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载重汽车转向系统结构设计学校：湘潭大学学院：兴湘学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：张浩学号：2010963237指导老师：刘柏希老师摘要论文主要阐述了转向系统的设计。
汽车转向系统是汽车的重要组成部分，它直接影响汽车行驶的安全性，其质量严重影响汽车的操纵稳定性。
随着汽车工业的发展，汽车转向系统也在不断的得到改进，虽然电子转向系统已经开始使用，但是传统的机械转向系统依然起着主导作用。
转向系统由于其自身的特点被广泛运用于各类汽车之中。
本文重点设计了转向系统，并对转向系统零件强度、刚度进行了校核，同时还对转向系统计算载荷进行确定，同时对转向系统的其他主要零部件进行了结构设计，同样也对所设计的转向机构进行了分析和研究。
实现了转向系统结构简单紧凑，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。
最后运用三维设计软件对所设计的结构进行了三维模型的建立，通过三维模型的设计与建立，更进一步的验证了所设计结构的合理性。
关键词：转向系统；转向系统；机械转向；转向；液压助力AbstractThis paple mainly tell about the design of circulation ball steering system. Redirector,an important component of the automobile,which is the key assembly decided the safety of the automobile. It seriously affected the quality of the vehicle handing and stability. Along with the development of the auto industry,automobile steering gear is continuously improved, although the electronic steering gear has began to use ,but the traditional mechanical steering gear is still p lays a leading role. Circulation ball type steering system has been widely used in various cars as of its characteristics.This paper designs the circulating ball type steering gear and steering parts strength and stiffness for the checking, but also to determine steering system computational load, at the same time to the other main parts of steering system structure design, also in the design of steering mechanism is analyzed and studied. Implements the redirector simple and compact structure, short axial dimensions, and the advantage of less parts number and can increase power, so as to realize the vehicle steering stability and sensitivity. Finally by using the 3 d design software to design 3 d model of structure, through the design and build 3 d model, further verify the rationality of the design structure.Key words: Steering gear; Steering system; Mechanical steering; Circulating ball type; The hydraulic power目录1 绪论 (1)1.1转向系统的使用背景 (1)1.2转向系统的研究意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4主要研究工作 (3)2 转向系统工作原理及其特点 (5)2.1转向系统概述 (5)2.2转向系统特点 (7)3 转向系统主要性能参数 (9)3.1转向系统的效率 (9)3.2传动比的变化特性 (11)3.3转向系统传动副的传动间隙△t (13)3.4转向系统计算载荷的确定 (13)4 转向系统的尺寸参数计算 (15)4.1主要尺寸参数的选择 (15)4.2变厚齿扇 (20)4.3转向系统零件强度计算 (25)4.4转向系统的润滑方转向和密封类型的选择 (27)5 转向传动机构设计 (28)5.1转向传动机构原理 (28)5.2转向梯形的布置 (29)5.3转向梯形机构尺寸的初步确定 (29)5.4梯形校核 (29)5.5转向传送机构的臂、杆与球销 (30)5.6转向横拉杆及其端部 (31)5.7杆件设计结果 (32)6 转向系统的其它部分 (33)6.1万向传动装置 (33)6.2传动轴与中间支承 (35)6.3动力转向机构设计 (35)6.4汽车转向系统的日常维护 (37)7 转向系统三维造型 (39)7.1 solidworks简介 (39)7.2转向系统的三维装配设计 (39)8 结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)毕业设计（论文）知识产权声明............................................ 错误！未定义书签。
多轴专用汽车转向传动机构的设计1 前言大型专用汽车的转向轴多在二轴以上，有的甚至多达五轴，其转向性能的好坏直接影响车辆行驶的灵活性、操纵稳定性、经济性和轮胎的使用寿命，而且车轴越多，转向对车辆行驶影响越大。
作为转向系统的转向梯形机构，文献运用参数方程对转向梯形机构进行了建模和分析、研究，但对转向传动机构分析和计算的几何法就十分不便，特别是结构复杂的独立悬架的传动机构计算更为不便。
本文运用参数方程法，对转向传动机构的各点用坐标参数来表示，建立参数方程求解、分析，提出了一种可运用于多轴转向的传动机构优化设计的计算方法，达到各轴转向协调的目的，提高车辆行驶的灵活性、操纵稳定性和经济性。
2 转向时各转向桥的理想转角关系图1为某前双桥转向底盘转向时各转向轴内外转向轮的理想转角关系，由于不研究转向梯形机构，只讨论转向传递关系，所以只分析内侧的车轮的转角关系。
3 一桥传动机构传动模型多轴转向汽车一般通过连杆机构来保证同一侧车轮在转向时绕同一瞬心作圆周运动。
下面以常用的连杆机构中第一轴摇臂的摆角与车轮转向臂转角的对应为例，说明连杆机构的运动关系（如图2）。
图2中：A1为车轮转向节臂初始位置；Al′为车轮转动角a1转向节臂位置；B1为一桥传动摇臂初始位置；B1′为车轮转动a1′角一桥传动摇臂位置。
4 一桥梯形机构传动模型根据文献的梯形机构的建模方式，将梯形机构简化为平面机构，则一桥梯形机构得一桥外轮转角a1′与一桥内轮转角a1之间关系（如图3）。
图3中：A1为内轮转向节臂初始位置；A1′为内轮转动a1角转向节臂位置；El为外轮转向节臂初始位置；E1′为外轮转动a1′角一桥传动摇臂位置。
一桥至二桥之间的传动模型7 设计优化由（4）、（6）、（8）、（9）、（10）式可计算出一桥车轮内、外轮的每一转角与二桥车轮内、外轮的每一转角的对应数据，将该数据与由（2）式计算出的理论转角数据进行比较。
考虑到轮胎侧偏角，理论与实际转角差可由轮胎产生侧偏角来弥补。
3设计)奔〔技朮交.Technical Communication多轴军用越野汽车电控液压多轮转向系统陈利东（陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200）摘要：为解决传统液压转向系统转向半径过大、通过性差的问题，本文以5轴军用越野汽车为例，提出一种基于PLC控制的电控液压多轮转向系统。
该系统具备前组和多组两种工作模式，同时兼具故障诊断与处理、人机交互、零位标定等功能。
该系统减小了车辆的转弯半径、改善了车辆的通过性，最大程度提升了系统的控制度和响度，改善了人机交互体验，满足了车辆在不同的使用需求。
关键词：PLC控制；多轮转向系统；电控液压；零位标定；通过性中图分类号：6463.6文献标志码：A文章编号：1003-8639(2021)05-0044-03Electronically Controlled Hydraulic Multi-wheel Steering System of Multi-axle Military VehicleCHEN Li-dong(Shaanxi Heavy Duty Automobile Co.,Ltd.,Xi'an710200,China)Abstract：In order to solve the problem of excessive steering radius and poor passability of the traditional hydraulic system,this paper takes a five-axle vehicle as an example and proposes an electronically controlled hydraulic multi-wheel streeling system based on PLC control.The system has two working mode,including front mode and multiple mode,and also has functions as fault diagnosis、human-computer interaction,and zero calibration.The system reduces the steering radius of the vehicle,improves vehiclepassability,promotes the control accuracy and response speed of the system extremely,improves the human-computer interaction experience,and meets the needs of the vehicle in different areas.Key words：PLC controlling；multi-wheel steering system；electric hydraulic；zero calibration；passability陈利东，从事汽车电器设计方面的工作，涉及电控液压技术/汽车电子/汽车测试等：阀、成于液压的感器（1/4/5桥均有）、转向模式、制、故障、转向V 以成了转向和故障诊的V1。
汽车设计课程设计说明书题目：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.操纵轻便，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) 保证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，同时操作轻便;(2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑;(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，并应使汽车保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，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员.2.2转向操纵机构转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。
有时为了布置方便，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安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。
采用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。
目录目录1绪论 (1)1.1重载车辆的发展概况 (1)1.2转向技术发展概况 (2)1.3连杆机构概述 (5)1.4本论文的主要研究内容和研究意义 (6)1.4.1本论文的主要研究内容 (6)1.4.2本论文的研究意义 (6)1.5本章小结 (7)2 Watt-Ⅱ型转向机构设计的理论基础 (9)2.1重载车辆转向系统概述 (9)2.2理想转向原理 (9)2.3平面连杆机构综合的基本问题 (11)2.4刚体位移矩阵 (12)2.5精确点的选取 (14)2.6本章小结 (15)3 Watt-Ⅱ型转向机构的设计 (17)3.1中心臂转向机构的转向原理 (17)3.2最小转弯半径 (17)3.3转向机构数学模型的建立 (18)3.4六杆机构的尺寸综合 (20)3.5 Matlab求解机构尺寸 (21)3.5.1 Matlab简介 (21)3.5.2 Matlab求解 (23)3.6本章小结 (24)4 Watt-Ⅱ型转向机构的建模与仿真分析 (25)4.1Watt-Ⅱ型转向机构的建模 (25)4.2虚拟样机技术 (25)4.3 ADAMS简介 (28)4.4基于ADAMS的Watt-Ⅱ型转向机构仿真分析 (29)4.4.1ADAMS中虚拟样机模型的建立 (29)4.4.2Watt-Ⅱ型转向机构模型仿真 (30)4.5Watt-Ⅱ型转向机构误差分析 (35)Ⅰ目录4.5.1误差分析 (35)4.5.2转向机构误差分析 (36)4.6本章小结 (45)5 Watt-Ⅱ型转向机构车辆运动轨迹仿真 (47)5.1Vrep简介 (47)5.1.1Vrep软件介绍 (47)5.1.2Vrep用户界面 (48)5.2Watt-Ⅱ型转向机构Vrep建模 (49)5.3运动轨迹仿真 (50)5.4本章小结 (55)6 总结与展望 (57)6.1全文总结 (57)6.2展望 (57)致谢 (59)参考文献 (61)攻读学位期间主要研究成果 (65)绪论1绪论1.1重载车辆的发展概况改革开放40周年以来，我国国内基础设施不断发展和完善，截止2018年底，我国的高速公路总里程已经超过14万公里，已经连续七年位居世界第一；公路总里程五年增长约53.4万公里。
多轴车辆后桥转向技术综述及展望
许依凡;袁庆浩;杨柳佳;赵文涛;王旭光;徐江;张伟
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】回顾了应用于多轴车辆后桥转向技术的概念与技术。
随着工业的迅速发展,大马力、高承载能力的车辆得到更多的应用,由此引发较多的转向问题,以多轴车辆需求为切入点开展研究,其行驶工况复杂,要求有足够动力的同时也要求有更好的操纵灵活性和操纵稳定性。
目前后桥转向技术有机械式、全液压式、电控电动式以及电控液压式等,较先进且应用较广的为电控液压式。
电控液压式后桥转向系统共有3种类型:一是通过电磁阀来控制液压缸,二是利用普通电机-变量马达控制液压缸,三是伺服电机-定量马达控制液压缸。
研究讨论了这些不同类型的转向系统,详细描述各种类型的优点、缺点,并探讨了未来后桥转向系统的发展趋势。
通过对后桥转向系统的研究,为提高多轴车辆转向性能的优化、实现网-机-电-液一体化的发展提供科研思路,为将来实现车辆转向智能化、精准化打下坚定的基础。
【总页数】6页(P64-68)
【作者】许依凡;袁庆浩;杨柳佳;赵文涛;王旭光;徐江;张伟
【作者单位】山东建筑大学机电工程学院;山东新华医疗器械股份有限公司;中国重型汽车集团汽车研究院
【正文语种】中文
【中图分类】U463.4
【相关文献】
1.基于虚拟样机技术的多轴转向车辆建模与仿真分析
2.重型特种车辆多轴转向技术的优化设计
3.多轴分布式电驱动车辆后桥差动转向控制策略研究
4.城轨车辆单轴转向架关键技术综述
5.后桥主动转向在多轴车辆中的应用
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中国一汽集团柳州特种汽车厂（广西柳州545006）李勇摘要：介绍了多轴汽车转向设计。
在分析该机构动作条件的基础上提出了它的安装与调节的要点，以解决这方面存在的困难。
关键词：多轴汽车转向系统设计安装要点近两年来，随着公路法规的完善，特别是公路法规已经规定商用车辆要按照轴数的多少来作为商用车辆养路费的征收标准之后，多轴汽车的市场需求量便越来越大，我厂也紧跟市场的脚步，自主研究开发了多个品种的多轴汽车，但是多轴汽车的多个转向轴因为转向的同步和协调等问题造成了很多多轴车型在转向时往往容易出现第二或者第三轴的轮胎出现异常磨损的问题，本文主要从多轴汽车的工作原理和尺寸关系要求入手，提出多轴汽车转向的设计与安装的要点。
1多轴汽车转向系的结构及工作原理图1所示转向系由转向盘、动力转向器、转向传动机构组成，转向系的工作原理是：当驾驶员转动转向盘时，转向器把这个动作传到转向臂，然后再通过第一转向纵拉杆带动前轮偏转，同时转向臂也通过第一过渡转向纵拉杆把动作传到第二转向臂，在转向助力油缸的协助下，第二转向臂通过第二转向纵拉杆带动第二轴的车轮偏转，从而实现了两个前轴一起转向。
而多轴汽车在转向时最重要的是所有的转向轴都必须同时转向，而且各轴的转角还必须是按一定的比例，从而使各轴的车轮都处于纯滚动或者只有极小的滑移，才能避免轮胎的异常磨损现象，减少轮胎磨损。
图1双前桥汽车转向系的结构2多轴汽车转向时各转向轮理想的转角关系图2双前桥汽车转向时各转向轴的理想转角关系图2所示是双前桥汽车转向时各转向轴的理想转角关系图，根据阿克曼原理，同一转向轴的内、外转角关系为：cot(N1)-cot(M1)=B/L1（1）不同转向轴的同一侧车轮的转角关系应满足：L1cot(N1)=L2cot(N2)（2）L1cot(M1)=L2cot(M2)（3）式中：N1、N2-汽车第一、二轴外侧轮转角；M1、M2-汽车第一、二轴内侧轮转角；L1、L2-汽车第一、二轴到转向中心线的距离；由（1）、（2）、（3）式便可得到：同一转向轴的内、外转角的函数关系及同侧车轮转角的函数关系。
重型载货汽车转向器设计摘要汽车转向系统分为机械式转向系统和动力力式式转向系。
其中动力式的是在机械转向器基础上发展的。
动力转向系统是一套兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系统。
在正常情况下，汽车转向所需的能量只有一小部分由驾驶员提供，而大部分能量由发动机通过转向加力装置提供。
但在转向加力装置失效时，一般还应当能由驾驶员独立承担汽车转向任务。
本文阐述了针对重型载货汽车转向器方案的确定，转向传动机构，转向操纵机构的选择，转向器的设计，转向器壳体设计，在给定前轴满载轴载质量、最高车速、轮胎规格、最小转弯半径等条件下，着重对整体循环球转向器的齿扇轴，转向螺杆，滑阀式常流液压助力转向助力系统的结构设计计算。
关键词：重型货车；整体转向器；传动机构；操纵机构；结构设计ABSTRACTAutomotive steering system is divided into the mechanical steering system and power steering system for automobile steering force. The dynamic type is based on the development of mechanical steering gear. Power steering system is a set of compatible driver physical and engine power steering system for energy. Under normal circumstances, the automobile steering required only a small fraction of the energy provided by the driver, and most of the energy from the engine through the steering device. But in the steering device failure, the general should also can by the driver steering task independently.This paper expounds the heavy truck steering determiner scheme, steering gear, steering mechanism selection, the design of steering device casing design, steering, front axle load in agiven quality of axial load, the maximum speed, tire specifications, minimum turning radius under the same conditions, the whole recirculating ball steering sector shaft, steering screw, valve type constant flow hydraulic power steering system structure design and calculation of powerKey words:Heavy goods vehicles; The steering gear; Transmission mechanism; Operating mechanism; Structural design第1章绪论1.1 概述汽车在行驶过程中，为了适应各种道路情况和行驶条件，经常需要改变行驶方向或修正行驶方向，如转向、超车和避让等。
