拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)講解

1、第十三章第十三章轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向系 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： u1 13.1 3.1 轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理轉(zhuǎn)向器 u1 13.2 3.2 輪式車輛轉(zhuǎn)向系輪式車輛轉(zhuǎn)向系 重點(diǎn)：重點(diǎn)：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成及其工作原理轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本組成及其工作原理 難點(diǎn)：難點(diǎn)： 車輛轉(zhuǎn)向原理；各種轉(zhuǎn)向方式的工作原理；車輛轉(zhuǎn)向原理；各種轉(zhuǎn)向方式的工作原理； 1 13.1 3.1 轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理 一、轉(zhuǎn)向方式一、轉(zhuǎn)向方式（有三種）有三種） 1 1、靠車輛的、靠車輛的輪子相對車身偏轉(zhuǎn)一個角度輪子相對車身偏轉(zhuǎn)一個角度來實(shí)現(xiàn)；來實(shí)現(xiàn)； 2 2、靠改變行走裝置、靠改變行走裝置兩側(cè)的驅(qū)動力兩側(cè)的驅(qū)

2、動力來實(shí)現(xiàn)；來實(shí)現(xiàn)； 3 3、既改變、既改變兩側(cè)行走裝置兩側(cè)行走裝置的的驅(qū)動力驅(qū)動力又使輪子又使輪子偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)。 汽車與大多數(shù)輪式拖拉機(jī)采用第一種轉(zhuǎn)向方式，履汽車與大多數(shù)輪式拖拉機(jī)采用第一種轉(zhuǎn)向方式，履 帶拖拉機(jī)和無尾輪手扶拖拉機(jī)采用第二種轉(zhuǎn)向方式，有帶拖拉機(jī)和無尾輪手扶拖拉機(jī)采用第二種轉(zhuǎn)向方式，有 尾輪手扶拖拉機(jī)及輪式拖拉機(jī)在某種情況下（如在田間尾輪手扶拖拉機(jī)及輪式拖拉機(jī)在某種情況下（如在田間 作業(yè)時）采用第三種轉(zhuǎn)向方式。作業(yè)時）采用第三種轉(zhuǎn)向方式。 偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向的幾種型式偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向的幾種型式 a-偏轉(zhuǎn)前輪 b-偏轉(zhuǎn)后輪 c-偏轉(zhuǎn)前后輪 d-折腰 二、輪式車輛轉(zhuǎn)向理論分析二、輪式車輛轉(zhuǎn)向理論

3、分析 （一）運(yùn)動學(xué)分析（一）運(yùn)動學(xué)分析 輪式車輛輪式車輛順利完成轉(zhuǎn)向順利完成轉(zhuǎn)向的基本要求：的基本要求：各車輪作各車輪作 純滾動純滾動。 為了滿足這一要求，車輛在轉(zhuǎn)向時各車輪軸心為了滿足這一要求，車輛在轉(zhuǎn)向時各車輪軸心 線應(yīng)通過線應(yīng)通過同一瞬心軸線同一瞬心軸線，其投影點(diǎn)如圖，其投影點(diǎn)如圖3-2中中O點(diǎn)，點(diǎn)， 水平投影水平投影車輛車輛轉(zhuǎn)向時車身轉(zhuǎn)向時車身繞瞬心繞瞬心O點(diǎn)轉(zhuǎn)動點(diǎn)轉(zhuǎn)動。因車輛。因車輛 轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)向時的轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)彎半徑R隨前輪偏轉(zhuǎn)角的變化而變化隨前輪偏轉(zhuǎn)角的變化而變化， 所以稱所以稱O點(diǎn)為點(diǎn)為瞬時轉(zhuǎn)向中心瞬時轉(zhuǎn)向中心。 轉(zhuǎn)向演示轉(zhuǎn)向演示 輪式車輛轉(zhuǎn)向過程輪式車輛轉(zhuǎn)向過程 O O a-前

4、輪轉(zhuǎn)向前輪轉(zhuǎn)向 b-四輪異相位轉(zhuǎn)向四輪異相位轉(zhuǎn)向 后輪驅(qū)動的后輪驅(qū)動的4 42 2輪式車輛轉(zhuǎn)向輪式車輛轉(zhuǎn)向 對于后輪驅(qū)動的對于后輪驅(qū)動的4 2 2輪式車輛，輪式車輛，轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向時必須滿足必須滿足 以下三個條件：以下三個條件： u（1）通過駕駛?cè)藛T的操縱來實(shí)現(xiàn)）通過駕駛?cè)藛T的操縱來實(shí)現(xiàn)前輪的偏轉(zhuǎn)前輪的偏轉(zhuǎn)，車，車 輪的偏轉(zhuǎn)的程度決定了車輛的輪的偏轉(zhuǎn)的程度決定了車輛的轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)彎半徑； u（2 2）兩前輪作）兩前輪作純滾動純滾動； u（3 3）兩后輪作）兩后輪作純滾動純滾動。 兩輪偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系兩輪偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系 該式即為阿克曼公式阿克曼公式。 式中：M兩轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與前輪軸心線交點(diǎn)之間距離； L 車輛

5、前后軸距。 若為前、后輪同時異相位偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，如圖3-2b則式3-1為： L M ctgctg （2）兩前輪作純滾動，要求內(nèi)側(cè)前輪偏轉(zhuǎn)角 比外 側(cè)前輪偏轉(zhuǎn)角 要大，內(nèi)、外側(cè)前輪偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系為： 2L M ctgctg （3-1） 兩側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速關(guān)系兩側(cè)驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速關(guān)系 轉(zhuǎn)向時，兩個驅(qū)動輪在同一時間內(nèi)走過的路程轉(zhuǎn)向時，兩個驅(qū)動輪在同一時間內(nèi)走過的路程 是不相等的，外側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)得要快，而內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪是不相等的，外側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)得要快，而內(nèi)側(cè)驅(qū)動輪 轉(zhuǎn)得慢，即轉(zhuǎn)得慢，即 5 . 0 5 . 0 1 2 BR BR n n 式中：式中：n n1 1、 n n2 2分別為慢、快速側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速；分別為慢、快速側(cè)

6、驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速； R R轉(zhuǎn)彎半徑；轉(zhuǎn)彎半徑； B B后軸輪距。后軸輪距。 （二）動力學(xué)分析（二）動力學(xué)分析 車輛在轉(zhuǎn)向時的受力比較復(fù)雜。為便于分析做以 下假設(shè)： （1）四輪車輛的兩前輪直接裝在同一前軸上，前軸 中間與機(jī)體鉸接； （2）車輛是低速轉(zhuǎn)向，這樣可以不考慮離心慣性力 的影響。 輪式車輛在水平地面上直行和低速穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時的 受力如圖3-3、圖3-4所示。 輪式拖拉機(jī)等速直線行駛受力輪式拖拉機(jī)等速直線行駛受力 Pq2 Pq1 PT 0.5Pfc0.5Pfq 0.5Pfc 0.5Pfq 21Tfqfcqqq PPPPPP 式中： Pq驅(qū)動輪的總推動力，即 兩側(cè)驅(qū)動輪推力 Pq1與 Pq2之和； P

7、fc 前輪滾動阻力，每側(cè) 前輪滾動阻力為05Pfc Pfq 驅(qū)動輪滾動阻力，每 側(cè)驅(qū)動輪滾動阻力為05Pfq； PT 掛鉤牽引阻力。 輪式拖拉機(jī)等速轉(zhuǎn)向行駛受力輪式拖拉機(jī)等速轉(zhuǎn)向行駛受力 q2 LT T O2 O1 PB Mzq Mzc 0.5Pfq0.5Pfq 0.5Pfc 0.5Pfc O 轉(zhuǎn)向時的牽引平衡方程為：轉(zhuǎn)向時的牽引平衡方程為： cossincos TBfcfqq PPPPP 式中：式中： 轉(zhuǎn)向時驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)向時驅(qū)動輪的總推力總推力，為兩側(cè)驅(qū)動輪，為兩側(cè)驅(qū)動輪 推力與之和；推力與之和； 轉(zhuǎn)向時掛勾轉(zhuǎn)向時掛勾牽引力牽引力； 作用線與車輛縱向?qū)ΨQ軸線間的作用線與車輛縱向?qū)ΨQ軸線間的夾夾

8、 角角。 q P T P T P 總轉(zhuǎn)向阻力矩總轉(zhuǎn)向阻力矩 sinsin fcTTzqzc LPLpMMM 車輛轉(zhuǎn)向時，土壤作用于車輛、并相對于車輛轉(zhuǎn)向時，土壤作用于車輛、并相對于O2 點(diǎn)的總轉(zhuǎn)向阻力矩為各項(xiàng)阻力矩之和，即：點(diǎn)的總轉(zhuǎn)向阻力矩為各項(xiàng)阻力矩之和，即： 式中：式中： 分別為前、后輪的轉(zhuǎn)向分別為前、后輪的轉(zhuǎn)向阻力矩阻力矩； LTPT作用點(diǎn)至作用點(diǎn)至O2點(diǎn)的點(diǎn)的間距間距。 zqzc MM 、 車輪的轉(zhuǎn)向力矩車輪的轉(zhuǎn)向力矩 cos)(5 . 0 12BqqB LPPPBM 車輛轉(zhuǎn)向時，地面作用于車輪的轉(zhuǎn)向力矩為車輛轉(zhuǎn)向時，地面作用于車輪的轉(zhuǎn)向力矩為 ： 因輪式車輛后橋（驅(qū)動橋）裝有因輪式車

9、輛后橋（驅(qū)動橋）裝有差速器差速器，能，能 將中央傳動傳來的力矩近似平均地分配給兩則驅(qū)將中央傳動傳來的力矩近似平均地分配給兩則驅(qū) 動輪，所以可以假定動輪，所以可以假定 = ，因而式上式可寫，因而式上式可寫 成成 1q P 2q P cos BB LPM 轉(zhuǎn)向時力矩的平衡轉(zhuǎn)向時力矩的平衡 根據(jù)根據(jù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)向的條件穩(wěn)定轉(zhuǎn)向的條件，轉(zhuǎn)向力矩與轉(zhuǎn)向阻力矩，轉(zhuǎn)向力矩與轉(zhuǎn)向阻力矩 相平衡，即：相平衡，即： MM B sinsincos fcTTzqzcB LPLpMMLP tgP L PLMM P fc TTzqzc B cos sin 前輪和土壤間的側(cè)向附著性能前輪和土壤間的側(cè)向附著性能 轉(zhuǎn)向力轉(zhuǎn)向力PB是

10、土壤對偏轉(zhuǎn)的前輪產(chǎn)生的軸向反力，是土壤對偏轉(zhuǎn)的前輪產(chǎn)生的軸向反力， 因而因而PB的大小取決于前輪和土壤間的側(cè)向附著性能。的大小取決于前輪和土壤間的側(cè)向附著性能。 ccB GP 前輪側(cè)向前輪側(cè)向附著系數(shù)附著系數(shù)。前輪胎面的縱向環(huán)狀。前輪胎面的縱向環(huán)狀 條形花紋可增大條形花紋可增大 值；值； Gc 前輪對土壤的垂直作用力。前輪對土壤的垂直作用力。 c c 1 13.2 3.2 輪式車輛轉(zhuǎn)向系輪式車輛轉(zhuǎn)向系 一、偏轉(zhuǎn)車輪式轉(zhuǎn)向一、偏轉(zhuǎn)車輪式轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)基本組成系統(tǒng)基本組成 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向器 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 分類分類 機(jī)械轉(zhuǎn)向系機(jī)械轉(zhuǎn)向系 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤 轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向軸 轉(zhuǎn)向萬向節(jié)轉(zhuǎn)向萬向節(jié) 轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器

11、 轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂 轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向直拉桿 轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)向節(jié)臂 轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié) 梯形臂梯形臂橫拉桿橫拉桿 轉(zhuǎn)向梯形 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的工作過程機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的工作過程 動力轉(zhuǎn)向系動力轉(zhuǎn)向系 機(jī)械轉(zhuǎn)向器機(jī)械轉(zhuǎn)向器 轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂 轉(zhuǎn)向拉桿轉(zhuǎn)向拉桿 轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié) 梯形臂梯形臂 轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向橫拉桿 轉(zhuǎn)向油罐轉(zhuǎn)向油罐 轉(zhuǎn)向油泵轉(zhuǎn)向油泵 轉(zhuǎn)向控制閥轉(zhuǎn)向控制閥 轉(zhuǎn)向動力缸轉(zhuǎn)向動力缸 二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向器二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向器 1-轉(zhuǎn)向節(jié)臂 2-橫拉桿 3-轉(zhuǎn)向拉桿 4-前軸 5-縱拉桿 6-轉(zhuǎn)向搖臂 7-轉(zhuǎn)向器 8-方向盤 （一）轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)（一）轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 方向盤方向盤 操縱桿兩類操縱桿兩類 輪式車輛方

12、向盤輪式車輛方向盤 的自由行程為的自由行程為20o30o。 （二）轉(zhuǎn)向器（二）轉(zhuǎn)向器 u 功用：功用： 增大轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的力，并改變力的傳遞方增大轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的力，并改變力的傳遞方 向。向。 u 概念：概念： 正向傳動：正向傳動：作用力從轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向搖臂的過程。作用力從轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向搖臂的過程。 逆向傳動：逆向傳動：轉(zhuǎn)向搖臂將地面的沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向搖臂將地面的沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤 的過程。的過程。 （二）轉(zhuǎn)向器（二）轉(zhuǎn)向器 u 概念：概念： 極限可逆式轉(zhuǎn)向系：極限可逆式轉(zhuǎn)向系：當(dāng)?shù)孛鏇_擊力很大時，沖擊當(dāng)?shù)孛鏇_擊力很大時，沖擊 力才能傳到轉(zhuǎn)向盤上，即力才能傳到轉(zhuǎn)向盤上，即正效率正效率遠(yuǎn)

13、大于遠(yuǎn)大于逆效率逆效率的的 轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向器。 轉(zhuǎn)向盤由行程：轉(zhuǎn)向盤由行程：轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤消除傳動副之間的間轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤消除傳動副之間的間 隙后，車輪才偏轉(zhuǎn)，此時轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)過的角度為隙后，車輪才偏轉(zhuǎn)，此時轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)過的角度為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 向盤自由行程向盤自由行程。 1 1球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器 其傳動副其傳動副 是一個球是一個球 面蝸桿和面蝸桿和 帶有幾個帶有幾個 齒的滾輪齒的滾輪 構(gòu)成。構(gòu)成。 1-下蓋 2-殼體 3-球面蝸桿 4-錐軸承 5-轉(zhuǎn)向軸 6-滾輪軸 7-滾針 8-三齒滾輪 9-調(diào)整墊片 10-U型墊圈 11-螺母 12-銅套 13-搖臂 14-搖臂軸 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：有兩級傳動副有兩

14、級傳動副：第一級是螺桿螺母循環(huán)球，因第一級是螺桿螺母循環(huán)球，因 鋼球夾入螺桿螺母之間，變滑動摩擦為滾動摩擦，鋼球夾入螺桿螺母之間，變滑動摩擦為滾動摩擦， 提高了傳動效率。提高了傳動效率。 第一級螺桿螺 母傳動副 第二級齒條齒 扇傳動副 2.2.螺桿螺母循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器螺桿螺母循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器工作過程循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器工作過程 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 正傳動效率很高，正傳動效率很高， 操縱輕便，使用操縱輕便，使用 壽命長。但逆效壽命長。但逆效 率也高，容易將率也高，容易將 路面沖擊力傳到路面沖擊力傳到 轉(zhuǎn)向盤上。轉(zhuǎn)向盤上。 3 3螺桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器螺桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器 該轉(zhuǎn)向器的傳動副以轉(zhuǎn)向蝸桿

15、5為主動件，其從動件是 裝在搖臂軸2上曲柄4端部的指銷。曲柄銷插在蝸桿的螺旋槽 中。轉(zhuǎn)向時蝸桿轉(zhuǎn)動，使曲柄銷繞搖臂軸作圓弧運(yùn)動，同時 帶動搖臂軸轉(zhuǎn)動。 4 4齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由由方向盤方向盤、轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向軸、方向節(jié)方向節(jié)、 轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動軸、轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動桿轉(zhuǎn)向傳動桿和和轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向輪等組成。等組成。 方向盤操縱轉(zhuǎn)向器方向盤操縱轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪與齒條內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪與齒條 緊密嚙合，推動齒條左、右移動，通過傳動桿帶緊密嚙合，推動齒條左、右移動，通過傳動桿帶 動轉(zhuǎn)向輪擺動，從而改變轎車行駛的方向。動轉(zhuǎn)向輪擺動，從而改變轎車行駛的方向。

16、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器圖示齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器圖示 轉(zhuǎn)向過程：轉(zhuǎn)向過程： 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向軸萬向轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向軸萬向 節(jié)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向輪節(jié)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向輪 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作過程齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作過程 特點(diǎn)：特點(diǎn)： u 與蝸桿扇形齒輪等其它類型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)比較，省與蝸桿扇形齒輪等其它類型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)比較，省 去了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向縱拉桿，簡化傳動機(jī)構(gòu)去了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向縱拉桿，簡化傳動機(jī)構(gòu)，具具 有構(gòu)件簡單，傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)。有構(gòu)件簡單，傳動效率高的優(yōu)點(diǎn)。 u 而且它的逆?zhèn)鲃有室哺?，在車輛行駛時可以保而且它的逆?zhèn)鲃有室哺?，在車輛行駛時可以保 證偏轉(zhuǎn)車輪的自動回正，駕駛者的路感性強(qiáng)。證偏轉(zhuǎn)車輪的自動回正，駕駛者的路感性強(qiáng)

17、。 u 應(yīng)用：應(yīng)用： 上海桑塔納上海桑塔納、天津夏利天津夏利、 南京依維柯輕南京依維柯輕 型貨車型貨車 三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)三、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 功用：功用： 將轉(zhuǎn)向器輸出的力傳給轉(zhuǎn)向輪，且使二轉(zhuǎn)將轉(zhuǎn)向器輸出的力傳給轉(zhuǎn)向輪，且使二轉(zhuǎn) 向輪偏轉(zhuǎn)角按一定的關(guān)系變化，實(shí)現(xiàn)汽車順利向輪偏轉(zhuǎn)角按一定的關(guān)系變化，實(shí)現(xiàn)汽車順利 轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向。 要求：要求： 較大的剛度和強(qiáng)度較大的剛度和強(qiáng)度 吸收振動、緩沖吸收振動、緩沖 分類：分類： 前置式、后置式前置式、后置式 非獨(dú)立懸架配用轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)、獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架配用轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)、獨(dú)立懸架 配用轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)、配用轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)、 配合非獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)配合非獨(dú)立懸架的

18、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 5 6 4 3 2 1 1-轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器 2-搖臂搖臂 3-縱拉桿縱拉桿 4-節(jié)臂節(jié)臂 5-梯形臂梯形臂 6-橫拉桿橫拉桿 配合獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)配合獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 1 2 4 9 8 5 76 3 1-搖臂搖臂 2-直拉桿直拉桿 3、4左右橫拉桿左右橫拉桿 5、6-左右梯形臂左右梯形臂 7-搖桿搖桿 8、9-懸架左右擺臂懸架左右擺臂 配獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)配獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 1 1轉(zhuǎn)向搖臂；轉(zhuǎn)向搖臂；2 2轉(zhuǎn)向直拉桿；轉(zhuǎn)向直拉桿；3 3左轉(zhuǎn)向橫拉桿；左轉(zhuǎn)向橫拉桿；4 4右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn) 向橫拉桿；向橫拉桿；5 5左梯形臂；左梯形臂；6 6右梯形臂；右梯形臂；7 7搖桿；

19、搖桿；8 8懸懸 架左擺管；架左擺管；9 9懸架懸架 獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立懸掛時，每個轉(zhuǎn)向輪都需要相當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立懸掛時，每個轉(zhuǎn)向輪都需要相 對于車架作獨(dú)立運(yùn)動，因而對于車架作獨(dú)立運(yùn)動，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式轉(zhuǎn)向橋必須是斷開式 的的。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)中的。與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必轉(zhuǎn)向梯形也必 須分成兩段或三段，須分成兩段或三段，并且由在平行于路面的平面并且由在平行于路面的平面 中擺動的轉(zhuǎn)向搖臂直接帶動或通過轉(zhuǎn)向直拉桿和中擺動的轉(zhuǎn)向搖臂直接帶動或通過轉(zhuǎn)向直拉桿和 轉(zhuǎn)向節(jié)臂帶動。轉(zhuǎn)向節(jié)臂帶動。 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)部件轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)部件 1、轉(zhuǎn)

20、向搖臂、轉(zhuǎn)向搖臂 大端與轉(zhuǎn)向搖臂軸相大端與轉(zhuǎn)向搖臂軸相 連，小端與轉(zhuǎn)向拉桿絞接。連，小端與轉(zhuǎn)向拉桿絞接。 搖臂與搖臂軸安裝時搖臂與搖臂軸安裝時 要對正記號，以保證搖臂要對正記號，以保證搖臂 從中間向兩邊擺動時擺角從中間向兩邊擺動時擺角 大致相同。大致相同。 2 2、轉(zhuǎn)向主拉桿、轉(zhuǎn)向主拉桿 在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)而且因懸架彈性變形而相對于在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)而且因懸架彈性變形而相對于 車架跳動時，轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂車架跳動時，轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂 的相對運(yùn)動都是空間運(yùn)動。因此，為了不發(fā)生運(yùn)的相對運(yùn)動都是空間運(yùn)動。因此，為了不發(fā)生運(yùn) 動干涉，三者之間的連接件都是球形鉸鏈。動干涉，三者之間的連接

21、件都是球形鉸鏈。 接轉(zhuǎn)向節(jié)臂接轉(zhuǎn)向節(jié)臂 螺塞螺塞 調(diào)彈簧調(diào)彈簧6的的 預(yù)緊度預(yù)緊度 油嘴油嘴 球頭銷球頭銷 直拉桿直拉桿 接轉(zhuǎn)向搖臂接轉(zhuǎn)向搖臂 3 3、轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向橫拉桿 兩接頭借螺紋與橫拉桿體連接。接頭旋裝到橫兩接頭借螺紋與橫拉桿體連接。接頭旋裝到橫 拉桿體上后，用夾緊螺栓夾緊。橫拉桿體兩端的螺拉桿體上后，用夾緊螺栓夾緊。橫拉桿體兩端的螺 紋，一為右旋，一為左旋。因此，在旋松夾緊螺栓紋，一為右旋，一為左旋。因此，在旋松夾緊螺栓 以后，轉(zhuǎn)動橫拉桿體，可改變橫拉桿的總長度，來以后，轉(zhuǎn)動橫拉桿體，可改變橫拉桿的總長度，來 調(diào)節(jié)前輪前束調(diào)節(jié)前輪前束 四、差速器四、差速器 功用：功用： 使左右車輪

22、可以不同的使左右車輪可以不同的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速進(jìn)行速進(jìn)行純滾動或直純滾動或直 線行駛線行駛。將主減速器傳來的扭矩平均分給兩半軸，。將主減速器傳來的扭矩平均分給兩半軸， 使兩側(cè)的使兩側(cè)的車輪驅(qū)動力車輪驅(qū)動力相等。相等。 分類：分類： 1、輪間差速器、輪間差速器軸間差速器軸間差速器 2、普通差速器、普通差速器防滑差速器防滑差速器 （一一） 簡單（普通）差速器簡單（普通）差速器 2 1 3 5 6 4 B C A 12 A C B 0r A C B 3r3 0r r3 3 33 3r3 1、2-半軸齒輪 3-行星齒輪 4-行星齒輪軸 5-差速器殼體 6- 主減速器從動齒輪 1、運(yùn)動學(xué)分析、運(yùn)動學(xué)分析 差速器工

23、作原理差速器工作原理 A A、運(yùn)動特性：運(yùn)動特性： 直線行駛時：直線行駛時： n1=n2=nk 直線行駛時直線行駛時 當(dāng)行星齒輪當(dāng)行星齒輪3只隨行只隨行星架星架繞繞差速器旋轉(zhuǎn)軸差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)線公轉(zhuǎn) 時，處在同一半徑時，處在同一半徑r上的上的A、B、C三點(diǎn)的三點(diǎn)的圓周速度圓周速度 都相等（圖都相等（圖3-17b），），其值為其值為 r。于是有：于是有： 0 021 即即差速器差速器不起不起差速差速作用，兩半軸角速度等于作用，兩半軸角速度等于 差速器殼的差速器殼的角速度角速度。 轉(zhuǎn)彎行駛時轉(zhuǎn)彎行駛時 由于自轉(zhuǎn)力矩的由于自轉(zhuǎn)力矩的 產(chǎn)生，行星齒輪產(chǎn)生，行星齒輪 與行星齒輪軸之與行星齒輪軸之 間產(chǎn)

24、生摩擦力矩。間產(chǎn)生摩擦力矩。 路面對車輪的附路面對車輪的附 加力加力P使行星齒使行星齒 輪受力不平衡，輪受力不平衡， 產(chǎn)生自轉(zhuǎn)力矩。產(chǎn)生自轉(zhuǎn)力矩。 P P 由于行星齒輪的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)同時發(fā)生，轉(zhuǎn)彎時外由于行星齒輪的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)同時發(fā)生，轉(zhuǎn)彎時外 輪快轉(zhuǎn)，內(nèi)輪慢轉(zhuǎn)，兩輪產(chǎn)生差速。輪快轉(zhuǎn)，內(nèi)輪慢轉(zhuǎn)，兩輪產(chǎn)生差速。 P P 轉(zhuǎn)彎行駛時轉(zhuǎn)速關(guān)系轉(zhuǎn)彎行駛時轉(zhuǎn)速關(guān)系 當(dāng)當(dāng)行星齒輪行星齒輪除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的行星齒輪除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的行星齒輪 軸以軸以角速度角速度 3 自轉(zhuǎn)時，自轉(zhuǎn)時， 嚙合點(diǎn)嚙合點(diǎn)A的圓周速度為的圓周速度為 嚙合點(diǎn)嚙合點(diǎn)B的圓周速度為的圓周速度為 3301 rrr 3302 rrr )()(

25、 33033021 rrrrrr 021021 22nnn或 2 2動力學(xué)分析動力學(xué)分析 在上述在上述差速器差速器中，由中，由中央傳動中央傳動或或主減速器主減速器傳來傳來 的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩M0經(jīng)經(jīng)差速器殼、行星齒輪軸差速器殼、行星齒輪軸和和行星齒輪行星齒輪傳傳 給給半軸齒輪半軸齒輪。行星齒輪相當(dāng)一個等臂杠桿，而兩個。行星齒輪相當(dāng)一個等臂杠桿，而兩個 半軸齒輪半徑半軸齒輪半徑也是相等的。因此當(dāng)行星齒輪沒有自也是相等的。因此當(dāng)行星齒輪沒有自 轉(zhuǎn)時，總是將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)時，總是將轉(zhuǎn)矩M0平均分配平均分配給左、右兩半軸齒給左、右兩半軸齒 輪，即：輪，即： 021 5 . 0 MMM 扭矩分配扭矩分配 轉(zhuǎn)向時行星轉(zhuǎn)

26、向時行星齒輪孔齒輪孔與與行星齒輪軸行星齒輪軸間以及間以及齒輪背齒輪背 部部與差速器殼之間都產(chǎn)生與差速器殼之間都產(chǎn)生摩擦摩擦。行星齒輪所受的摩。行星齒輪所受的摩 擦力矩擦力矩MT方向與其轉(zhuǎn)速方向與其轉(zhuǎn)速n4方向相反；此摩擦力矩使方向相反；此摩擦力矩使 行星齒輪分別對左右半軸齒輪附加作用了大小相等行星齒輪分別對左右半軸齒輪附加作用了大小相等 兩方向相反的兩個兩方向相反的兩個圓周力圓周力F1和和F2。F1使傳到轉(zhuǎn)得快使傳到轉(zhuǎn)得快 的半軸上的轉(zhuǎn)矩的半軸上的轉(zhuǎn)矩M1減小，而減小，而F2卻使傳到轉(zhuǎn)得慢的右卻使傳到轉(zhuǎn)得慢的右 半軸上的轉(zhuǎn)矩半軸上的轉(zhuǎn)矩M2增加。因此，當(dāng)左右驅(qū)動車輪存在增加。因此，當(dāng)左右驅(qū)動車

27、輪存在 轉(zhuǎn)速差時，轉(zhuǎn)速差時， )(5 . 0 01T MMM)(5 . 0 02T MMM 快速側(cè)：快速側(cè)： 慢速側(cè)：慢速側(cè)： 12 /MMK 鎖緊系數(shù)鎖緊系數(shù)K : 扭矩特性扭矩特性 直線行駛時，行直線行駛時，行 星齒輪沒有自轉(zhuǎn)，星齒輪沒有自轉(zhuǎn)， 轉(zhuǎn)矩平均分配給轉(zhuǎn)矩平均分配給 左、右半軸。左、右半軸。 右轉(zhuǎn)彎時，行星齒輪自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)彎時，行星齒輪自轉(zhuǎn)，產(chǎn)生摩擦轉(zhuǎn) 矩矩M4，使轉(zhuǎn)速快的半軸使轉(zhuǎn)速快的半軸1的轉(zhuǎn)矩減小，使的轉(zhuǎn)矩減小，使 轉(zhuǎn)速快的半軸轉(zhuǎn)速快的半軸2的轉(zhuǎn)矩增大，但由于的轉(zhuǎn)矩增大，但由于M4， 很小，半軸很小，半軸1、2的轉(zhuǎn)矩幾乎不變，仍為的轉(zhuǎn)矩幾乎不變，仍為 平均分配。平均分

28、配。 普通差速器結(jié)構(gòu)普通差速器結(jié)構(gòu) 行星錐齒輪差速器行星錐齒輪差速器 桑塔納轎車差速器分解圖桑塔納轎車差速器分解圖 差速器工作情況差速器工作情況 行星齒輪運(yùn)動：行星齒輪運(yùn)動： 1、公轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn) 2、自轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn) 直線行駛時的差速器直線行駛時的差速器 轉(zhuǎn)彎行駛時的差速器轉(zhuǎn)彎行駛時的差速器 （二）防滑差速器（二）防滑差速器 1 1、強(qiáng)制鎖住式差速器、強(qiáng)制鎖住式差速器 在路況不好時，通過使用在路況不好時，通過使用差速鎖差速鎖，使兩根半，使兩根半 軸連成一體，防止一側(cè)車輪打滑使另一側(cè)車軸連成一體，防止一側(cè)車輪打滑使另一側(cè)車 輪不能驅(qū)動。輪不能驅(qū)動。 2 2、自鎖式差速器、自鎖式差速器 在兩半軸轉(zhuǎn)速不等時，

29、行星齒輪自轉(zhuǎn)，差速在兩半軸轉(zhuǎn)速不等時，行星齒輪自轉(zhuǎn)，差速 器所受摩擦力矩與器所受摩擦力矩與快轉(zhuǎn)快轉(zhuǎn)半軸半軸旋向相反旋向相反，與，與慢慢 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半軸半軸旋向相同旋向相同，故能夠自動地向慢轉(zhuǎn)一方，故能夠自動地向慢轉(zhuǎn)一方 多分配一些轉(zhuǎn)矩。多分配一些轉(zhuǎn)矩。 差速鎖結(jié)構(gòu)簡圖差速鎖結(jié)構(gòu)簡圖 差速鎖 差速鎖 a-半軸與差速器殼聯(lián)接 b-兩半軸聯(lián)接 差 速 鎖 差 速 鎖 牙嵌自由輪式差速器牙嵌自由輪式差速器 1、2-差速器殼體差速器殼體 3-主動環(huán)主動環(huán) 4-從動環(huán)從動環(huán) 5-彈簧彈簧 6-墊圈墊圈 7-花鍵轂花鍵轂 8-消聲環(huán)消聲環(huán) 9-中心環(huán)中心環(huán) 10-卡卡 環(huán)環(huán) 11-中心環(huán)裝配孔中心環(huán)裝配孔 牙嵌自

30、由輪式差速器工作原理牙嵌自由輪式差速器工作原理 3 4 9 8 A 1、2-差速器殼體 3-主動環(huán) 4-從動環(huán) 5-彈簧 6-墊圈 7-花鍵轂 8-消聲環(huán) 9-中心環(huán) 10-卡環(huán) 11-中心環(huán)裝配孔 2 2滑塊凸輪式差速器滑塊凸輪式差速器 1-外凸輪外凸輪 2、7-左、右左、右 差速器殼體差速器殼體 3、4-卡環(huán)卡環(huán) 5-滑塊滑塊 6-內(nèi)凸輪內(nèi)凸輪 1 2 f f 1 2 6 滑塊凸輪式差速器工作原理滑塊凸輪式差速器工作原理 五、轉(zhuǎn)向加力裝置五、轉(zhuǎn)向加力裝置 采用動力轉(zhuǎn)向的車輛轉(zhuǎn)向所需的采用動力轉(zhuǎn)向的車輛轉(zhuǎn)向所需的能能量，在正常量，在正常 情況下，只有小部分是情況下，只有小部分是駕駛員駕駛員提

31、供的提供的體能體能，而大部，而大部 分是發(fā)動機(jī)所提供的其它動力，如液分是發(fā)動機(jī)所提供的其它動力，如液壓或電力壓或電力，并，并 在駕駛員控制下，對轉(zhuǎn)向傳動裝置或轉(zhuǎn)向器中某一在駕駛員控制下，對轉(zhuǎn)向傳動裝置或轉(zhuǎn)向器中某一 傳動件施加不同方向的作用力，這樣的轉(zhuǎn)向裝置，傳動件施加不同方向的作用力，這樣的轉(zhuǎn)向裝置， 統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)向加力裝置，按所用動力的多少，中分統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)向加力裝置，按所用動力的多少，中分助助 力式和全動力力式和全動力式兩種。式兩種。 轉(zhuǎn)向加力裝置功用及分類轉(zhuǎn)向加力裝置功用及分類 功用：功用： 在轉(zhuǎn)向阻力較大時，可以減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)在轉(zhuǎn)向阻力較大時，可以減輕駕駛員的疲勞強(qiáng) 度，改善轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技

32、術(shù)性能。度，改善轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的技術(shù)性能。 分類：分類： 液壓式：液壓式： 工作時無噪聲，工作滯后時間短，且工作時無噪聲，工作滯后時間短，且 能吸收來自不平路面的沖擊。能吸收來自不平路面的沖擊。 氣壓式：氣壓式： 前軸最大軸載質(zhì)量為前軸最大軸載質(zhì)量為37噸并采用氣噸并采用氣 壓制動的貨車或轎車。壓制動的貨車或轎車。 電動式：電動式：電動執(zhí)行部分為電動機(jī)電動執(zhí)行部分為電動機(jī) （a）直行直行 （b）右轉(zhuǎn)彎右轉(zhuǎn)彎 ( (c）左轉(zhuǎn)彎左轉(zhuǎn)彎 具有路感反饋功具有路感反饋功 能的能的轉(zhuǎn)向助力器轉(zhuǎn)向助力器 （一）液壓助力轉(zhuǎn)向一）液壓助力轉(zhuǎn)向 具有路感反饋功能的轉(zhuǎn)向助力器圖注具有路感反饋功能的轉(zhuǎn)向助力器圖注 1-液壓

33、油箱液壓油箱 2-溢流閥溢流閥 3-齒輪泵齒輪泵 4-量孔量孔 5-單向閥單向閥 6-安全閥安全閥 7-滑閥滑閥 8-反作用柱塞反作用柱塞 9-閥體閥體 10-回位彈簧回位彈簧 11-轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺桿 12-轉(zhuǎn)向螺母轉(zhuǎn)向螺母 13- 縱拉桿縱拉桿 14-轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向搖臂 15-油缸油缸 助力器圖 工作過程工作過程 方向盤不動時滑閥處于中立位置（圖方向盤不動時滑閥處于中立位置（圖3-23（a）。）。 向右轉(zhuǎn)動方向盤時，由于前輪上的轉(zhuǎn)向阻力。開始時螺母向右轉(zhuǎn)動方向盤時，由于前輪上的轉(zhuǎn)向阻力。開始時螺母 12不動，螺桿不動，螺桿11右移，滑閥右移，滑閥7也隨之右移。也隨之右移。 這時，油泵來油經(jīng)這時

34、，油泵來油經(jīng)C環(huán)槽進(jìn)入油缸環(huán)槽進(jìn)入油缸L腔，推動活塞右移，腔，推動活塞右移，R 腔內(nèi)的油經(jīng)腔內(nèi)的油經(jīng)B環(huán)槽排回油箱。環(huán)槽排回油箱。 活塞桿推動轉(zhuǎn)向搖臂擺動，使前輪向右偏轉(zhuǎn)，同時使螺桿活塞桿推動轉(zhuǎn)向搖臂擺動，使前輪向右偏轉(zhuǎn)，同時使螺桿 左移，滑閥回到中立位置，這時活塞就停止在此位置不再右移，左移，滑閥回到中立位置，這時活塞就停止在此位置不再右移， 即方向盤對車輪實(shí)現(xiàn)伺服控制。即方向盤對車輪實(shí)現(xiàn)伺服控制。 若需連續(xù)向右轉(zhuǎn)向，就應(yīng)繼續(xù)向右轉(zhuǎn)動方向盤。若需連續(xù)向右轉(zhuǎn)向，就應(yīng)繼續(xù)向右轉(zhuǎn)動方向盤。 路感路感 右移的滑閥必須克服油壓作用在反作用右移的滑閥必須克服油壓作用在反作用柱柱塞塞 8上的上的油壓力油壓力和和回位彈簧回位彈簧10的張力，使的張力，使滑滑閥閥7右移右移 靠住靠住閥體閥體9，在轉(zhuǎn)向過程中，對置的反作用柱塞，在轉(zhuǎn)向過程中，對置的反作用柱塞 之間充滿之間充滿高壓油高壓油，而油壓又與轉(zhuǎn)向阻力成正比，而油壓又與轉(zhuǎn)向阻力成正比， 此力傳到駕駛員手上，使此力傳到駕駛員手上，使駕駛員駕駛員能感到轉(zhuǎn)向阻力能感到轉(zhuǎn)向阻力 變化的情況，即有變化的情況，即有路感路感。 單向閥單向閥5 5的作用的作用 單向閥單向閥5布置在布置在進(jìn)油道進(jìn)油道與與回油道回油道之間。正常轉(zhuǎn)