
如果后者的值大于系统阻尼消耗的能量，则系统将作增幅振动直至能量达到动平衡状态。
这时系统将在某一振幅下持续振动，形成摆振。
其振动频率大致接近系统的固有频率而与车轮转速并不一致，且会在较宽的车速围发生。
通常在低速行驶时发生的摆振往往属于自摄振动型。
当转向车轮及转向系统受到周期性扰动的激励，例如车轮失衡、端面跳动、轮胎的几何和机械特性不均匀以及运动学上的干涉等，在车轮转动下都会构成周期性的扰动。
在扰动力周期性的持续作用下，便会发生受迫振动。
当扰动的激励频率与系统的固有频率一致时便发生共振。
其特点是转向轮摆振频率与车轮转速一致，而且一般都有明显的共振车速，共振围较窄(3～5km/h)。
通常在高速行驶时发生的摆振往往属于受迫振动型。
转向轮摆振的发生原因及影响因素复杂，既有结构设计的原因和制造方面的因素．如车轮失衡、轮胎的机械特性、系统的刚度与阻尼、转向轮的定位角以及陀螺效应的强弱等；又有装配调整方面的影响，如前桥转向系统各个环节间的间隙(影响系统的刚度)和摩擦系数(影响阻尼)等。
合理地选择这些有关参数、优化它们之间的匹配，精心地制造和装配调整，就能有效地控制前轮摆振的发生。
在设计中提高转向器总成与转向拉杆系统的刚度及悬架的纵向刚度，提高轮胎的侧向刚度，在转向拉杆系中设置横向减震器以增加阻尼等，都是控制前轮摆振发生的一些有效措施。
第三章从动桥的结构形式§3.1 总述各种车型的非断开式转向从动桥的结构型式基本相同，如图1—1所示。
作为主要零件的前梁是用中碳钢或中碳合金钢的，其两端各有一呈拳形的加粗部分为安装主销的前梁拳部；为提高其抗弯强度，其较长的中间部分采用工字形断面并相对两端向下偏移一定距离，以降低发动机从而降低传动系的安装位置以及传动轴万向节的夹角。
为提高其抗扭强度，两端与拳部相接的部分采用方形断面，而靠近两端使拳部与中间部分相联接的向下弯曲部分则采用两种断面逐渐过渡的形状。