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第1章绪论转向系概述转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。
机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。
有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。
采用动力转向的汽车，还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。
对转向系提出的要求有：1）汽车转弯行驶时，理想情况下全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。
否则会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性；2）汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶；3）汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有摆动；4）转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小；5）保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力；6）操纵轻便；7）转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小；8）转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构；9）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置；10）进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。
汽车转向系统的现状及发展趋势作为汽车的一个重要组成部分, 汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成,如何设计汽车的转向特性, 使汽车具有良好的操纵性能, 始终是各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。
特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天, 针对更多不同水平的驾驶人群, 汽车的操纵设计显得尤为重要。
汽车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统3 个基本发展阶段。
纯机械式转向系统机械式的转向系统, 由于采用纯粹的机械解决方案, 为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘, 这样一来, 占用驾驶室的空间很大, 整个机构显得比较笨拙, 驾驶员负担较重, 特别是重型汽车由于转向阻力较大,单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向, 这就大大限制了其使用范围。
货车转向桥设计摘要随着汽车行业的开展随着汽车行业的开展，作为汽车的关键零部件的转向桥也得到了相应的开展，根本以形成了专业化、系列化生产的局面。
而且随着生产水平的开展，汽车的行驶速度不断提高，人们对汽车的性能要求也越来越高，如何保证既要具有较高的行驶速度又要具有良好的转向性能，就成了必须要解决的问题。
本次设计为载重汽车的转向桥，此桥需要适应在不同的路况，不同的速度下使汽车保持稳定的行驶，并且使货车转向桥具有良好的稳定性和灵敏性。
文中介绍了转向桥的概念，用途，总体布局，通过对前轴、转向节、转向梯形、主销等零件的尺寸和结构的设计，选择适宜的材料，并对其进展强度的校核，以保证所本次设计的转向桥符合汽车道路行驶要求。
关键词：转向桥；前梁；主销；定位参数The Design of Steering Axle TruckAbstractWith the development of the automotive industry, as a key component of the steering axle car has also been a corresponding development, basic to the formation of a specialized, series production of the situation. And with the development of the production level, the travel speed car continues to improve, people on the car's performance requirements are also increasing, how to ensure that it is necessary to have a higher travel speed and also has good steering performance, it becomes necessary to solve the problem.The design for the truck's steering axle, this bridge needs to adapt to different road conditions, different speeds making the car stable under travel, and the steering axle truck has good stability and sensitivity. This paper introduces the concept of steering axle, use, overall layout, through the front axle, steering knuckles, steering the size and structure of the trapezoid, kingpin and other parts of the design, selection of suitable materials, and its strength and the order ensure that the design of the steering axle in line with the requirements of automobile roads. Key words:initial velocity method; gas emission rate; mine panel目录摘要1Abstract1第一章绪论11.1汽车转向桥的概述11.2转向桥的研究意义11.3转向桥的开展背景2221.4转向桥的分类与根本结构31.5典型车型前桥总成结构3第二章转向桥的零件分析52.1前梁52.2转向节62.3转向梯形6672.4主销92.5转向节臂92.6轮毂组合92.7轴承101010102.8转向拉杆总成101111112.9前轮摆振的机理111112第三章转向桥的设计计算123.1转向从东桥的主要零件尺寸确实定1212133.2转向从动桥主要零件的校核1313171921第四章转向梯形的设计234.1转向梯形的理论特性234.2转向梯形的布置244.3转向梯形机构尺寸的初步确定244.4转向梯形设计中应说明的几个问题254.5阿克曼式转向角254.6球头销25第五章转向车轮的定位265.1主销后倾角265.2主销倾角275.3前轮外倾角275.4前轮前束275.5拆卸、安装与调整28282828第六章转向桥实验296.1整车道路试验与使用实验296.2台架实验306.3静扭转强度试验30总结31参考文献32致 33第一章绪论随着高速公路的迅速开展和车速的提高以与车流密度的日益增大，人们对行车平安也更加的重视，因此对车桥的设计也提出了更高的要求。
转向桥引言：转向桥是一种广泛应用于卡车、拖拉机和其他大型运输工具的重要机械装置。
它的主要功能是将驱动轴的动力传递到车轮上，并通过转向系统实现车辆的转向。
在交通运输行业发展中，转向桥的设计和技术不断改进和创新，以提高车辆的操控性和稳定性。
本文将介绍转向桥的工作原理、结构设计、常见故障及维护保养等方面的内容。
一、工作原理转向桥的工作原理主要依靠齿轮传动和差速器的作用。
当发动机产生动力时，动力通过传动系统传递到驱动轴上的齿轮。
齿轮组通过差速器将动力传递给车轮，同时允许车轮在转弯时有不同的转速。
这样可以有效地满足车辆在转弯时内外侧车轮的不同行驶速度需求，保证转向的平稳性和可靠性。
二、结构设计转向桥的结构设计主要包括驱动轴、齿轮组和差速器等几个关键部件。
驱动轴由轴管、万向节和承载架组成，用于将动力传递给齿轮组。
齿轮组通常由主减速齿轮、行星齿轮和次减速齿轮等组成，根据车辆的需求可以选择不同的齿轮比例。
差速器是转向桥的核心部件，它具有分配驱动力的功能，使得内外侧车轮在不同转速下运行。
三、常见故障及维护保养1. 轮胎磨损：由于转向桥传递的力量较大，车轮经常承受着较大的摩擦和冲击，因此轮胎的磨损是常见的故障之一。
为了保持转向桥的正常工作和延长轮胎寿命，应定期检查轮胎磨损情况并及时更换磨损严重的轮胎。
2. 润滑油漏损：转向桥内部需要润滑油来保证各部件的正常运转。
如果润滑油漏损，会导致摩擦增大、零部件磨损加剧，从而影响转向桥的工作效果。
因此，定期检查和更换润滑油是维护转向桥的重要措施之一。
3. 齿轮断裂：转向桥的齿轮受到极大的力和扭矩作用，长时间使用后容易发生断裂或疲劳等故障。
定期检查齿轮的状态，及时更换磨损较多的齿轮，以确保转向桥的安全和可靠性。
4. 差速器故障：差速器是转向桥的核心部件之一，如果差速器故障会影响车辆的转向性能和行驶稳定性。
定期检查差速器的工作状态，确保其正常运行，并及时修理或更换故障部件。
5. 清洁保养：定期清洁转向桥及其周围的杂物和灰尘，保持良好的通风和散热，以防止零部件因过热而损坏。
摘要我国汽车的转向桥一直是该行业见研究人员不停探索和研究的重要方向之一。
本设计主要针对轻型货车转向桥的进行设计，通过合理的计算，结构设计，而使汽车转向桥具有较好的转向灵敏性。
本设计介绍了转向桥的概念和原理，总体布局，主要通过对机械设计的学习、了解和掌握，来设计转向桥的各个组成零件，使其具有精确的尺寸和结构，最后通过合理的结构安排，组装成货车转向桥。
设计后的转向桥具有结构紧凑、重量轻、转向灵敏的特点，制造容易。
广泛用于微、轻型载货汽车。
其结构简单，价格低廉，充分体现的轻型货车转向桥的特点。
其转向桥的计算和结构布局，也为其他货车转向桥提供了设计方法和思路。
关键词：转向桥；计算；结构AbstractIn our country design of automobile's steering axle has always been one of the most important areas in which a lot of researches have been made. Our design mainly focus on the design of van's steering axle, with reasonable computation and structure design, we achieved good agility of automobile's steering axle.This design introduced steering axle's concept and principles, general planning, from the study and grasp of mechanism design, we design steering axle's components with accolade size and structure, through reasonable structure deployment, we can compose the van's steering axle.The steering axle we designed has many characteristics such as good compaction in structure, light weight, good agility and also it is easy to produce. it can be widely used in minimize、light truck. Its simple structure and low price fully embodies the features of van's steering axle. V an steering axle's computation and structure deployment also provide a good design method for other van's steering axle.Key words:steering axle ;account ;structure目录前言 (1)1 转向桥 (2)1.1转向桥的定义 (2)1.2转向桥的安装形式 (2)2 转向桥的结构 (3)2.1组成转向桥的组成部分 (3)2.2组成转向桥的结构及其影响因素 (5)3 转向桥的设计计算 (8)3.1 转向桥主要零件尺寸的确定 (8)3.2 非断开式转向从动桥前梁应力计算 (10)3.2.1 在制动情况下的前梁应力计算 (10)3.2.2 在最大侧向力（侧滑）工况下的前梁应力计算 (11)3.3 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算 (12)3.3.1 工况下的转向节应力计算 (13)3.3.2 在汽车侧滑工况下的转向节应力计算 (14)3.4 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (14)3.4.1 在汽车制动工况下的计算 (14)3.4.2 在汽车侧滑工况下的计算 (15)3.5 推力轴承和止推垫片的计算 (17)3.5.1 推力轴承计算 (17)3.5.2 转向节止推垫片的计算 (18)4 转向桥定位参数 (19)4.1 主销后倾角 (19)4.2 主销内倾角 (20)4.3 车轮外倾角 (21)4.4 车轮前束 (21)5 转向桥实验 (23)5.1 车道路实验、使用实验及整车室内台架试验 (23)5.2 转向桥在扭力机上进行静扭转强度实验 (24)6 结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录A译文 (28)附录B外文文献 (34)附录：前言我国作为一个发展中国家，汽车使用越来越多，而当前由于设计方案所限，不能精确地选择零部件的尺寸和结构，造成有的地方强度不够，而有的地方强度又过剩，严重地影响了产品的开发和设计，造成直接经济损失。
毕业设计（论文）设计(论文)题目：货车转向系设计学生姓名：王强指导教师：诸鑫瑞二级学院：机电工程学院专业：车辆工程班级： M12车辆工程学号： ********** 提交日期：2014年05月8日答辩日期：2014年05月14日目录摘要.......................................................... I II ABSTRACT ........................................................ I V 1 前言.. (1)1.1转向系的作用 (1)1.2转向系研究的意义与发展趋势 (1)2 汽车转向系统总述 (2)2.1转向系的组成及各组成部件的功用 (2)2.1.1转向器 (2)2.1.2 转向操纵机构 (2)2.1.3 转向传动机构 (3)2.2转向器的分类 (3)2.2.1 齿轮齿条转向器 (3)2.2.2 循环球式转向器 (5)2.2.3 蜗杆曲柄指销式转向器 (5)2.3转向系统设计要求 (6)2.3.1设计要求 (6)3 转向系主要性能参数 (7)3.1转向器的效率 (7)3.1.1 转向器的正效率 (7)3.1.2 转向器的逆效率 (8)3.2传动比的变化特性 (8)3.2.1转向系传动比 (8)3.2.2力传动比与转向系角传动比的关系 (9)3.2.3转向系的角传动比 (10)3.2.4转向器角传动比及其变化规律 (10)3.3转向器传动副的传动间隙 (10)4轻型货车转向器设计 (12)4.1转向器的方案分析 (12)4.1.1齿轮齿条式转向器 (12)4.1.2其他转向器 (14)4.1.3齿轮齿条式转向器工作原理及布置、结构形式的选择 (14)4.2转向器设计与计算 (15)4.2.1初选设计数据 (15)4.2.2 转向轮侧偏角计算 (16)4.2.3转向器参数选取 (16)4.2.4选择齿轮齿条材料 (16)4.2.5强度校核 (17)4.2.6齿轮齿条的基本参数如下表所示: (18)5转向梯形机构 (20)5.1转向梯形结构方案分析 (20)5.1.1整体式转向梯形 (20)5.1.2断开式转向梯形 (20)5.2转向梯形优化设计 (22)6 三维建模 (25)6.1P RO/E介绍及主要特性 (25)6.2三维零件图及组装图 (26)总结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)货车转向系设计摘要转向系是汽车的重要组成之一,汽车转向系的功用是能够保证汽车能够按照驾驶员的意志而进行转向行驶，对安全性要求很高。
5.6吨的中型载货汽车的后桥毕业设计前言随着我国国民经济日新月异的高速发展，交通运输业已成为社会发展不可或缺的重要推动力。
我国近几年各种公路尤其是高速公路发展迅速，使得货车得到更加广泛的应用。
货车运输不仅运输量大，而且成本低，机动灵活，比之其他运输方式有着可比拟的优势。
货车按照载重量可分为重型货车、中型货车和轻型货车。
在我国，伴随着公路承载能力的提高和长途运输需求量的不断增加，发展载货汽车已成为一种必然的趋势。
20世纪70年代以来，由于对运输需求的增加和公路承载能力的提高，各国都在放宽对于轴重和车辆总重的限制，因而大吨位载货汽车不断增加。
所以载货汽车作为运输车辆，在我国现代化建设和世界各国发展中做出很大的贡献！我此次设计的是总重量为11吨、载重量为5.6吨的中型载货汽车的后桥（驱动桥）。
采用非断开驱动桥，整体式桥壳，全浮式半轴。
采用非断开驱动桥，能够提高汽车行驶平顺性和通过性；采用整体式桥壳壳获得角度的强度和刚度；采用全浮式半轴，半轴只承受扭矩不承受弯矩，工作条件改善，寿命得到提高。
由于本人的能力有限，专业知识也不够扎实，在设计中还存在诸多不足和缺陷，真诚希望老师批评指正。
第一章驱动桥总体设计§1．1驱动桥概述驱动桥位于传动系的末端，由主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳等组成，转向驱动桥还有等速万向节。
其基本功用是：1将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器，差速器，半轴等传到驱动车轮，实现降速、增扭；2通过主减速器改变转矩的传递方向；3通过差速器实现两侧车轮的差速作用，将转矩合理地分配给左右车轮；4 承受各种力、力矩等。
驱动桥的类型有断开式和整体式两种：整体式驱动桥：整个驱动桥通过弹性悬架与车架连接，由于半轴套管与主减速器是刚性连接为一体的，所以两侧的半轴和驱动桥不可能在横向平面内作相对运动，故称为非断开式驱动桥，又名整体式驱动桥。
断开式驱动桥：其结构特点是没有连接左右车轮的刚性整体外壳或梁，主减速器速、差速器及其壳体安装在车架或车身上，通过万向传动装置驱动车轮。
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。
河南科技大学毕业设计（论文）题目＿重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）摘要汽车的转向就是驾驶员按照自己的意志使行驶中的汽车行驶方向改变。
使汽车行驶方向恢复或者改变的一套专用机构，即所谓的汽车转向系统。
接下来我们来讨论重型自卸车转向系及前桥设计。
本次设计采用的是整体式转向机构，与非独立悬架相匹配。
首先通过发动机型号选择相应车型，再查找转向系结构及计算公式的相关书籍，根据已选车型，找出相关的基本数据，运用机构运动、汽车设计的知识，对转向系进行参数设计，再选用相关的转向机构，对轴、齿轮等进行强度校核，最后用汽车专用软件CAD 进行图纸设计。
由于这次是重型自卸，那么在转向时，就要有转向助力缸，帮助司机转弯。
在参考往年的资料的基础上，先选用液压式的助力缸。
前桥转向轮，一边靠转向直拉杆、转向节臂，另一边靠助力缸助力，把力平分到车轮上，这样液压助力缸可以做的小一点。
转向梯形就是由前桥、左右转向节臂、转向横拉杆组成的梯形。
其作用就是保证转向时左右车轮按一定的比例转过一个角度。
本次设计采用整体式转向梯形，参考往年毕业设计及同类汽车设计经验初选转向梯形的尺寸。
用内轮最大实际偏转角减去外轮理想最大偏转角，得出的差值进行检验，检验是否符合计算要求，从而进行设计。
在吸收、参考各类重型汽车转向系，在此基础上略作改进。
为重型自卸汽车转向系提供了一种思路。
关键词：转向系，转向梯形，转向器，转向助力缸THE DESIGN OF HEAVY DUMP (THE DESIGN OF STEERING SYSTEM AND RRONT AXLE) ABSTRACTThe steering of the car is the driver in accordance with their own will make t he driving direction change. A set of special mechanisms that enable the vehicle to move in or out of a vehicle's steering system. Next, we discuss the design of the st eering system and the front axle of heavy dump truck.This design uses the integral steering mechanism, and the non independent susp ension. First through the engine model to select the appropriate models, then find t he books related to the steering system structure and calculation formula, according to the selected models, find out the related basic data, using the knowledge of mec hanism motion, car design, design the parameters of the steering system, and the rel ated to institutions, to check the strength of shaft, gear and so on. The final desi gn drawings with the special software of automobile CAD.This paper introduces the application of the recirculating ball rack and pinio n steering device in the design of the steering gear. Recirculating ball type steeri ng gear rack with two level gear transmission pair in the first stage, in order to r educe the friction between the steering and steering screw nut, the rolling friction; in the second stage transmission pair, to adjust the meshing clearance and the gear rack. Wherein, the steering nut follower is a first stage transmission pair, and th e driving part is in the second stage transmission pair.The steering trapezium is composed of front axle, left and right steering knuc kle arm and steering tie rod. Its role is to ensure that the steering wheel left and right wheels in a certain proportion of an angle. The design of the whole steering ladder, reference to previous years of graduation design and similar car design expe rience of the size of the steering trapezium. The maximum deflection angle of the in ner wheel is subtracted from the maximum deflection angle of the outer wheel, and th e difference is tested.In the absorption and reference of all kinds of heavy vehicle steering system, on the basis of improvement. This paper provides an idea for heavy duty truck steer ing system.KEY WORDS: steering system ,steering trapezium, steering gear, steering booster cyli nder目录前言 (1)第一章从动桥结构方案的确定 (2)§1.1从动桥总体方案确定 (2)第二章转向系结构方案的确定 (3)§2.1转向系整体方案的分析 (3)§2.1.1转向器方案的分析 (3)§2.1.2 循环球式转向器结构及工作原理 (4)§2.1.3动力转向系统分类 (4)§2.1.4转向加力装置 (6)§2.1.5转向加力装置的转向控制阀 (8)§2.1.6转向加力装置的结构布置方案 (9)§2.2转向系整体方案的分析 (9)第三章从动桥的设计计算 (11)§3.1从动桥主要零件尺寸的确定 (11)§3.2 从动桥主要零件工作应力的计算 (11)§3.2.1 制动工况下的前梁应力计算 (12)§3.2.2 在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算 (14)§3.3 转向节在制动和侧滑工况下的应力计算 (15)§3.3.1 在制动工况下 (15)§3.3.2 在侧滑况下 (16)§3.4 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 (17)§3.4.1 在制动工况下 (17)§3.4.2 在侧滑工况下 (19)第四章转向系统的设计计算 (20)§4.1 转向系主要性能参数 (20)§4.1.1 转向器的效率 (20)§4.1.2 传动比的变化特性 (20)§4.1.3 给定的主要计算参数 (21)§4.1.4 转向盘回转总圈数n (21)§4.2 转向系计算载荷的确定 (22)§4.3 循环球式转向器的计算 (22)§4.3.1 循环球式转向器主要参数 (22)§4.3.2 螺杆、钢球和螺母传动副 (23)§4.3.3 齿条、齿扇传动副设计 (23)§4.4 循环球式转向器零件强度的校核 (25)§4.4.1 钢球与滚道间的接触应力σ (25)§4.4.2 齿的弯曲应力σ (26)§4.5 液压动力转向机构的计算 (27)§4.5.1 动力转向系统的工作原理 (27)§4.5.2 转向动力缸的工作分析 (27)§4.5 转向梯形机构确定、计算及优化 (30)§4.5.1 转向梯形结构方案分析 (31)§4.5.2 整体式转向梯形机构优化设计 (32)第五章结论 (35)参考文献 (36)致谢 (37)前言自卸车能将汽车用来承载货物或者人的东西按必然的角度来卸货，并靠自身的重量让汽车用来承载货物或者人的东西自动回到原来位置的专用汽车。
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。
前言我国作为一个发展中国家，汽车使用越来越多，而当前由于设计方案所限，不能精确地选择零部件的尺寸和结构，造成有的地方强度不够，而有的地方强度又过剩，严重地影响了产品的开发和设计，造成直接经济损失。
特别对于诸如转向桥等部件,因不能准确确定其失效原因和部位，造成不能从根本上解决其失效问题。
不同类型的货车在我国的市场中占有相当大的比例，他们的性能的好、坏在一定程度上也影响着汽车在市场上的地位。
针对以上问题，本设计选用轻型货车的转向桥作为设计对象，通过合理的计算，结构设计，而达到汽车转向桥具有较好的转向灵敏性。
希望取得一个较好的结果，使轻型货车转向桥提到一个新水平。
1 转向桥本节重点介绍转向桥的定义和安装形式。
1.1 转向桥的定义转向桥是汽车的重要组成部分，转向桥是利用车桥中的转向节使车轮可以偏移一定角度，并承受地面与车架之间的力及力矩，以实现汽车的转向。
1.2 转向桥的安装形式一般载货汽车采用前置发动机后桥驱动的布置形式，故其前桥为转向从动桥。
轿车多采用前置发动机前桥驱动，越野车均为全轮驱动，故他们的前桥既是转向桥也是驱动桥，称为转向驱动桥。
转向桥按与其匹配的悬架结构不用，又可分为非断开式与断开式两种。
与非独立悬架匹配的非断开式的转向桥是一根支承于左、右从动车轮上的刚性整体横梁，当又是转向桥时，其两端经转向主销与转向节相连。
断开式转向桥与独立悬架相匹配。
2 转向桥的结构2.1 转向桥的组成部分各种车型的非断开式转向桥的结构型式基本相同，它主要由前梁（由于汽车前桥为转向桥，因此其横梁常称前梁）、转向节、转向主销、转向梯形臂、转向横拉杆等组成。
1)前梁前梁是非断开式转向从动桥最主要的零件，由中碳钢或中碳合金钢模锻而成。
其两端各有一呈拳形的加粗部分作为安装主销前梁拳部。
为提高其抗弯强度，其较长的中间部分采用工字行断面，并相对两端向下偏移一定距离，以便降低汽车发动机的安装位置，从而降低汽车传动系的安装高度并减小传动轴万向节主、从动轴的夹角；为提高前梁的抗扭强度，两端与拳部相接的部分采用方形断面，而靠近两端使拳部与中间部分相连接的向下弯曲部分，则采用上述两种断面逐渐过度的形状。
中间部分的两侧还要锻造出钢板弹簧支座的加宽支承面。
非断开式转向从动桥的前梁亦可采用组合式结构，即由无缝钢管的中间部分和模锻成型的两端拳形部分组焊而成。
这种组合式前梁适用于批量不大的生产，并可省去大型锻造设备。
2)主销其结构型式有几种，如图2-1所示，其中（a）、（b）两种型式是最常见的结构。
3)转向节多用中碳合金钢断模锻成整体式结构，有些大型汽车的转向节，由于其尺寸过大，也有采用组焊式结构的，即其轮轴部分是经压配并焊上去的。
4)转向节臂、转向梯形臂由中碳钢或中碳合金钢如40、35Cr、40CrNi钢等用模锻加工制成。
多采用沿其长度变化尺寸的椭圆形截面以合理地利用材料和提高其强度和刚度。
5)转向横拉杆应选用刚性好、质量小的20钢，30钢或35钢的无缝钢管制造，其两端的球形铰接作为单独组件，组装好后以组件客体上的螺纹旋到杆的两端端部，使横拉杆的杆长可调，以便用于调节前束。
球形铰接的球销与衬垫均采用低碳合金钢如12CrNi3A,20CrNi,20CrMnTi,工作表面经渗碳淬火，渗碳层深 1.5～3.0mm，表面硬度56～63HRC。
允许采用40或图2-1 主销的结构型式Fig.2-1 The structural shape of king pin(a)圆柱实心型；(b)圆柱空心型；(c)上、下端为直径不等的圆柱、中间为锥体的主销；(d)下部圆柱比上部细的主销45中碳钢制造并经高频淬火处理，球销的过渡圆角处用滚压工艺增强，球形铰接的壳体用35钢或40钢制造。
为了提高球头和衬垫工作表面的耐磨性，可采用等离子或气体等离子金属喷镀工艺；亦可采用耐磨性好的工程塑料制造衬垫。
后者在制造过程中可渗入专门的成分（例如尼龙-二硫化钼），对这类衬垫可免去润滑。
6)转向节推理轴承承受作用于汽车前梁上的重力。
为减小摩擦使转向轻便，可采用滚动轴承，如推力球轴承、推力圆锥滚子轴承等。
也有采用青铜止推垫片的。
7)主销上、下轴承承受较大的径向力，多采用滚动轴承（即压入转向节上、下中的衬套），也有采用滚针轴承的结构。
后者的效率较高，转向阻力小，且可延长使用寿命。
8)轮毅轴承多由两个圆锥滚子轴承组对，这种轴承的支承刚度较大，可承受较大负荷。
轿车因负荷较轻，前轮毅轴承也有采用也有采用一对单列或一个双列向心轴承的，球轴承的效率高，能延长汽车的滑行距离，有的轿车采用一个双列圆锥滚子轴承。
9)左、右轮胎螺栓多数为右旋螺纹，但有些汽车为了防松，左侧用左旋，右侧用右旋。
2.2 转向桥的结构及其影响因素非断开式转向桥主要由前梁、转向节及转向主销组成。
转向节利用主销与前梁铰接并经一对轮毅轴承支承着车轮的轮毅，以达到车轮转向的目的。
在左转向节的上耳处安装着转向梯形臂，后者与转向直拉杆相连；而在左、右转向节的下耳处则装有与转向横拉杆联接的转向梯形臂。
有的将转向节臂与转向梯形臂联成一体并安装在转向节的下耳处以简化结构。
制动底版紧固在转向节的凸缘面上。
转向节的销孔内压入带有润滑槽的青铜衬套以减小磨损。
为使转向轻便，在转向节下耳与前梁拳部之间可装滚子推力轴承，在转向节上耳与前梁拳部之间装有调整垫片以调整其间隙。
带有罗纹的楔形锁销将主销在前梁拳部的孔内，使之不能转动。
为了保持汽车直线行驶的稳定性、转向轻便性及汽车转向后使前轮具有自动回正的性能，转向桥的主销在汽车的纵向和横向平面内部有一定倾角。
在纵向平面内，主销上部向后倾斜一个 角，称为主销后倾角。
在横向平面内主销上部相内倾斜一个β角，称为主销内倾角。
主销后倾使主销轴与路面的交点位于轮胎接地中心之前，该距离称为后倾拖距。
当直线行驶的汽车的转向轮偶然受到外力作用而稍有偏移时，汽车就偏离直线行使而有转向，这时引起的离心力使路面、对车轮作用着一阻碍其侧滑的侧向反力，使车轮产生主销旋转的回正力矩，从而保证了汽车具有较好的直线行使稳定性。
此力矩称为稳定力矩。
稳定力矩也不宜过大，否则在汽车转向时为了克服此稳定力矩需在转向盘施加更大的力，导致转向沉重。
主销后倾角通常在30以内。
现在轿车采用低压宽断面斜交轮胎，具有较大的弹性回转力矩，故主销后倾角就可以减小到接近于零，甚至为负值。
但在采用子午线轮胎时，由于轮胎的拖距较小，则需选用较大的主销后倾角。
主销内倾也是为了保证汽车直线行驶的稳定性并使转向轻便。
主销内倾使主销轴线与路面的交点至车轮中心平面的距离即主销偏移距减小，从而可减小转向时需加在转向盘上的力，使转向轻便，同时也可减小转向轮传到转向盘上的冲击力。
主销内倾使前轮转向是不仅有绕主销的转动，而且伴随有车轮轴及前横梁向上的移动，而当松开转向盘是，所储存的上升位能使转向轮自动回正，保证汽车作直线行使。
主销内倾角一般为50～80；注销偏移距一般为30～40mm。
轻型客车、轻型货车及装有动力转向的汽车可选择较大的主销内倾角及后倾角，以提高其转向车轮的自动回正性能。
但主销内倾角也大，即主销偏移距图2-2转向桥Fig.2-2The steering axle1.转向推力轴承；2转向节；调整垫片；4.主销；5前梁不宜过小，否则在转向过程中车轮绕主销偏移时，随着滚动将伴随着沿路面的滚动，从而增加轮胎与路面的摩擦阻力，使转向变得很沉重。
为了克服因左、右前轮制动力不等而导致汽车制动时跑偏，近年来出现了主销偏移距为负值的汽车。
前轮定位除上述主销后倾角，主销内倾角外，还有车轮外倾角及前束，共四项参数。
车前外倾指转向轮安装时，其轮胎中心平面不是垂直与地面，而是向外倾斜一个角度α，称为车轮外倾角。
此α角约为0.50～1.50,一般α为10左右。
它可以避免汽车重载时车轮产生负外倾即内倾，同时车轮外倾也与拱行路面相适应。
由于车轮外倾角使轮胎接地点内缩。
缩小了主销偏义距，从而使转向轻便并改善了制动力的方向稳定性。
前束的作用是为了消除汽车在行驶中因车轮外倾导致的车轮前端向外张开的不利影响（具有外倾角的车轮在滚动时犹如滚锥，因此当汽车向前行驶时，左、右两前轮的前端会向外张开），为此在车轮安装时，可使汽车两轮的中心平面不平行，且左、右轮前面轮缘间的距离A小于后面轮缘间的距离B，以使前轮在每一瞬间的滚动方向向着正前方。
前束值即（B-A），一般汽车约为3～5mm，可通过改变转向横拉杆的长度来调整。
设定前束的名义值时，应考虑转向梯形中的弹性和间隙等因素。
在汽车设计、制造、装配调整和使用中必须注意防止可能引起的转向车轮的摆振，它是指汽车行驶时转向车轮绕主销不断受迫振动的现象，它将破坏汽车的正常行驶。
转向车轮的摆振有自激振动与受迫振动两种类型。
前者是由于轮胎侧向变形中的迟滞特性的影响，使系统在一个振动周期中路面作用与轮胎的力对系统做正功，即外面对系统输入能量。
如果后者的值大于系统内阻尼消耗的能量，则系统将作增幅振动直至能量达到平衡状态。
这时系统将在某一振幅下持续震动，形成摆振。
其振动频率大致接近系统的固有频率而与车轮转速并不一致。
当车轮向车轮及转向系统受到周期性扰动的激励，例如车轮失衡。
端面跳动，轮胎的几何和机械特性不均匀及运动学上的干涉等，在车轮转动下都会构成周期性的扰动。
在扰动力周期性的持续作用下，便会发生受迫振动。
当扰动的激励频率与系统的固有频率一致时便发生共振。
其特点是转向车轮摆振频率与车轮转速一致，而且一般豆油明显的共振车速，共振范围（3-5km/h）。
通常在告诉行驶时发生的摆振往往都属于受迫振动型。
转向车轮摆振的发生原因及影响因素复杂，既有设计结构的原因和制造方面的因素，如车轮失衡、轮胎的机械特性、胸的刚度与阻尼、转向车轮的定位角以及陀螺效应的强弱等；又有装配调整方面的影响，如前桥转向系统各环节间的间隙（影响系统的刚度）和摩擦（影响阻尼）等。
合理地选择有关参数。
优化他们之间的匹配，精心地制造和调整装配，就能有效的控制前轮摆振的发生。
在设计中提高转向器总成与转向拉杆系统的刚度及悬架的纵向刚度，提高轮胎的侧向刚度，在转向拉杆系中设置横向减振器以增加阻尼等，都是控制前轮摆振的一些有效措施。
3 转向桥的设计计算3.1 转向桥主要零件尺寸的确定转向桥采用工子形断面的前梁，可保证其质量最小而在垂向平面内的刚度大、强度高。
工字形断面尺寸值见图3-1，图中虚线绘出的是其当量断面。
该断面的垂向弯曲截面系数W v 和水平弯曲截面系数Wh可近似取为W v=20a3=20×11.53=3.04×104mm3 (3-1)W h=5.5a3 =5.5×11.5=8.36×103 mm3 (3-2)式中：a——工字形断面的中部尺寸，见图3-1在设计中为了预选前梁在板簧座处的弯曲截面系数W v,可采用经统计取得的经验公式：W v=ml/2200=820×345/2200=128.60 cm3(3-3) 式中：m——作用于该前梁上的簧上质量，kg;l——车轮中线至板簧座中线间的距离，cm;2200——系数，kg·cm-2。
