四輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析

1、第三章轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向系的功用是用來(lái)操縱車(chē)輛的行駛方向。除轉(zhuǎn)彎外，由于路面條件及車(chē)輛自身技術(shù)狀況，如輪 式車(chē)輛兩側(cè)輪胎氣壓不同等因素的影響，車(chē)輛直行時(shí)也會(huì)自動(dòng)偏離原來(lái)的行駛方向，這時(shí)也需要 操縱轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)來(lái)糾正方向。用來(lái)改變或恢復(fù)車(chē)輛行駛方向的專(zhuān)設(shè)機(jī)構(gòu)稱(chēng)為車(chē)輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。第一節(jié) 轉(zhuǎn)向方式與轉(zhuǎn)向原理一、轉(zhuǎn)向方式車(chē)輛之所以能夠在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的操縱下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，是由于轉(zhuǎn)向動(dòng)作使地面與行走裝置之間的相 互作用產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)變方向一致的轉(zhuǎn)向力矩，克服阻止車(chē)輛轉(zhuǎn)向的阻力矩而實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)向方式有三 種:一是靠車(chē)輛的輪子相對(duì)車(chē)身偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度來(lái)實(shí)現(xiàn)；二是靠改變行走裝置兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)； 三是既改變兩側(cè)行走裝置的驅(qū)動(dòng)力又使輪子偏

2、轉(zhuǎn)。汽車(chē)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(wú)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（如在田間作業(yè)時(shí)）采用第三種轉(zhuǎn)向方式。輪式車(chē)輛主要采用偏轉(zhuǎn)車(chē)輪的方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。偏轉(zhuǎn)車(chē)輪轉(zhuǎn)向具體實(shí)現(xiàn)方式有四種，如圖3-1。 即前輪偏轉(zhuǎn)、后輪偏轉(zhuǎn)、前后輪同時(shí)偏轉(zhuǎn)和折腰轉(zhuǎn)向。汽車(chē)、輪式拖拉機(jī)和農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)一般均采 用偏轉(zhuǎn)前輪的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)向。abcd圖3-1偏轉(zhuǎn)車(chē)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-折腰轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)隨車(chē)輛行走系統(tǒng)的類(lèi)型、采用的轉(zhuǎn)向方式而不同。二、輪式車(chē)輛轉(zhuǎn)向理論分析（一）運(yùn)動(dòng)學(xué)分析輪式車(chē)輛順利完成轉(zhuǎn)向的基本要求是各車(chē)輪作

3、純滾動(dòng)。為了滿(mǎn)足這一要求，車(chē)輛在轉(zhuǎn)向時(shí)各車(chē)輪 軸心線(xiàn)應(yīng)通過(guò)同一瞬心軸線(xiàn)，此軸線(xiàn)垂直于地面，其投影點(diǎn)如圖3-2中。點(diǎn)，水平投影車(chē)輛轉(zhuǎn)向 時(shí)車(chē)身繞瞬心O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。因車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑R隨前輪偏轉(zhuǎn)角點(diǎn)為瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心。O的變化而變化，所以ab稱(chēng).圖3-2輪式車(chē)輛轉(zhuǎn)向過(guò)程a-前輪轉(zhuǎn)向b-四輪異相位轉(zhuǎn)向根據(jù)轉(zhuǎn)向時(shí)各車(chē)輪純滾動(dòng)的要求，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的4*2輪式車(chē)輛，轉(zhuǎn)向時(shí)必須滿(mǎn)足以下三個(gè)條件:（1）通過(guò)駕駛?cè)藛T的操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)前輪的偏轉(zhuǎn)，車(chē)輪的偏轉(zhuǎn)的程度決定了車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎半徑。（2）兩前輪作純滾動(dòng)，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 的關(guān)系為：側(cè)ctgp 典任=前輪偏轉(zhuǎn)角和心3-1該式即為阿克曼公式

4、。式中：M兩轉(zhuǎn)向節(jié)立軸與前輪軸心線(xiàn)交點(diǎn)之間距離；L車(chē)輛前后軸距。ctgj3dga =若為前、后輪同時(shí)異相位偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向，如圖3-2b則式3-1為： （3）轉(zhuǎn)向時(shí)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪在同一時(shí)間內(nèi)走過(guò)的路程是不相等的，外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)得要快，而內(nèi)側(cè)n2 R +。一 5E驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)得慢，即：- f3-2式中：n1、n2分別為慢、快速側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速；R轉(zhuǎn)彎半徑；B后軸輪距。（二）動(dòng)力學(xué)分析車(chē)輛在轉(zhuǎn)向時(shí)的受力比較復(fù)雜。為便于分析做以下假設(shè)：）四輪車(chē)輛的兩前輪直接裝在同一前軸上，前軸中間與機(jī)體鉸接；1（.（2）車(chē)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(chē)輛在水平地面上直行和低速穩(wěn)定轉(zhuǎn)向時(shí)的受力如圖3-3、圖3-4所

5、示。圖3-3輪式拖拉機(jī)等速直線(xiàn)行駛受力車(chē)輛直行時(shí)，其牽引平衡方程為3-3式中：Pq驅(qū)動(dòng)輪的總推動(dòng)力，即兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪推力Pq1與Pq2之和；Pfc前輪滾動(dòng)阻力，每側(cè)前輪滾動(dòng)阻力為0. 5PfcPfq驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)阻力，每側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)阻力為0. 5Pfq；PT 掛鉤牽引阻力。假定車(chē)輛在轉(zhuǎn)向時(shí)各個(gè)車(chē)輪的滾動(dòng)阻力在轉(zhuǎn)向過(guò)程中與轉(zhuǎn)向前相同。而且兩側(cè)前輪的偏轉(zhuǎn)角均 為。前輪通過(guò)車(chē)架在驅(qū)動(dòng)輪的推動(dòng)下，土壤對(duì)前輪產(chǎn)生的反作用力分解為軸向分力PB （側(cè)向反 作用力）和切向分力，即為Pfc （滾動(dòng)阻力，每側(cè)前輪為0.5Pfc）。在PB和驅(qū)動(dòng)輪推力作用下， 克服各項(xiàng)轉(zhuǎn)向阻力矩而使車(chē)輛實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。圖3-4輪式拖拉機(jī)等速轉(zhuǎn)向行

6、駛受力P； =+ F.? 85Q+ 鳥(niǎo) sio + 月 QQ.y轉(zhuǎn)向時(shí)的牽引平衡方程為：3-4式中：一一轉(zhuǎn)向時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的總推力，為兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪推力 與之和;轉(zhuǎn)向時(shí)掛勾牽引力；作用線(xiàn)與車(chē)輛縱向?qū)ΨQ(chēng)軸線(xiàn)間的夾角。車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)，為各項(xiàng)阻力矩之和，土壤作用于車(chē)輛、并相對(duì)于O2點(diǎn)的總轉(zhuǎn)向阻力矩即:3-5式中：一一分別為前、后輪的轉(zhuǎn)向阻力矩;LTPT作用點(diǎn)至O2點(diǎn)的間距。車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)，地面作用于車(chē)輪的轉(zhuǎn)向力矩為：3-6因輪式車(chē)輛后橋（驅(qū)動(dòng)橋）裝有差速器，能將中央傳動(dòng)傳來(lái)的力矩近似平均地分配給兩與 L=%，I則驅(qū)動(dòng)輪，所以可以假定，因而式上式可寫(xiě)成：-根據(jù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)向的條件，轉(zhuǎn)向力矩與轉(zhuǎn)向阻力矩相平衡，即：As =LP

7、S cosiX = M.c + M御 +sin /-I- LP 血 a由此可得轉(zhuǎn)向力PB為：J *：3-7轉(zhuǎn)向力PB是土壤對(duì)偏轉(zhuǎn)的前輪產(chǎn)生的軸向反力，因而PB的大小取決于前輪和土壤間的側(cè)仙附著性能。.值；一一前輪側(cè)向附著系數(shù)。前輪胎面的縱向環(huán)狀條形花紋可增大 式中：Gc 前輪對(duì)土壤的垂直作用力。由此可見(jiàn)，拖拉機(jī)在抗壓、抗剪強(qiáng)度弱的地面上（如水田土壤、沙灘及松軟地面）轉(zhuǎn)向不足而轉(zhuǎn)向困難.對(duì)于輪式拖拉機(jī)而言，這時(shí)可以采用慢PB時(shí)，因附著性能變差、轉(zhuǎn)向力3-6。速側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的適當(dāng)制動(dòng)以協(xié)助轉(zhuǎn)向，參見(jiàn)式汽車(chē)、拖拉機(jī)等車(chē)輛轉(zhuǎn)向會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增大。假p =p cosy a定直線(xiàn)行駛時(shí)掛鉤牽引力、一-轉(zhuǎn)向時(shí)

8、內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪，比較車(chē)輛轉(zhuǎn)向與直線(xiàn)行駛時(shí)的牽引平衡方程式可知，推力需增大，即3-8由上式可知，車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)，因驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力增大而需要發(fā)動(dòng)機(jī)的功率相應(yīng)增大。第二節(jié) 輪式車(chē)輛轉(zhuǎn)向系一、偏轉(zhuǎn)車(chē)輪式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本組成偏轉(zhuǎn)車(chē)輪式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和差速器等組成。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、t a、方轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱(chēng)為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，其功用是將人的操縱變成相應(yīng)的轉(zhuǎn)向輪輪偏轉(zhuǎn)，并保證內(nèi)、外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角 滿(mǎn)足阿克曼公式。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成如圖3-9。圖9 偏轉(zhuǎn)年輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)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(pán)差速器在傳動(dòng)過(guò)程中，可使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)

9、。根據(jù)轉(zhuǎn)向操作的主要?jiǎng)恿?lái)源不同， 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)兩大類(lèi)。機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是以駕駛員動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是 由駕駛通過(guò)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。的操縱力為轉(zhuǎn)向動(dòng)力，員操縱、大部分或全部操縱力是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓系統(tǒng)或電動(dòng)系統(tǒng)（即轉(zhuǎn)向加力裝置）提供。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常有兩種型式：轉(zhuǎn)向梯形式和雙拉桿式，大多數(shù)汽車(chē)、拖拉機(jī)和四輪農(nóng)用運(yùn)輸車(chē) 等輪式車(chē)輛通常采用前者，只有一些中、小型輪式拖拉機(jī)采用后者。二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向器（一）轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)有方向盤(pán)和操縱桿兩類(lèi)，除一些履帶車(chē)輛外，大部分采用方向盤(pán)。方向盤(pán)又稱(chēng)轉(zhuǎn)向盤(pán)， 在空轉(zhuǎn)階段中的角行程稱(chēng)為自由行程。單從轉(zhuǎn)向操縱靈敏而

10、言，方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)應(yīng) 同步開(kāi)始并同步終止，然而實(shí)際是不可能的，也不要求這樣。一是因?yàn)樵谡麄€(gè)轉(zhuǎn)向系中各傳動(dòng)件 之間都必然存在著裝配間隙，而且這些間隙將隨著使用過(guò)程中的零件磨損而增大。方向盤(pán)的自由 行程就是用以消除各傳動(dòng)件之間的間隙；二是方向盤(pán)的自由行程對(duì)緩和路面對(duì)轉(zhuǎn)向輪的沖擊、減 輕駕駛員的過(guò)度緊張是有利的。但方向盤(pán)的自由行程不宜過(guò)大，。以免影響轉(zhuǎn)向操縱的靈敏性。 一般來(lái)說(shuō)，輪式車(chē)輛方向盤(pán)的自由行程為2030，汽車(chē)等高速車(chē)輛偏小，而輪式拖拉機(jī)速度低 而且大部分時(shí)間是從事農(nóng)田作業(yè)、方向盤(pán)的自由行程偏大一些。（二）轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器的功用是將方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)副變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動(dòng)，改變力的傳

11、遞方向并增力，再 通過(guò)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拉動(dòng)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)減速器，用來(lái)放大作用在方向盤(pán)上的操 縱力矩。汽車(chē)、拖拉機(jī)等輪式車(chē)輛對(duì)轉(zhuǎn)向器的基本要求是：（1）應(yīng)有較大的傳動(dòng)比，以使操向省力；（2）具有較高的傳動(dòng)效率；（3）適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)可逆性，以便地面情況適當(dāng)?shù)胤答伒椒较虮P(pán)上來(lái)，操作人員能夠獲得“路感”；（4）傳動(dòng)間隙應(yīng)能調(diào)整，以控制方向盤(pán)的自由間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)，保持操縱的靈敏性。轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)效率是指轉(zhuǎn)向器的輸出功率與輸入功率之比。由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)（方向盤(pán)及轉(zhuǎn)向軸） 輸入，轉(zhuǎn)向搖臂輸出的情況下求得的傳動(dòng)效率為正效率，而傳動(dòng)方向相反時(shí)求得的效率則稱(chēng)為逆 效率。不同型式的轉(zhuǎn)向器，其正效率都應(yīng)在規(guī)定值

12、以上，但逆效率則可能相差很大，逆效率的大 小代表了轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)可逆性程度。逆效率高的轉(zhuǎn)向器很容易將轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳來(lái)的地面對(duì)轉(zhuǎn)向 輪的作用力傳到轉(zhuǎn)向軸和方向盤(pán)上，故稱(chēng)為可逆轉(zhuǎn)向器，可逆轉(zhuǎn)向器有利于轉(zhuǎn)向后前輪和方向盤(pán) 自動(dòng)回正，但因路感太強(qiáng)使操縱方向盤(pán)費(fèi)力。逆效率很低的轉(zhuǎn)向器稱(chēng)為不可逆轉(zhuǎn)向器。不可逆轉(zhuǎn) 向器難以使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向后自動(dòng)回正及獲得一定的路感。因此，對(duì)轉(zhuǎn)向器要求有一定的可逆性，即 從操縱省力、轉(zhuǎn)向輪自動(dòng)回正和傳遞適當(dāng)路感這三個(gè)因素綜合考慮。球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器如圖3-10所示，其傳動(dòng)副是一個(gè)球面蝸桿和帶有幾個(gè)齒的滾輪構(gòu) 成。.圖卻直蝸升滾玲旬轉(zhuǎn)叵器1- 1 2-殼體3-封面蝸殲4 -錐軸承廣

13、玲叵軸E-溪玲軸7-溪計(jì)卜二齒潦輪3-凋整墊片LCHJ型墊圈11-蜉與12-銅套13-插彗以-卷臀粕。是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛的一種轉(zhuǎn)簡(jiǎn)稱(chēng)循環(huán)球式，如圖3-112.螺桿螺母循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 因鋼球夾入螺桿螺母之間，第一級(jí)是螺桿螺母循環(huán)球，這種轉(zhuǎn)向器一般有兩級(jí)傳動(dòng)副，向器。第 二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副或滑塊曲柄指銷(xiāo)傳動(dòng)副。提高了傳動(dòng)效率；變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，每 根導(dǎo)管的兩端分別插入螺母?jìng)?cè)面的一對(duì)通孔中，導(dǎo)管內(nèi)裝9轉(zhuǎn)向螺母外有兩根鋼球?qū)Ч苓@樣兩 根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋形管狀通道組成兩根各自獨(dú)立的封閉鋼球流道。滿(mǎn)了鋼球22。3-11蝶桿螺毋循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器1-螺母2-彈簧墊圈3-轉(zhuǎn)向螺母4-殼體墊片5-殼體底蓋

14、6-殼體7-導(dǎo)管卡子8-加油 螺塞9-鋼球?qū)Ч?0-軸承11、12油封13、15滾針軸承14-搖臂軸16-鎖緊螺母17-調(diào)整螺 釘18、21-調(diào)整墊片19-側(cè)蓋20-螺栓22-鋼環(huán)23-轉(zhuǎn)向螺桿4.從上世紀(jì)70年代起轎車(chē)興起了齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，它由方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向軸、方向節(jié)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、 轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)桿和轉(zhuǎn)向輪等組成，如圖9-13。方向盤(pán)操縱轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪與齒 條緊密?chē)Ш希苿?dòng)齒條左、右移動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)，從而改變轎車(chē)行駛的方向。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與蝸桿扇形齒輪等其它類(lèi)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， 具有構(gòu)件簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。而且它的逆?zhèn)鲃?dòng)效率也高，在車(chē)輛行駛

15、時(shí)可以保證偏轉(zhuǎn)車(chē)輪 的自動(dòng)回正，駕駛者的路感性強(qiáng)。其實(shí)，齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)早在兩世紀(jì)前的汽車(chē)萌年通用汽車(chē)卡 迪拉克部的工1905機(jī)件加工粗糙。只是那時(shí)還不完善，芽發(fā)展階段已經(jīng)有了，正操縱靈活的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，程師將齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)理論化，并加工成精度很高，但許 多人仍然繼續(xù)汽車(chē)轉(zhuǎn)向器的型式被蝸桿扇形齒輪型式所壟斷，式應(yīng)用在轎車(chē)上。后來(lái)，大大提高 了齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的安全可由于近代材料科學(xué)的發(fā)展，完善齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。成本低的優(yōu)由 于它具有構(gòu)件少質(zhì)量輕，靠系數(shù)，人們?cè)俅沃匾曔@種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單實(shí)用性，點(diǎn)，越來(lái)越受到 汽車(chē)制造商的青睞，現(xiàn)在大多數(shù)的轎車(chē)轉(zhuǎn)向器都采用齒輪齒條型。圖時(shí)迨齒輪齒條轉(zhuǎn)向器使

16、用及基本結(jié)構(gòu)a-齒輪齒條轉(zhuǎn)向器在車(chē)輛上物使用b基本結(jié)構(gòu)/ k IkMIiKaX / / LX / / / * / /三、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器搖臂輸出的擺動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向輪，使轉(zhuǎn)向輪按一定的變化規(guī)律偏轉(zhuǎn)和 回位。目前常用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有兩種：一種由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)和其它一些桿件組成；另一種 由兩個(gè)轉(zhuǎn)向搖臂和縱拉桿以及其它一些桿件所組成，即雙拉桿轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組 成和布置因轉(zhuǎn)向器位置和轉(zhuǎn)向輪懸架類(lèi)型而異。5配合非懸架的轉(zhuǎn)觥動(dòng)機(jī)n妝&器2-托膂 弘拉桿4-T1X3 1L蛆洽擔(dān)豆烹架轉(zhuǎn)問(wèn)修政機(jī)粕1-屆曾直Li桿5-石橫匕桿E 6-沱右梯形音F*桿#、9-懸架土右援箸與非獨(dú)立

17、懸架配用的轉(zhuǎn)向梯形傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3-14。包括轉(zhuǎn)向搖臂2、轉(zhuǎn)向縱拉桿3、轉(zhuǎn)向節(jié)臂4 和轉(zhuǎn)向梯形。在車(chē)橋僅為轉(zhuǎn)向橋的情況下，由轉(zhuǎn)向橫拉桿6、左、右梯形臂5和前橋組成的轉(zhuǎn)向 梯形一般布置在前橋之后，稱(chēng)為后置梯形。在發(fā)動(dòng)機(jī)位置較低或轉(zhuǎn)向橋兼作驅(qū)動(dòng)橋的情況下，有 時(shí)為避免運(yùn)動(dòng)干涉，往往將轉(zhuǎn)向梯形布置在前橋的前面，稱(chēng)為前置梯形。若轉(zhuǎn)向搖臂不是前后擺 動(dòng)，而且在與前進(jìn)方向垂直的平面內(nèi)左右擺動(dòng)，則可將縱拉桿3橫置，并借助，從而推動(dòng)兩側(cè) 梯形臂轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)車(chē)輪偏轉(zhuǎn)。6球頭銷(xiāo)直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿.當(dāng)轉(zhuǎn)向輪獨(dú)立懸掛時(shí)，每個(gè)轉(zhuǎn)向輪都需要相對(duì)于車(chē)架作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，因而轉(zhuǎn)向橋必須是斷開(kāi)式的。 與此相應(yīng)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也

18、必須分成兩段或三段，如圖3-15,并且由在平行于路 面的平面中擺動(dòng)的轉(zhuǎn)向搖臂直接帶動(dòng)或通過(guò)轉(zhuǎn)向直拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂帶動(dòng)。轉(zhuǎn)向縱拉桿與轉(zhuǎn)向節(jié)臂及橫拉桿之間都是通過(guò)球形鉸鏈相連接的，從而使它們之間可以作相對(duì)的 空間運(yùn)動(dòng)，以免發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉?？v拉桿結(jié)構(gòu)上一般具有緩沖及磨損補(bǔ)償功能，如圖3-16。圖3-16轉(zhuǎn)向縱拉桿結(jié)構(gòu)1-螺母2-球頭銷(xiāo)3-防塵罩4-螺塞5-球頭座6-彈簧7-彈簧座8-油嘴9-縱拉桿體10-轉(zhuǎn)向節(jié)臂球頭雙拉桿轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由左、右兩個(gè)轉(zhuǎn)向搖臂、兩側(cè)縱拉桿和左、右兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)臂組成。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方 向盤(pán)時(shí)，轉(zhuǎn)向器的左、右兩個(gè)轉(zhuǎn)向搖臂作相反方向的擺動(dòng)，通過(guò)左、右兩縱拉桿分別操縱左、右 轉(zhuǎn)向節(jié)臂使前輪發(fā)生

19、偏轉(zhuǎn)，依靠各傳動(dòng)件的合理長(zhǎng)度和位置來(lái)滿(mǎn)足無(wú)側(cè)滑滾動(dòng)的要求。與轉(zhuǎn)向梯 形相比，可使兩轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角更接近純滾動(dòng)的要求，同時(shí)可獲得較大偏轉(zhuǎn)角，機(jī)構(gòu)布置容易，但 結(jié)構(gòu)復(fù)雜。四、差速器差速器的功用是根據(jù)汽車(chē)、拖拉機(jī)行駛需要，在傳遞動(dòng)力的同時(shí)，使內(nèi)、外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪能以不 同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以便車(chē)輛轉(zhuǎn)彎或適應(yīng)由于輪胎及路面差異而造成的內(nèi)外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差。兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪之間的差速器稱(chēng)為輪間差速器。在某些多輪驅(qū)動(dòng)的越野汽車(chē)和四輪驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)上， 在前、后驅(qū)動(dòng)橋之間或各驅(qū)動(dòng)橋之間還裝有軸間差速器，用以消除功率循環(huán)現(xiàn)象。（一）簡(jiǎn)單差速器1.運(yùn)動(dòng)學(xué)分析所示。3-17差速器基本結(jié)構(gòu)及工作原理如圖圖:J-1f差遮器運(yùn)幼原理1. 2蘭軸

20、齒輪3行星齒輪4廳星成輪袖 5差速器殼體質(zhì)主，成速器從動(dòng)齒輪差速傳或機(jī)主一股多用惦形行星齒輪式差速器充何S勺行胃M輪抽1逐成一-.豐，形辰行星架，因 它三中夬何寸云主凋速蚩的火寸齒磴6固連，故為王動(dòng)作，役目角速度為氣,；蘭駐宿輪1和內(nèi)從動(dòng) 件，其甬諛身力鋼和，一，4 E兩點(diǎn).分削為行旦士較4與兩半珀出輪啊晰臺(tái)點(diǎn).行旱出掄tf沖心點(diǎn)、為 G二點(diǎn)到差速圭施祛軒法的范離均為03 17a：.當(dāng)行星齒輪噎公轉(zhuǎn)外,逐繞本身的行星齒輪軸以.甬速度?自轉(zhuǎn)時(shí) 麝-1片）,嚙臺(tái)刷的圓周 理.妄內(nèi)起/ =心廣+膽了七）啟言子同周理.妄主由;/ = %廣一？毛、：同/+tir （印_切.弓+馬）牲一？ =2由拳云門(mén)+

21、豹=2%/-I7上式即兩半軸齒輪直徑相等的對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特性方程式。它表明：左右兩側(cè)半軸齒 輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。因此，在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛或其它 行駛情況下，都可以借助行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而 無(wú)滑動(dòng)。由式3-17可知：（1）當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；（2）當(dāng)差速器殼轉(zhuǎn)速為零（例如用中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來(lái)力矩 而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即為相同轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力學(xué)分析在上述差速器中，由中央傳動(dòng)或主減速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩M0經(jīng)差速器殼、行星齒輪軸和行

22、星齒輪傳 給半軸齒輪。行星齒輪相當(dāng)一個(gè)等臂杠桿，而兩個(gè)半軸齒輪半徑也是相等的。因此當(dāng)行星齒輪沒(méi)捋=% =。一 5.、有自轉(zhuǎn)時(shí)，總是將轉(zhuǎn)矩M0平均分配給左、右兩半軸齒輪，即：_當(dāng)兩半軸齒輪以不同轉(zhuǎn)速朝相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)左、右半軸自轉(zhuǎn)。4的方向繞行星齒輪軸n3上 實(shí)線(xiàn)箭頭3-18。則行星齒輪將按圖n1n2，且n2、n1轉(zhuǎn)速差速器動(dòng)力分析圖3-184-行星齒輪軸2-半軸齒輪3-行星齒輪、1此時(shí)行星齒輪孔與行星齒輪軸間以及齒輪背部與 差速器殼之間都產(chǎn)生摩擦。行星齒輪上虛線(xiàn)箭頭所示，此摩擦力矩使行方向相反；如圖3-18MT 方向與其轉(zhuǎn)速n4所受的摩擦力矩使傳F1和F2。星齒輪分別對(duì)左右半軸齒輪附加作用了

23、大小相 等兩方向相反的兩個(gè)圓周力F1增加。因此，M2F2卻使傳到轉(zhuǎn)得慢的右半軸上的轉(zhuǎn)矩M1到轉(zhuǎn)得 快的半軸上的轉(zhuǎn)矩減小，而當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)，一過(guò)l = 0一急過(guò)q +一訂】.）、左.右驅(qū)動(dòng)輪上的憑矩之差等于差速器的內(nèi)摩虹一啊.丁 .一鎖,系鼬用來(lái)街里差速器劇如一如苣一E爰.轉(zhuǎn)拒分配特性:3-1E目前廣泛使用的對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器，其內(nèi)摩擦力矩很小，鎖緊系數(shù)K為1.11.4。實(shí)際上可 以認(rèn)為無(wú)論左右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速是否相等，而轉(zhuǎn)矩總是平均分配的。這樣的分配比例對(duì)于車(chē)輛在良好 路面上直線(xiàn)或轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，都是理想的。但當(dāng)車(chē)輛在壞路面行駛時(shí)，卻嚴(yán)重影響了通過(guò)能力。例 如當(dāng)汽車(chē)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪接觸到泥濘或

24、冰雪路面時(shí)，即使另一個(gè)車(chē)輪是在良好路面上，往往汽車(chē) 仍不能前進(jìn)。此時(shí)在泥濘路面上的車(chē)輪原地滑轉(zhuǎn)，而在好路面上的車(chē)輪靜止不動(dòng)。這是因?yàn)椋?泥濘路面上車(chē)輪與地面之間附著力很小，路面只能對(duì)半軸作用很小的反作用轉(zhuǎn)矩，雖然另一車(chē)輪 與良好路面間的附著力較大，但因?qū)ΨQ(chēng)式錐齒輪差速器平均分配轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，使這一個(gè)車(chē)輪分配 到的轉(zhuǎn)矩只能與傳到滑轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪上的很小的轉(zhuǎn)矩相 等。以致總的牽引力不足以克服行駛阻力，汽車(chē)便不能前進(jìn)。.圖3-19閉式差速器1-主傳動(dòng)大錐齒輪2-差速器殼體3-銷(xiāo)釘4-差速鎖滑套5-半軸6-半軸齒輪7-行星齒輪圖3-19是一種閉式差速器的具體構(gòu)造。汽車(chē)、拖拉機(jī)直線(xiàn)行駛時(shí)，作用于兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪上的阻力 相等，亦即作用于兩側(cè)半軸齒輪上的阻扭矩相等，因此半軸齒輪與行星齒輪軸以同樣的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)， 行星齒輪無(wú)自轉(zhuǎn)。當(dāng)拖拉機(jī)和汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，地面對(duì)導(dǎo)向輪構(gòu)成的轉(zhuǎn)向力矩使內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪受到的阻 力加大，使兩側(cè)