轮式机械转向系

为减少磨擦阻力,螺母和螺杆之间装有循环 球。
转动螺杆,螺母随着轴向移动,通过齿条齿扇 使转向摇臂轴转动.
类别 特点
球 面
①蜗杆节面为弧线旋转面，滚轮节面为 球面，螺旋角略大于摩擦角，有一定程
蜗 度的传动可逆性；
杆 ②同时啮合的齿数多，承载能力比普通
滚 轮 式
蜗杆高2~4倍，效率0.85~0.9； ③角传动比为变值；
i２ ——转向节臂与转向垂臂投影长度之比。

2．后轮转向：R后外＞R前外司机必须同时注 意前后轮位置，不利于行车安全；
克服方法：设计工作装置伸出前轮两边，使 其外缘转向半径= R后外。
障 碍 物
工
R后外
作
装
置
R前外
后轮转向
3．全轮转向：通过换向器可实现前轮、后 轮单独转向，全轮转向或斜行。
特点：
④安装、制造精度要求高。
齿 条循
①以滚动摩擦代替滑动摩擦，传动效率 高＞0.9；
齿 环 ②自动回正性能好；
扇 球 ③瞬时传动比为定值；
式 ④结构复杂，制造难度大。
螺杆 循环球 齿条
转
齿扇
向 垂
臂
轴
调整螺钉
调整螺钉 指 销
曲柄
螺杆
3 曲柄指销式 由指销（旋转销）和螺杆啮合。指销式角传
动比变化。
偏离直线行驶位置或转向后，路面反力可使车轮 方向盘自动回正，司机有路感； ② 在路况很差 时行驶，会“打手”； ③ 这种转向器应与液压 减振器配合，利用液体阻尼作用缓和路面对方向 盘的冲击。
3．临界可逆式转向：①蜗杆螺旋角略大于 摩擦角 可逆向传动，操作很方便；②逆传动 时，由于摩擦损失很大（正传效率远大于逆传效 率），操 纵稍有感觉。 ①有路感，方向盘 可自动回正；②不打手；效率低于可逆式。
转向垂臂
转向节臂 转向主销
转向器 纵拉杆 横拉杆
梯形臂
工字梁
转向节
循环球式转向器
对转向系的要求
1．可靠性高——①零件刚度、强度、寿命 足够；②动力转向油路出现故障时，人力可确保 转向；
2．操纵轻便：作用力小，人机系以20N为 宜；
3．转向灵活：转向圈数不宜过多（2~2.5 圈）；
4．符合人机系的要求：方向盘可自动回正， 工作稳定，司机有“路感”；
4 转向器传动的可逆性
1．不可逆式：①蜗杆螺旋角＜摩擦角 传动不可逆、自锁；②方向盘至转向装置单向传 动 无路面冲击反馈， 零件易磨损，操作 无路感。
2．可逆式：
①蜗杆螺旋角＞
摩擦角
无自
锁作用；②转向器
可正向、反向传动
，传动效率高，轻 便； ①当车轮
1 —曲柄指销式；2 — 循环球齿扇式； 3 — 涡杆滚轮式；
5．使用经济、结构合理： ①车轮转向时应 纯滚动，无侧滑，减小轮胎磨损及无功损耗； ②结构简单，调整、维护方便。
第二节 转向方式
1 偏转车轮转向 前轮转向
后轮转向
全轮转向。
纯滚动条件： ①所有车轮绕
一个瞬时中心转动， 满足
ctgα-ctgβ=M/L
②外驱动轮转速 大于内驱动轮转速，
M—主销中心距 L—轴距
①可使轴距大的车辆（如平地机、凿岩台车
等）转向灵活； ②转弯半径小； ③可斜行或横坡作业；
Rmin
L
2sinmax
④结构复杂、制造成本高。
2 铰接式转向
特点：
①前后车架垂直铰接；转向缸缸体铰于前车
架上，活塞杆铰于后车架上；
②转向油缸比转向桥简单；
③全轮转向转弯半径小；
④前后轮易同辙（轮差随铰点前后距离定）， 行车安全；
滚子 轴承
球 面 蜗 杆
调 整 垫 片
滚珠轴承 滚轮
转向节臂 纵拉杆
啮合间隙 调整垫
转向垂臂轴
转向垂臂
间隙调整：
蜗杆轴承间隙——垫片7(取垫隙小、增垫隙 大)；
滚轮蜗杆啮合间隙调整——端部垫片15 （增垫隙小、取垫隙大）。
2 循环球齿条齿扇式 两级传动副：一级球面螺母、螺杆（即齿
条），齿条外侧装两根钢球环流导管；二级齿条、 齿扇，且齿扇变齿厚（拧进隙小、拧出隙大）。
故装差速器。
障碍物
前轮转向
1．前轮转向：R前外＞R后外符合人们习惯，
行车安全；如工作装置在前，则前轮偏转角度受 受限，且载荷大、转向沉重，不适用。
最小转弯半径R——外轮心至回转瞬心的距
离。
Rmin
L
sinαmax
转向角传动比iω ： iω = i１× i２
i１ ——方向盘转角与转向垂臂摆角之比；
第十章 轮式机械转向系
思考与重点
1．前轮转向、后轮转向、全轮转向的工 作特点，纯滚动的条件； 2．动力转向、随动及正开口、负开口的 概念； 3．机械反馈动力转向、静液压转向的特 点及工作原理；
4．966D流量放大动力转向系统的工作原 理。
第一节 轮式转向系简介
转向系的功能——改变车辆行驶方向和保持直 线行驶。
指销
螺杆
曲柄
蜗杆——滚轮式角传动比为一变值。
i
2
t / RK
2 RK
t
φ——方向盘转角 θ——垂臂摆动角
R——球面蜗杆侧面节圆半径；
RK——滚轮摆动中心到蜗杆侧面节圆距离； t——蜗杆螺距。
曲柄指销式传动比：
同样节距内在两端曲柄转角大，故传动比中 间大两边小。
中小机械，要求转向轻，中间大两头小；大 型机械 要求机动性，中间小两头大。
轮式转向系组成——转向器、转向机构、动力 转向装置。
转向系分类 偏转车轮转向 按转向方式分： 铰接式转向
速差式转向
按转向原理分：
①机械式（人力转向）；
②液压式（带液压转向助力器) ； ③混合式（带气动和液压转向助力器）。
或人力与动力转向。
汽车转向系组成： ①转向器（方向盘空程转角10°~15°）； ②转向机构； ③转向主销8，转向节。
⑤工作装置在前，易对准工作面；
⑥转向稳定性差，不可自动回位。
第三节 转向器
功能——将方向盘的转动变为转向垂臂的摆 动，并放大操纵力，并通过传动机构传给转向节 （P180页）。
球面蜗杆滚轮式 分类 循环球式齿条齿扇式
曲柄指销式
1 球面蜗杆滚轮式
转向原理：方向盘1转动——球面蜗杆5转 动——滚轮9沿蜗杆臂滚动——垂臂轴10转动— —垂臂11摆动——纵拉杆——转向节臂——主销 （梯形机构—主销）——转向节。
转向器评价指标：①传动效率和可逆程度； ②角传动比；③啮合间隙（中间小、两端大且可 调或自调）。
第五节 机械反馈式动力转向 动力转向——减轻劳动强度，转向轻便迅速， 缓和路面冲击。（分机械反馈与液压反馈） 特点：①除转向缸7、8，随动杆12与前车架 相连系外，其余转向件均装于后车架上；随动阀 与转向器一体灵敏度高；转向阀到转向缸油管较 长，稳定性差；②后副车架水平铰可使四轮着地； ③在拖转向时不可能人力使二车架转向；④随动 阀芯为负开口，刚性好，保持直线行驶，但随动 准确性和灵敏度较差； ⑤随动杆可为弹性件， 长度可调节，直线行驶稳定； ⑥转向阀弹簧可 帮助转向回位，使操纵有路感（20) ；⑥转向过 程可分为：操纵——响应——反馈 回位 。