履带牵引车辆转向机构的设计(有cad图)

转向机构各零件介绍为了要使轮子转向，必需将方向盘的回转运动经由转向机构转换成侧向的运动，用来完成那个转换运动的是一组转向齿轮。

直到最近，仍有采纳「循环滚珠」的方式。

让咱们先看看，其实大体的运行情形是很容易了解的，假设你把它想象成螺帽和螺杆。

将螺杆（方向盘与转轴）向右旋转，螺帽就会往螺杆上方旋转，往右旋转，螺帽就会往螺杆下方旋转，假设咱们在螺帽上装置一个齿槽，在将之与另一档齿轮啮合，如此咱们就能够经由旋转螺杆而使另一档齿轮产生转向的。

就真正的转向齿轮而言，螺杆确实是转向轴，通常称之为蜗杆（worm shaft），在它上面有宽齿槽的螺纹（thread），有一个螺帽穿进那个转向轴，称之为滚珠螺帽（ball nut）。

在滚珠螺帽里面，代替螺纹的是一些钢珠，这些钢珠配置在蜗杆齿槽中，以便转动；之因此会利用钢珠的缘故是，在转动中较少的摩擦阻力。

因为有一个管道引导钢珠一再地回到起始点，因此当钢珠转动倒蜗杆螺纹的止境时，又会循环下去，而没有停止。

当方向盘转动转向轴时，滚珠螺帽就会往上或往下推动。

在滚珠螺帽的外面也设有齿槽，滚珠螺帽的对应机件是扇形齿轮（sector gear）。

而扇形齿轮与滚珠螺帽齿槽啮合，当滚珠螺帽移动时也会驱动扇形齿轮。

连结在扇形齿轮底端的是扇形轴（splined shaft）。

转动方向盘时，会使蜗杆一路转动，如此就又使得滚珠螺帽运转并转动扇形轴。

（splined shaft）。

转动方向盘时，会使蜗杆一路转动，如此就又使得滚珠螺帽运转并转动扇形轴。

假使车子有动力转向配备，那蜗杆就会连结到卷轴阀（spool valve）上，卷轴阀其实确实是一个操纵闸，它将引导动力到滚珠螺帽（动力活塞），这使得动力能集中在一个方向。

转向连杆毕特门臂：毕特门臂是转向机构中第一个能够转动的零件，在转向系统中，毕特门臂螺栓是经受最大压力的接头，因为它必需移动其它所有的转向连杆（steering linkage）。

检查毕特门臂的方式很容易，只要将车子的轮子置于跑台上（在利历时要将转盘固定好），然后将方向盘前后摇动，毕特门臂螺栓、毕特门臂与中央连结应该全都一路移动，就像是同一个装置；假使你发觉毕特门臂在移动，而螺栓没有随着移动（同时且一样运动速度），就要改换毕特门臂，可是要靠近观看螺栓，看看螺栓是不是真的是毕特门臂的一部份？很多零件目录会对毕特门臂标示「无法供给」，这表示只有消耗零件（螺栓）是在中央连杆上而不是在毕特门臂上。

履带拖拉机机械液压双功率流差速转向机构研究与设计作者：莫毅松来源：《农业开发与装备》 2018年第5期摘要：通过对不同履带拖拉机机械液压双功率流差速转向系统的结构、速度特性、动力转向特性分析，提出新型机械液压双功率流差动转向系统结构-各档等半径转向机构，并以常州汉森机械有限公司生产的HM80履带拖拉机转向传动系方案为例，对它的传动设计原则和设计经验进行了总结，为履带式拖拉机的转向系统设计提供一种新的结构。

关键词：履带拖拉机；转向机构；等半径转向0 引言目前现有履带行走机构的转向机构大致分为三种结构。

1）机械式：如国产老款东方红履带拖拉机分离制动使两侧驱动轮获得不同的驱动扭矩达到转向的目的。

2）液力传动式：如履带式挖掘机、履带式装载机采用变量泵提供液压动力驱动履带，通过改变向两侧马达提供不同的流量，使两侧履带获得不同的速度实现方向上的偏转，达到转向的目的。

低速传动，传动效率低。

3）机械液压合流式：如新款洛阳东方红履带拖拉机、湖南农夫履带拖拉机、日本洋马拖拉机、以及国际上主流的新式坦克。

这种机构采用机械与液压双功率流差速转向技术。

这种技术来源于德国坦克的传动技术，1936年由欧洲一家公司研制成功SOMUA转向机，这项技术它在用不同的挡位工作时，会产生不同的转向效果。

每一个挡位都有一个规定转向半径，同时低挡实现的转向半径小，而高挡时实现的转向半径大，这与我们常规操作有些不同，即当方向盘偏转到一定的角度时转向半径是确定的。

图1 单功率流传动示意图图2 双功率流传动示意图1 新型机械液压双功率流差速转向机构研究内容对双功率流转向机构的理论及特性分析，导出特性关系式，分析行星排特性参数对传动性能的影响，为设计新型双功率流转向机构传动装置提供依据。

设计一种可以在不同的挡位工作时，会产生相同的转向效果-即转向半径仅与方向盘偏转角度有关，与其他结构参数无关的双合流转向机构，更适合一般的操作习惯。

2 结构分析这种方案中泵的传动在变速箱后（见图3），泵的排量随档位变化，设从变速箱输出端到泵的传动比为ibq基于以上的分析：图3 结构示意图图4 液压系统图速度特性：平均速度：v5L=2πrnf/（imibiz（1+k））+kEnf/（ibiqibq）（1+k）v5R=（2πrnf/ibimiz（1+k）-kEnf/（ibiqibq）（1+k）两条履带的平均速度V4PV5P=（vL+vR）/2=2πrnf/imibiz（1+k）左右履带差ΔV5ΔV5=v5L-vR=4πrnfEk/ibiqimibq（1+k）R5=B（vL+vR）/2（vL-vR）设R5为转弯半径R5=Biqibq/2kEiz动力从马达行星排传递路线没有变，因而动力特性如果忽略到马达的传递效率也一样，但比效率不能忽略，因为发动机经变速箱后转速降低了，特别是最低档在怠速工作时，传递到泵的转速非常低，会对泵的效率产生影响，这个方案需要对泵的最高转速和最低转速进行校对。

履带车辆的转向理论一、双履带车辆的转向理论对于双履带式车辆各种转向机构就基本原理来说是相同的，都是依靠改变两侧驱动轮上的驱动力，使其达到不同时速来实现转向的。

（一）双履带式车辆转向运动学履带车辆不带负荷，在水平地段上绕转向轴线O 作稳定转向的简图，如图7—12所示.从转向轴线O 到车辆纵向对称平面的距离R ，称为履带式车辆的转向半径.以T O 代表轴线O 在车辆纵向对称平面上的投影，T O 的运动速度v '代表车辆转向时的平均速度。

则车辆的转向角速度Z ω为：图7－12 履带式车辆转向运动简图R v Z '=ω （7-37)转向时，机体上任一点都绕转向轴线O 作回转,其速度为该点到轴线O 的距离和角速度Z ω的乘积.所以慢、快速侧履带的速度1v '和2v '分别为:Z Z Z Z B v B R v B v B R v ωωωω5.0)5.0(5.0)5.0(21+'=+='-'=-=' （7-38）式中：B —履带车辆的轨距。

根据相对运动原理，可以将机体上任一点的运动分解成两种运动的合成：（1)牵连运动,;（2）相对运动.由上可得：B R B R v v 5.05.021+-=''(二)双履带式车辆转向动力学 1、牵引平衡和力矩平衡图7-13给出了带有牵引负荷的履带式车辆，在水平地段上以转向半径R 作低速稳定转向时的受力情况（离心力可略去不计)。

转向行驶时的牵引平衡可作两点假设：(1) 在相同地面条件下，转向行驶阻力等于直线行驶阻 力，且两侧履带行驶阻力相等，即：ff f F F F 5.021='='（2)在相同的地面条件和负荷情况下,γcos x F 相当于直 线行驶的有效牵引力KP F ，即：图7－13 转向时作用在履带车辆上的外力γcos x KP F F =所以回转行驶的牵引平衡关系为：K KP f K Kx f f K KF F F F F F F F F F =+='+'+'+'='+'212121cos γ （7-39)设履带车辆回转行驶时，地面对车辆作用的阻力矩为μM ，在负荷xF 作用下总的转向阻力矩为:γμsin x T C F a M M += (7—40）式中：T a —牵引点到轴线21O O 的水平距离。

- 110 -履带车辆静液压双流驱动转向操纵机构的设计付田志，李文哲，吴志清，孙 勇（东北农业大学 工程学院，哈尔滨 150030）摘 要：依据液压双流驱动履带车辆的工作原理，设计了一套与传动变速箱匹配的、能够采用方向盘控制的操纵控制机构，然后在CATIA 平台上对机构进行三维实体建模，并在三维模型上对该机构进行运动模拟仿真。

运动模拟仿真结果表明，控制机构达到了设计的要求。

关键词：公路运输；履带车辆；设计；双流传动；转向；CATIA 建模；运动仿真中图分类号：U4634.4；TP31 文献标识码：A 文章编号：1003—188X(2008)02—0110—030 引言传统的转向离合器—制动器式转向机构转向靠离合器摩擦表面的摩擦力来传递转矩，当分离某一侧的转向离合器时，就可以减少或切断该侧驱动轮所传递的转矩使车辆转向。

转向半径的大小由驱动轮所传转矩的减少量(即离合器分离的程度)所决定。

因为其操纵性差、生产效率低、能耗较大，所以随着履带车辆功率的不断增大，转向离合器的应用将会受到一定的限制。

随着履带车辆功率的增大和车速的提高，对其转向机动性的要求也越来越高，对新型转向机构进行研究的要求也越加迫切。

目前，国内采用闭式静液压双流驱动的履带车辆越来越多,尤其是在履带推土机、履带拖拉机和运输型履带车辆上不断有闭式静液压双轨驱动的产品问世[1]。

双流转向机构与传统的转向离合器-制动器式转向机构相比具有如下几个特点[2]：1) 转向特性好，能实现机械的原地转向，这是转向离合器-制动器式转向机构无法实现的；同时转向半径范围大，转向机动灵活。

2) 可实现一定程度的降速增扭，这是传统的转向离合器-制动器式转向机构所达不到的。

3) 工作可靠、不受压紧力及摩擦系数变化的影 响，从而可减少使用中的维修与调整，大大提高了机械部件的使用效率与寿命。

4) 转向液压马达无级调速,可以通过手柄控制转向液压马达的转速及转向，实现不同的转向半径,操纵省力且方便。

一、双履带车辆的转向理论对于双履带式车辆各种转向机构就基本原理来说是相同的，都是依靠改变两侧驱动轮上的驱动力，使其达到不同时速来实现转向的。

(一)双履带式车辆转向运动学履带车辆不带负荷，在水平地段上绕转向轴线O作稳定转向的简图，如图7-12所示。

从转向轴线O到车辆纵向对称平面的距离R，称为履带式车辆的转向半径。

以代表轴线O在车辆纵向对称平面上的投影，的运动速度代表车辆转向时的平均速度。

则车辆的转向角速度为：图7－12 履带式车辆转向运动简图(7-37)转向时，机体上任一点都绕转向轴线O作回转，其速度为该点到轴线O的距离和角速度的乘积。

所以慢、快速侧履带的速度和分别为：(7-38)式中：B—履带车辆的轨距。

根据相对运动原理，可以将机体上任一点的运动分解成两种运动的合成：(1)牵连运动，；(2)相对运动。

由上可得：(二)双履带式车辆转向动力学1、牵引平衡和力矩平衡图7-13给出了带有牵引负荷的履带式车辆，在水平地段上以转向半径R作低速稳定转向时的受力情况(离心力可略去不计)。

转向行驶时的牵引平衡可作两点假设：(1)在相同地面条件下，转向行驶阻力等于直线行驶阻力，且两侧履带行驶阻力相等，即：(2)在相同的地面条件和负荷情况下，相当于直线行驶的有效牵引力，即：图7－13 转向时作用在履带车辆上的外力所以回转行驶的牵引平衡关系为：(7-39)设履带车辆回转行驶时，地面对车辆作用的阻力矩为，在负荷作用下总的转向阻力矩为：(7-40)式中：—牵引点到轴线的水平距离。

如前所述履带车辆转向是靠内、外侧履带产生的驱动力不等来实现的，所以回转行驶时的转向力矩为：(7-41)稳定转向时的力矩平衡关系为：(7-42)为了进一步研究回转行驶特性，有必要对内、外侧驱动力分别加以讨论。

由上可得：(7-43)式中：为在作用下，土壤对履带行驶所增加的反力，亦即转向力，作用方向与驱动力方向相同，以表示。

变形得式：(7-44)令所以。

履带车辆静液压双流驱动转向操纵机构的设计解读
首先，履带车辆静液压双流驱动转向操纵机构由液压系统和转向操纵系统两部分组成。

液压系统主要包括主油泵、马达、马达锁定装置、主控制阀等元件，用来产生所需的液压驱动力。

转向操纵系统主要包括转向操纵机构、操纵阀等元件，用来实现对转向操纵机构的控制。

在这种机构中，通过操纵阀控制液压系统中的流量分配，从而驱动不同的油缸。

操纵阀通常采用手动或电动方式进行控制。

当操纵阀的控制杆移动时，会改变液压系统中的流量分配，从而驱动液缸进行转向。

转向操纵机构由转向齿轮、扭转弹簧和驱动轮等组成。

其中，转向齿轮通过驱动轮与履带车辆的履带进行连接，从而实现转向操纵。

扭转弹簧的作用是提供转向齿轮的回正力，保证转向时的稳定性和准确性。

在进行转向时，通过控制操纵阀的位置和操纵杆的移动来改变液压系统中的流量分配。

当液压系统中的流量分配改变时，液压缸会受到液压驱动力的作用，从而改变转向齿轮的位置。

同时，扭转弹簧会提供回正力，使得转向齿轮回到中性位置。

总的来说，履带车辆静液压双流驱动转向操纵机构采用静液压驱动方式，通过控制液压系统中的流量来实现车辆的转向。

它具有结构简单、回正力强和转向灵活等优点。

在实际应用中，还可以根据具体需求进行优化和改进。

目摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 Abstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (4)第一章引言 (5)1.1 挖掘机简介 (5)1.2 小型液压挖掘机的现状与开展趋势 (7)第二章构参数算 (9)2.1 履带链轨节节距t 与履带板宽度 (9)2.2 驱动轮节圆直径D q (9)2.3 导向轮工作面直径D d (9)2.4 拖链轮踏面直径D t (9)2.5 支重轮踏面直径D z (10)2.6 链轨节数 n、拖链轮数量 (10)第三章性能参数算 (11)3.1 行驶速度 V (11)3.2 爬坡能力α (11)3.3 接地比压p (12)3.4 最大牵引力T (13)第四章履 (14)4.1 履带介绍 (14)4.2 履带结构和作用 (15)4.3 履带装配设计 (21)第五章支重 (23)5.1 支重轮简介 (23)5.2 支重轮数量计算 (23)5.3 两个支重轮间距离 (24)5.4 支重轮设计 (24)5.5 装配完成设计 (28)第六章拖 (30)6.1 拖链轮的工作原理 (30)6.2 拖链轮的结构 (30)6.3 拖链轮技术要求 (30)6.4 拖链轮的组成零件设计 (31)第七章设计小结与体会 (37)参考文献 (38)附录一：英文文献翻译 (39)附录二 :英文文献原文 (43)小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计摘要：挖掘机，又称挖掘机械，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。

本文介绍了小型履带式液压挖掘机履带、支重轮、拖链轮的结构形式及组成，并对其做了结构尺寸设计及履带行走装置性能参数的计算，给出了履带、支重轮、拖链轮装配图和各主要零件的零件图。

关键词：挖掘机履带支重轮拖链轮The design of the small caterpillar hydraulic excavatorcrawler ,supporting wheel and drag sprocketAbstract: Excavator ,also calls excavating machinery, is an earthwork machinery to use the bucket mining the materials above or below the bearing machine surface , and to load to the transport vehicles or to discharge to the heap of yard. This paper introduces the crawler ,the supporting wheel and the drag sprocket ’structure form and composition of the small caterpillar hydraulic excavator,and the structure size is done in the design and the performance parameters of caterpillar walk device is calculated,and the assembly drawings ,the main assembly parts graph of the crawler,supporting wheel ,drag sprocket are given.Keyword:excavator crawler supporting wheel drag sprocket第一章引言本次设计的内容是小型履带式液压挖掘机底盘履带、支重轮、拖链轮的设计。

履带车结构设计
履带车是一种以履带作为行走机构的车辆。

其结构设计主要包括以下几个方面：
1. 履带：履带是履带车的关键部件，通常由橡胶或金属制成。

它能够提供良好的牵引力和地面适应能力，使车辆能够在各种复杂地形条件下行驶。

履带通常由多个链环组成，链环之间通过销轴连接。

2. 车体：车体是履带车的主要承载结构，用来安装发动机、驾驶室、行走机构等组件。

它通常由钢材焊接而成，具有足够的刚性和强度。

3. 发动机：发动机是履带车的动力来源，通常使用内燃机。

发动机的功率和性能需要根据车辆的使用需求确定，一般要具备足够的驱动力和扭矩。

4. 驾驶室：驾驶室是履带车的操作控制中心，用于安排驾驶员的座椅和各种控制装置。

驾驶室通常需要提供足够的舒适性和安全性，以保证驾驶人员的工作效率和安全性。

5. 行走机构：行走机构是履带车的行走装置，由履带、链轮、托轮、托板等组件组成。

它能够提供足够的牵引力和支撑力，使车辆能够在各种地形条件下行驶。

行走机构通常由液压系统或电动系统控制。

6. 悬挂系统：悬挂系统用来提高履带车在行驶和越野时的平稳
性和舒适性。

它通常包括弹簧悬挂系统和减震器，能够吸收和减少车辆在不平地面行驶时的震动和冲击。

7. 辅助设备：除了上述主要部件外，履带车的结构设计还包括各种辅助设备，如液压系统、电气系统、燃油系统等。

这些设备能够提供必要的辅助功能，如控制驾驶室内的温度、提供动力和能量等。

总之，履带车的结构设计需要兼顾牵引力、稳定性、舒适性和安全性等方面的要求，以满足不同工作环境和使用需求。

KD1060型货车设计（转向及前桥设计）摘要汽车在行驶过程中，需要经常改变行驶方向，这就需要有一套能够按照司机意志来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作，这就是所谓的转向系统。

转向性能是保证车辆安全，减轻驾驶员劳动强度和提高作业效率的重要因素。

由于转向系统是汽车的重要组成部分，它直接与汽车的行驶稳定性有重要的关系，与前悬架和车轮关系亦十分密切，故转向系统的设计也是整车设计中的关键一环。

本设计为KD1060型载货汽车的转向系统设计，转向系统设计内容主要包括转向系统形式的选择、转向器的选择、转向梯形的选择及其布置。

在本次设计中采用了机械式转向系统，机械式转向系统的特点是重量轻,结构紧凑,布置方便,维修容易,操纵轻便,稳定性好,成本低廉，不易出现直线行驶时的蛇形现象。

机械式转向系统还具有维修方便，容易安装调整的优点。

转向系统的转向器选用的是整体式循环球转向器, 整体式循环球转向器的特点是可以将传递力矩机构之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦,这就使得转向传动效率提高,使用寿命增长,传动比可以改变,转向工作平稳可靠。

转向传动机构选用整体式梯形,这样有利于保证KD1060型汽车在车轮转动时作无滑动的纯滚动运动,并且机构简单, 容易调整前轮前束。

在说明书的计算部分，对转向器和转向梯形主要参数选择进行了计算。

此外，还校核了主要零件的强度。

关键词：转向系统,机械转向,前桥,转向器KD1060 GOODS VEHICLE DESIGN (STEERING SYSTEM AND THE FRONT AXLE)ABSTRACTThe automobiles often need to change the direction in driving, then a particular set of device which can change or recover the automobile’s running route according to the driver’s will is needed.The device changing the action that the driver turns to move the steering wheel to the action of deflection of carriage wheels is called as steering system. The function of changing direction is to guarantee the vehicle’s safety, relieve the intension of labor and raise working efficiency. The steering system is important component of an automobile. It plays an important role on the driving stability of the automobile. And it also has close relationship with the front suspension and wheel tire components, so the design of the steering system is a key link in designing automobile.The aim of this project is to design the steering system for KD1060 goods vehicle. The main job of designing steering system includes determining the kind of steering system, steering gear and the steering trapezoid and figure out how to fix them.Manual steering system is adopted in this project. Manual steering system’s features are: weight light, tightly packed structure, convenient arrangements, easy manipulation, stabile quality, low cost. And the s form phenomenon seldom emerges in straightaway traveling.It has other advantages: convenient maintenance. Integral circulating ball steering gears is working as steering gear in this design of medium freight steering system. Integral circulating ball steering gears can changeslide friction between devices of carry-over momentums into rolling friction. This feature is propitious to better transfer motion efficiency; prolong application life, change transmission ratio and better degree of reliability of steering. Integrality trapezoid is adopted as Steering drive linkage, to guarantee automobile’s front wheel exercise of pure rolling without sliding. The structure is simple. And it is easy to adjust the toe-in.The calculation section of this paper is mainly concerning about steering trapezoid and steering gear .In addition, the life of the main components are also calculated in this section.KEY WORDS: The steering system, Manual steering, Front axle, Steering device目录前言....................................................... (1)第一章概述 (2)第二章从动桥的方案确定 (4)第三章转向系的方案确定 (6)§3.1转向系整体方案确定 (6)§3.2转向系结构形式及选择 (6)§3.3循环球式转向器结构及选择 (7)第四章从动桥的设计计算 (8)§4.1从动桥主要零件尺寸的确定 (8)§4.2从动桥主要零件工作应力的计算 (8)§4.3在最大侧向力(侧滑)工况下的前梁应力计算 (10)§4.4转向节在制动和侧滑工况下的应力计算.............1 1 §4.5 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算...1 3 §4.6转向节推力轴承的计算. (15)第五章转向系统的设计计算 (17)§5.1转向系主要性能参数 (17)§5.2主要参数的确定 (18)§5.3转向梯形的选择设计 (20)§5.4循环球式转向器的设计 (21)§5.5转向系主要性能参数确定 (24)§5.6转向系其他元件的选择及材料的确定...............2 5第六章转向系主要零件的强度计算......................2 6§6.1计算载荷的确定 (26)§6.2主要零件的强度计算 (26)第七章结论 (28)参考文献 (2)9致谢..................................................30外文资料及翻译. (31)前言在目前金融危机的大环境下，伴随着汽车行业的发展，轻型货运汽车在国民生产中扮演着更重要的角色。