第八章輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系

第八章

輪式工程機(jī)械轉(zhuǎn)向系

1/8/20241輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向系按轉(zhuǎn)向能源的不同分類機(jī)械轉(zhuǎn)向系動(dòng)力轉(zhuǎn)向系按轉(zhuǎn)向方式的不同分類偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向鉸接式轉(zhuǎn)向速差式轉(zhuǎn)向第一節(jié)轉(zhuǎn)向系概述類型1/8/20242輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向功用：改動(dòng)或恢復(fù)車輛行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)。組成：轉(zhuǎn)向支配機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1/8/20243輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系機(jī)械轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向縱拉桿轉(zhuǎn)向節(jié)臂轉(zhuǎn)向節(jié)梯形臂橫拉桿轉(zhuǎn)向梯形1/8/20244輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系機(jī)械式轉(zhuǎn)向系的任務(wù)過(guò)程1/8/20245輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)功用：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)車輛順利轉(zhuǎn)向。要求：較大的剛度和強(qiáng)度吸收振動(dòng)、緩沖1/8/20246輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1.轉(zhuǎn)向搖臂：搖臂與搖臂軸安裝時(shí)要對(duì)正記號(hào)，以保證搖臂從中間向兩邊擺動(dòng)時(shí)擺角大致一樣。大端與轉(zhuǎn)向搖臂軸相連，小端與轉(zhuǎn)向縱拉桿鉸接。1/8/20247輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系2.轉(zhuǎn)向縱拉桿在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)而且因懸架彈性變形而相對(duì)于車架跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向縱拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng)。因此，為了不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，三者之間的銜接件都是球形鉸鏈。接轉(zhuǎn)向節(jié)臂螺塞調(diào)彈簧6的預(yù)緊度油嘴球頭銷縱拉桿接轉(zhuǎn)向搖臂1/8/20248輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系3.轉(zhuǎn)向橫拉桿兩接頭借螺紋與橫拉桿體銜接。接頭旋裝到橫拉桿體上后，用夾緊螺栓夾緊。橫拉桿體兩端的螺紋，一為右旋，一為左旋。因此，在旋松夾緊螺栓以后，轉(zhuǎn)動(dòng)橫拉桿體，可改動(dòng)橫拉桿的總長(zhǎng)度，來(lái)調(diào)理前輪前束1/8/20249輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的角傳動(dòng)比指方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之比，普通為8.5～25—轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。即方向盤(pán)轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向垂臂擺角之比—轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比。即轉(zhuǎn)向節(jié)臂投影長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)向垂臂投影長(zhǎng)度之比。此值隨詳細(xì)位置而變化。1/8/202410輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系二、偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向?qū)ζD(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向的機(jī)械，轉(zhuǎn)向時(shí)為減小轉(zhuǎn)向阻力，防止輪胎過(guò)快磨損，應(yīng)使一切車輪作純滾動(dòng)而無(wú)側(cè)向滑移，要求由轉(zhuǎn)向系來(lái)保證。即只需在一切車輪軸線都相交于一點(diǎn)時(shí)才干實(shí)現(xiàn)。1/8/202411輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系

瞬時(shí)中心O為轉(zhuǎn)向中心。

L—前、后軸軸距

M—主銷中心間隔

α、β—外內(nèi)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角

R—轉(zhuǎn)彎半徑：轉(zhuǎn)向中心到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)的間隔轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)角關(guān)系即為轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角關(guān)系式，由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)來(lái)保證1/8/202412輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系１、前輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向半徑，司機(jī)可以很方便地用前外輪能否避過(guò)妨礙物來(lái)判別整機(jī)的行駛道路，有利于平安行駛。因此前輪轉(zhuǎn)向?yàn)槌Ｒ?jiàn)的轉(zhuǎn)向方式。但當(dāng)車輛前面有任務(wù)安裝時(shí)〔T、Z、叉等〕，不利于用前輪轉(zhuǎn)向，由于：前橋負(fù)重加大，轉(zhuǎn)向繁重；車輪的偏轉(zhuǎn)角遭到限制。1/8/202413輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向時(shí)，因，駕駛員要同時(shí)用前后輪來(lái)判別整機(jī)的行駛方向，不利于平安行駛。前輪避過(guò)妨礙物，后輪那么不一定。假設(shè)前有工裝，普通可使其工裝外緣轉(zhuǎn)向半徑接近R后外〔略大〕利用工裝外緣來(lái)判別行駛方向。2、后輪轉(zhuǎn)向1/8/202414輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)前輪轉(zhuǎn)向，后輪轉(zhuǎn)向，前后輪向相反方向轉(zhuǎn)向〔轉(zhuǎn)彎半徑小，轉(zhuǎn)向靈敏〕和同向轉(zhuǎn)向〔斜行〕。多用在回轉(zhuǎn)式裝載機(jī)、特別適用在平地機(jī)上。3、全輪轉(zhuǎn)向1/8/202415輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系全輪轉(zhuǎn)向1/8/202416輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系4、雙轉(zhuǎn)向橋轉(zhuǎn)向1/8/202417輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系三、鉸接式轉(zhuǎn)向?qū)θ珮蝌?qū)動(dòng)的機(jī)械，為防止采用構(gòu)造復(fù)雜的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，目前多用鉸接式車架。實(shí)現(xiàn)鉸接式轉(zhuǎn)向，車架由兩段或多段組成，車架間用垂直鉸軸相連，并由液壓缸改動(dòng)相鄰車架間的相對(duì)夾角來(lái)進(jìn)展轉(zhuǎn)向。對(duì)整體車架全驅(qū)的機(jī)械，可用轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。1/8/202418輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系〔１〕車架由兩段或三段組成，車架經(jīng)過(guò)垂直鉸銷銜接在一同，前后橋分別固定在前后車架上。〔２〕經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向油缸使前后車架中心線堅(jiān)持在同不斷線或構(gòu)成一個(gè)夾角使機(jī)械直線行駛或向一側(cè)轉(zhuǎn)向。〔３〕前后車架相對(duì)偏轉(zhuǎn)時(shí)，前后橋跟車架一同偏轉(zhuǎn)，一切車輪軸線在地面的投影必相交于一點(diǎn)，不需專門(mén)的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，使構(gòu)造得到簡(jiǎn)化。鉸接式轉(zhuǎn)向特點(diǎn)1/8/202419輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系〔4〕假設(shè)鉸點(diǎn)至前后橋間隔相等，那么前后橋車輪的轉(zhuǎn)向半徑相等，因此前后車輪的轍跡一樣，阻力減小，容易判別整機(jī)行駛方向?！?〕但轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性差，堅(jiān)持直線行駛的才干差。鉸接式轉(zhuǎn)向特點(diǎn)1/8/202420輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系應(yīng)有實(shí)例1/8/202421輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系四、速差式轉(zhuǎn)向左右車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，從而使機(jī)械轉(zhuǎn)向。1/8/202422輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系作用：將方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)向垂臂的擺動(dòng)；改動(dòng)力的傳送方向，得到一定的傳動(dòng)比、增力功能。力的放大器。類型：循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器

第二節(jié)轉(zhuǎn)向器1/8/202423輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器構(gòu)造：第一級(jí)螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副第二級(jí)齒條齒扇傳動(dòng)副1/8/202424輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器任務(wù)過(guò)程特點(diǎn)：正傳動(dòng)效率很高，支配輕便，運(yùn)用壽命長(zhǎng)。但逆效率也高，容易將路面沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤(pán)上。1/8/202425輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向器的可逆性轉(zhuǎn)向器傳送運(yùn)動(dòng)和作用力。正向傳動(dòng)：作用力從轉(zhuǎn)向盤(pán)傳到轉(zhuǎn)向搖臂的過(guò)程。逆向傳動(dòng)：轉(zhuǎn)向搖臂將地面的沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤(pán)的過(guò)程。不可逆式轉(zhuǎn)向器運(yùn)動(dòng)只能由方向盤(pán)傳給轉(zhuǎn)向垂臂，轉(zhuǎn)向垂臂不能將路面的沖擊傳到方向盤(pán)。當(dāng)蝸桿或螺桿的螺旋角小于摩擦角時(shí)出現(xiàn)——自鎖。這種轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副要接受路面?zhèn)鱽?lái)的全部沖擊載荷，零件容易損壞；司機(jī)沒(méi)有路感，在各種汽車及工程機(jī)械上均不宜采用。1/8/202426輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系

可逆式轉(zhuǎn)向器

傳動(dòng)副螺旋角大于摩擦角正傳動(dòng)效率高，支配力小，能自動(dòng)回正，司機(jī)有路感，便于平安作業(yè)。缺陷：逆?zhèn)鲃?dòng)效率高，當(dāng)在不平路面上行駛時(shí)，來(lái)自路面的沖擊大部分傳到方向盤(pán)上，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生打手景象，甚至無(wú)法控制，使司機(jī)有不平安感和易疲勞。如：循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器屬這種類型。在路況好，沖擊小的情況下采用。在動(dòng)力轉(zhuǎn)向的工程機(jī)械上也常運(yùn)用,因常和液壓缸一同運(yùn)用，利用液體來(lái)緩和、削減沖擊；有的采用低壓輪胎，利用輪胎的彈性可吸收部分沖擊。1/8/202427輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系

臨界可逆式

正傳動(dòng)容易，而逆?zhèn)鲃?dòng)摩擦較大，傳到方向盤(pán)上的力明顯減小，不會(huì)產(chǎn)生打手景象。只需達(dá)一定值的沖擊才會(huì)傳到方向盤(pán)上。如：球面蝸桿滾輪式和曲柄指銷式。經(jīng)常行駛在不平路面和無(wú)路地帶的載重汽車和輪胎式工程機(jī)械，采用臨界可逆式轉(zhuǎn)向器為宜。1/8/202428輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系

第三節(jié)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的調(diào)整

游間即方向盤(pán)自在轉(zhuǎn)動(dòng)量：指前輪處在直線行駛位置時(shí)，不使前輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而方向盤(pán)所能轉(zhuǎn)過(guò)的角度〔轉(zhuǎn)到有阻力時(shí)〕游間產(chǎn)生為保證轉(zhuǎn)向輕便和轉(zhuǎn)向系各配合件的相互運(yùn)動(dòng)，需求有一定的間隙。各種配合間隙的總和反響到方向盤(pán)上，即成為游間。普通游間不應(yīng)大于45°1/8/202429輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系1、對(duì)縱、橫拉桿進(jìn)展調(diào)整〔1〕經(jīng)過(guò)螺塞進(jìn)展調(diào)整〔旋緊后再松出1/4～1/2圈至槽口正對(duì)開(kāi)口銷〕〔2〕游間太大，改換球頭碗或彈簧2、對(duì)轉(zhuǎn)向器進(jìn)展調(diào)整主要是調(diào)整傳動(dòng)副的嚙合間隙?！?〕調(diào)整軸承襯墊和搖臂軸端的墊圈〔2〕過(guò)度磨損，太大，改換傳動(dòng)副游間的調(diào)整在運(yùn)用過(guò)程中，游間將會(huì)添加〔由于磨損〕。游間太大，會(huì)使轉(zhuǎn)向遲滯時(shí)間長(zhǎng)，使轉(zhuǎn)向總時(shí)間添加，行駛不穩(wěn)定。游間太小，轉(zhuǎn)向靈敏，直線行駛性變差。1/8/202430輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系組成：主要由：轉(zhuǎn)向器、閥、轉(zhuǎn)向油缸、油泵、油管等液壓回路方式：〔１〕常流式液壓回路：不轉(zhuǎn)向時(shí)，閥在中間位置，油從油泵回油箱，系統(tǒng)中無(wú)高壓油，油泵耗費(fèi)功率小，壽命長(zhǎng)。〔２〕常壓式：不轉(zhuǎn)向時(shí)，閥封鎖，系統(tǒng)中有高壓油，油泵常處于高壓任務(wù)形狀，耗費(fèi)功率，壽命短，且需求蓄能器儲(chǔ)存高壓油，達(dá)一定壓力后油泵自動(dòng)卸載空轉(zhuǎn)。第四節(jié)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1/8/202431輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系一、滑閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)〔一〕液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的任務(wù)原理Po1/8/202432輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系PoPo1/8/202433輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系1/8/202434輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系〔二〕、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型

1、按根本部件的組合方式分：〔1〕分置式〔轉(zhuǎn)向器、控制閥及轉(zhuǎn)向油缸三個(gè)部件分開(kāi)布置〕1/8/202435輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系〔2〕連桿式〔轉(zhuǎn)向器單獨(dú)布置，控制閥與轉(zhuǎn)向油缸組成助力器〕

〔3〕轉(zhuǎn)向器與控制閥組成一體，轉(zhuǎn)向油缸單獨(dú)布置〔ZL50〕

〔4〕整體式〔液壓缸、控制閥和轉(zhuǎn)向器安裝在一個(gè)總成上〕1/8/202436輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系2、按反響方式分為：

機(jī)械式

液壓反響式1/8/202437輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系氣壓式：前軸最大軸載質(zhì)量為3~7噸并采用氣壓制動(dòng)的車輛。液壓式：任務(wù)時(shí)無(wú)噪聲，任務(wù)滯后時(shí)間短，且能吸收來(lái)自不平路面的沖擊。工程機(jī)械運(yùn)用條件惡劣，作業(yè)轉(zhuǎn)向頻繁，完全靠人力轉(zhuǎn)向，難以到達(dá)要求，且向大型化開(kāi)展，轉(zhuǎn)向阻力也添加。任務(wù)機(jī)構(gòu)多用液壓作業(yè)，為實(shí)現(xiàn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向也提供了條件，因此，如今多數(shù)輪式工程機(jī)械都有采用液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向。

3、按任務(wù)介質(zhì)分1/8/202438輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系

〔三〕運(yùn)用實(shí)例

機(jī)械反響式液壓助力轉(zhuǎn)向ZL50裝載機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系構(gòu)造任務(wù)原理〔１〕直線行駛〔２〕機(jī)械反響隨動(dòng)轉(zhuǎn)向1/8/202439輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系ZL50裝載機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系1/8/202440輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系1/8/202441輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系1/8/202442輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系1/8/202443輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系

二、轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1、鉸接轉(zhuǎn)向

〔液壓反響隨動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向〕1/8/202444輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系不轉(zhuǎn)向時(shí)1/8/202445輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系右轉(zhuǎn)向時(shí)1/8/202446輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系手動(dòng)靜壓轉(zhuǎn)向時(shí)1/8/202447輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系2、全液壓偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向1/8/202448輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系１、任務(wù)可靠：首先是轉(zhuǎn)向系本身應(yīng)有足夠的剛度，強(qiáng)度及壽命，應(yīng)保證平安。要有應(yīng)急的轉(zhuǎn)向措施。２、支配輕便：減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高消費(fèi)率、保證平安作業(yè)及行駛〔１〕作用力要小：如汽車方向盤(pán)上的力的最大值規(guī)定：中型車：不大于36㎏；重型車：不大于45㎏〔２〕方向盤(pán)的回轉(zhuǎn)圈數(shù)要少。即作用的行程要短，不超越2～2.5圈，以保證轉(zhuǎn)向靈敏，因此轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比不宜太大。第五節(jié)轉(zhuǎn)向系根本要求1/8/202449輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系〔3〕方向盤(pán)能自動(dòng)回正。要求轉(zhuǎn)向器有一定的可逆性，使司機(jī)有路感受，但不能太大，以防作用于轉(zhuǎn)向輪上的沖擊全部