动力差速式转向机构设计说明

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履带拖拉机机械液压双功率流差速转向机构研究与设计

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。

新型差速式转向机构

2
.
)
,
当变速箱在空档
,
仅有转向液压
.
马达输入动力时
.
因变速箱输出端小锥齿轮和 N O
,
2 行星排的行星架均固定不动
,
此时
,
,
动力施加
、
流经转向差速器的情况是 : 于 N o 1行星排齿圈
.
从转向液压马达输入的动力
侧转换至霜要动力较多的另一侧
迥转
由于两端输出轴动力的差异
,
当转向液压马达输入端小锥齿轮顺时针旋转时
转向差速器内各零件的旋转方向如图
。
3
、
所示
N 0
.
转向液压马达输入端大锥齿轮
行星排齿圈和行星架左端输出轴
、
、
1行星排行星架
至左端输
其二
动力经 N O 2 行星排太阳轮 ( 高速
、
小扭矩 )
、
.
3行星排太阳轮及行星
,
架
、
至右端输出轴 ( 低速
大扭矩 )
。
左
、
右两端输出轴的动力和转速相等
转动方向也相同
,
机械直线行驶 ( 前进或后退和太阳轮 )
当变速箱输出端的小锥齿轮逆时针旋
转时
,
转向差速器内各零件的旋转方向如

橡胶履带车辆液压机械差速转向装置设计——操纵系统设计___设计说明书.

前言的挑战，开发性能完善质量可靠，适用，价格合理的履带拖拉机迫在眉睫。

为了满足这种需求，机械液压双功率流转向机构被应用在了履带拖拉机上。

双功率流转向机构把从发动机传来的动力，分两路传给每一侧驱动轮的，其优点是动力可按比例分配到两侧履带上，转向时两侧履带始终传递动力，可实现动力转向，转向时平均车速不降低，动力不中断，因此对农田土壤破坏小，特别在松软的农田作业时，整机通过性好，作业效率高，左右两侧履带的速度差可以无级控制，这一点，是履带推土机可以高效高精度的进行侧面切削和整形作业。

可实现原地转向，提高了履带拖拉机的机动性。

在坡地工作转向时，不会出现“逆转向”现象，提高了履带拖拉机工作安全性。

与齿轮传动的转向机构相比，传动系简单，可避免因采用高、低、双速传动装置造成的动力转向能力受限的弊端。

履带车辆双功率流转向技术的发展是随着液压和液力传动技术的发展而逐渐产生发展起来的。

因为履带车辆在进行小半径转向的时候，特别是在某些极限转向的时候，转向系统传递的功率是很大的。

液压元件成本适合、性能可靠，体积不大，可作为结构元件用。

并且实现了履带车辆转向的方向盘操纵，可对大功率农用拖拉机的需求。

第一章转向技术的发展及趋势§1.1 转向技术的发展过程及优缺点转向机构对于任何车辆来说都是重要的组成部分。

对履带车辆来说，转向机构性能的好坏更为重要，其可以直接影响到履带车辆的使用性能。

自1904年霍尔顿履带式拖拉机发明以来，特别是坦克作为一种新式武器在第一次世界大战中出现并取得巨大成功后，履带车辆的转向技术就一直处于不断地发展和进步之中。

从传统的转向机构到双功率流转向机构，从独立式到差速式，各种新型的转向机构层出不穷从原理上进行分类，可以把履带车辆从出现到目前为止使用过的转向机构表示出来。

一、转向离合器式转向机构转向离合器式转向机构在拖拉机转向时，靠分离某一侧转向离合器，减小或功率限制，驾驶员若持续转向，稍有不慎就会使发动机熄火，因而只能靠滑磨，用较大半径转向，或极不平稳地以小半径断续转向。

履带牵引车辆转向机构的设计(有cad图)

摘要为了适应现代化生产的需要，履带拖拉机不断提高了行驶速度。

为了增强履带拖拉机的机动性能，要求其能够进行任意半径转向。

为了避免拖拉机履带对路面的滑磨，又要求两条履带能够实现差速。

这就需要有一种机构来实现拖拉机的这些使用要求。

此时，机械液压双功率流差速式转向机构的优点就体现出来了。

这种转向机构在保证连续无级输出转速的前提下应用较小的液压元件功率大幅度提高车辆输出的总功率，并且其传动效率远远超过纯液压转向机构的传动效率。

对此，基于双功率流传动原理，利用液压元件的无极调速特性，对适合履带车辆的液压机械双功率流差速转向机构的转向原理进行了分析。

并且从履带拖拉机机械液压双功率差速式转向机构的转向特点入手，分析了三种有代表性的液压机械双功率差速式转向机构的转向性能和转向指标。

最后，选择了一拖公司设计的行星排机构进行设计计算，提出了转向机构行星排特性参数的确定原则，并结合东方红1302R型橡胶履带拖拉机进行了参数设计和转向运动性能分析，所选参数满足整机性能的要求。

关键词：拖拉机机械液压双功率流差速转向机构设计AbstractProduction in order to meet the needs of modernization, crawler tractors continuously improve the speed. To enhance tractor mechanical functions required to carry out arbitrary radius steering. To avoid crawler tractor on the road friction and also requires two tracks to achieve differential. This need for a body to achieve these tractor use requirements. At this time, the mechanical-hydraulic power flow Differential Steering institutions on the merits of the reflected. This shift in the level of continuous output speed without the prerequisite of the application of smaller hydraulic components significantly improve power transmission The total power, and its transmission efficiency far exceed net hydraulic steering mechanism of transmission efficiency. In this regard, based on the popular action-power principle, the use of hydraulic components of limitless speed characteristics, Tracked vehicles suitable for themechanical-hydraulic differential power flow shifted to the principle of analysis. Tractor and machinery from the two hydraulic power differential steering the steering characteristics, Analysis of three representative mechanical-hydraulic power-shift differential to the performance indicators and steering. Finally, the choice of a trailer company in the planetary bodies arrangements for the design, made arrangements to planetary bodies characteristic parameters of the principles, and the combination of the East-1302 R-rubber track tractor parameters for the design and performance analysis to campaign, Whole selected parameters to meet performance requirements.Keywords : tractor-mechanical hydraulic power flow differential steering mechanism design目录第一章绪论........... ...... .. (1)第二章方案分析 (4)§2.1转向性能........... ...... ............... (4)§2.2评价指标........... ...... ............... (4)§2.3卡特.小松.一拖公司三种产品方案的比较........ ..5第三章设计计算 (7)§3.1行星齿轮的设计计算. .... (7)§3.1.1选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图 (7)§3.1.2进行行星齿轮传动的配齿计算......... ...... (7)§3.1.3初步计算齿轮的主要参数........ .. ........ . (8)§3.1.4几何尺寸计算... .... ... ... .... ... ... .... .9§3.1.5行星齿轮传动装配条件的验算. ... ... .... .. . .. .11§3.1.6计算行星齿轮传动的效率 ... ... .. ... . ... .11 §3.2 最终传动部分的设计计算.. (12)§3.2.1最终传动比齿轮的设计计算.............. (12)§3.2.2最终传动比齿轮的尺寸计算............... (13)§3.2.3最终传动齿轮上短支撑轴的设计计算 (14)§3.3 液压马达部分的设计计算......... . (14)§3.3.1液压马达输出端齿轮的设计计算 (14)§3.3.2液压马达输出端齿轮的尺寸计算......... (15)第四章校核计算.. .. ... ... .. .. ... ... .. .. ... (17)§4.1 行星齿轮传动的校核计算... ... .. ... .. .. ... (17)§4.2 最终传动部分的校核计算... ... .. ... .. .. ... (19)参考文献 (21)致谢 (22)第一章绪论履带作为车辆的行走机构既加强了车辆离开道路的越野能力，也增大了车辆的负重能力。

动力转向器功能简介及工作原理 ppt课件

动力转向器功能简介及工作原理
第三部分动力转向器的结构
动力转向器功能简介及工作原理
动力转向器功能简介及工作原理
如图所示，转向器主要由壳体、转向螺母、摇臂轴、转向控制阀和一些密封件、标准件组成，壳体相当于一个动力油缸，转向螺母即是螺母，又是活塞，又是齿条，承当着液压助力，把液压能转化为机械力；摇臂轴则把机械力转化为力矩输出，带动横直拉杆实现车轮转动。转向控制阀负责油液的分配，按照驾驶员的意志负责提供车轮左转向或右转向的液压能源，相当于人的大脑指挥系统，是转向器的核心部件，也是转向器性能集中体现之所在。
动力转向器功能简介及工作原理
常流式动力转向器按照控制阀形式可以分为滑阀式和转阀式动力转向器；
按照动力缸、转阀和转向器的相互位置可以分为整体式和分置式；
根据传动方式可以分为循环球式和齿轮齿条式。
动力转向器功能简介及工作原理
我们主要介绍整体式循环球动力转向器和齿轮齿条转向器。它集机械转向器、动力缸、转向控制阀于一体，和转向助力泵、转向油罐、横直拉杆、球头、油管等共同组成汽车的转向系统，是汽车上的两大保安件之一。转向助力泵负责提供动力源，而转向器则是转向系统的终端执行机构。
从机械结构看，它是典型的二级减速传动机构：第一级传动：由方向盘的旋转运动转化为转向螺母的直线运动；第二级传动：由转向螺母的直线运动，即齿条的移动转化为扇齿的旋转运动，从而输出力矩。根据人们驾驶车辆的习惯，减速范围一般取16~24：1。
动力转向器功能简介及工作原理
从液压结构看，它是典型的三位四通H型方向阀。汽车的行驶方向有三种：左转向、直线行驶、右转向，因此涉及到的油路也必须和汽车行驶要求相一致。它的油路有四个通道，一个是进油通道P，一个是回油通道T，一个是左转向通道A，一个是右转向通道B。如图所示：

汽车动力转向系结构、原理与检修课件

齿轮齿条式转向系统的检修
齿轮齿条式转向系统检修
循环球式转向系统的结构
主要由转向盘、转向轴、钢球、螺母、助力电机等组成。
循环球式转向系统的检修
检查转向轴是否有磨损、弯曲或裂纹，钢球是否正常滚动，螺母是否松动，助力电机是否工作正常等。
循环球式转向系统检修
电动助力转向系统的结构
主要由转向盘、转向轴、扭矩传感器、助力电机等组成。
液压助力转向系统故障排除
更换损坏的液压泵或油管，修复漏油或更力转向系统故障诊断与排除
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齿轮的旋转运动将力矩传递到齿条上，推动齿条轴向移动，从而带动转向轮偏转，实现汽车转向。
齿轮齿条式转向系统工作原理
循环球式转向系统主要由转向盘、转向轴、转向管柱、螺母、钢球、传动副轴、传动副蜗杆等组成。
当驾驶员转动转向盘时，力通过转向轴和管柱传递到螺母，螺母在钢球的滚动作用下产生轴向移动，同时带动传动副蜗杆旋转。
液压助力转向系统检修
05
汽车动力转向系统故障诊断与排除
齿轮齿条式转向系统故障诊断与排除
检查齿轮齿条是否磨损、断裂或松动，检查转向拉杆和球头是否松动或损坏，检查转向器是否漏油或损坏。
齿轮齿条式转向系统故障诊断
更换磨损或断裂的齿轮齿条，紧固松动的转向拉杆和球头，更换漏油或损坏的转向器，调整齿轮齿条间隙。
油缸活塞的运动带动齿条轴向移动，推动齿条和齿轮的相对运动，实现汽车转向。
01
02
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液压助力转向系统工作原理
04
汽车动力转向系统检修
主要由转向盘、转向轴、齿条、齿轮、助力电机等组成。
齿轮齿条式转向系统的结构
检查转向轴是否有磨损、弯曲或裂纹，齿条是否有磨损或卡滞，齿轮是否正常啮合，助力电机是否工作正常等。

差速转向动力学

差速转向动力学一、引言差速转向是汽车的一个重要部分，它可以让车辆在转弯时更加稳定和灵活。

在本文中，我们将讨论差速转向的动力学原理。

二、差速器的基本原理差速器是汽车传动系统的一个重要组成部分，它通过不同的齿轮比例来实现左右轮胎的旋转速度不同。

当车辆行驶直线时，左右轮胎的旋转速度应该相同。

但是，在转弯时，内侧轮胎需要旋转更慢，而外侧轮胎需要旋转更快。

这就是差速器发挥作用的时候。

三、差速器的工作原理当车辆在直线上行驶时，左右两个半轴上的齿轮会以相同的速度旋转。

但是，在转弯时，内侧半轴上的齿轮需要比外侧半轴上的齿轮旋转得慢一些。

这就是因为内侧半轴所连接的车轮需要绕着一个更小的圆周运动。

为了实现这种不同速度旋转，差速器采用了一种特殊设计。

它由三个主要部分组成：环齿、行星齿轮和太阳齿轮。

当车辆在直线上行驶时，环齿和太阳齿轮的旋转速度相同，而行星齿轮不会旋转。

但是，在转弯时，内侧半轴上的环齿和太阳齿轮之间会有一个相对运动，这样就可以使内侧半轴上的车轮旋转得更慢。

四、差速器的限制差速器虽然可以使车辆在转弯时更加稳定和灵活，但它也有一些限制。

首先，差速器只能控制左右两个半轴上的车轮旋转速度，而无法控制前后两个半轴上的车轮旋转速度。

这意味着当一个车轮失去牵引力时，它会自由旋转，并且可能导致车辆失控。

此外，在某些情况下，差速器可能会因为过度滑动而损坏。

例如，在冰雪路面或泥泞路面行驶时，差速器可能会因为左右两个半轴上的车轮无法牢固地抓住地面而过度滑动。

五、结论总之，差速器是汽车传动系统的一个重要部分，它可以使车辆在转弯时更加稳定和灵活。

但是，差速器也有一些限制，需要注意使用。

在实际驾驶中，我们需要根据路况和天气状况来合理使用差速器，以确保行驶安全。

电动汽车四轮差速转向设备的制作技术

本申请公开一种电动汽车四轮差速转向装置，包括前、后侧控制执行机构，前侧控制执行机构包括左前、右前侧控制执行机构，左前、右前侧控制执行机构关于前差速器左右对称设置，右前侧控制执行机构包括右外侧半轴、右内侧半轴，右内侧半轴与前差速器固定连接，右内侧半轴上安装有右前半轴制动器、右前半轴转矩传感器，右内侧半轴与右前电磁离合器固定连接，右前电磁离合器连接右外侧半轴，右外侧半轴固定右前轮，所述的右前半轴制动器、右前半轴转矩传感器、右前电磁离合器、右前轮速传感器通过线路与汽车电脑控制系统连接，实现电动汽车动态可变转向半径，根据行驶情况增大或者减小车辆转弯半径，以及可以实现小半径转向。

技术要求1.一种电动汽车四轮差速转向装置，包括前侧控制执行机构、后侧控制执行机构、汽车电脑控制系统、超声波距离传感器，其特征在于：所述的前侧控制执行机构与后侧控制执行机构结构相同，所述的前侧控制执行机构包括左前侧控制执行机构、右前侧控制执行机构、前差速器(14)，前差速器(14)呈左右对称结构，左前侧控制执行机构、右前侧控制执行机构关于前差速器(14)呈左右对称设置，所述的右前侧控制执行机构包括右前电磁离合器(11)、右前半轴转矩传感器(12)、右前半轴制动器(13)、右前轮速传感器(15)、右外侧半轴(16)、右内侧半轴(17)、右前轮(18)，电动汽车的底架前侧上设置有右内侧半轴(17)、右外侧半轴(16)的转动支撑，右内侧半轴(17)左端与前差速器(14)的右端固定连接，右内侧半轴(17)上安装有右前半轴制动器(13)、右前半轴转矩传感器(12)，右内侧半轴(17)右端与右前电磁离合器(11)的左端固定连接，右前电磁离合器(11)的右端固定连接右外侧半轴(16)的左端，右外侧半轴(16)的右端固定右前轮，右外侧半轴(16)上设置有右前轮速传感器(15)，用于检测右前轮的转速，所述的右前半轴制动器(13)、右前半轴转矩传感器(12)、右前电磁离合器(11)、右前轮速传感器(15)通过线路与汽车电脑控制系统连接，电动汽车的车身周围设置有若干个超声波距离传感器，超声波距离传感器通过线路与汽车电脑控制系统连接，所述的电动汽车底架的后侧设置有后侧控制执行机构。

动力转向系的结构

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三、转向油罐 1. 功用：储存、滤清、冷却动力转向工系统作油液。 2. 转向油罐液面高度的检查 1) 将车辆停放在平坦的地面上，使前轮处于直行位置。 2) 起动发动机，并使其达到正常的工作温度。 3) 使发动机怠速运转大约2min，左、右打几次转向盘，使油温达到40~80℃，关闭发动机。 • 4) 观察油罐的液面，此时液面应处于“Max”（上限）与 “Min”（下限）之间，液面低于“Min”时，应加至“ Max” 。
（二）转向角的检查 • 1．将前车轮放在转弯半径测试装置上，测量转向角。 • 标准值：项目二轮驱动四轮驱动
内侧车轮
外侧车轮
37°45’
33°55’
32°23’
32°07’
2．转向角不在标准值范围内时，则可能是前束不正确，调整前束（参照前悬架第（五）检修调整顺序），然后再重新检查转向角。
（三）转向横拉杆端球节偏差的检查（轴向） • 1．用专用工具夹住球节。 • 2．将专用工具的刻度设定在最高刻度，在球节双头螺栓受压缩的状态下测量偏差，偏差应在最高和中央刻度之间。 • 极限值：1.5毫米 • 3．偏差值超出中央刻度时，则应更换转向节横拉杆端。 • 注意 • 即使偏差在极限范围以内，仍要检查球节起动扭矩。
• 6) 油泵磨损、内部泄漏严重。 • 7) 油泵安全阀、溢流阀泄漏、弹簧弹力减弱或调整不当。 • 8) 动力缸或转向控制阀密封损坏。
•3. 诊断与排除 •二、异响 •1. 现象 •汽车转向时，转向系统有噪音声。 •2. 原因 •1) 储油罐中液面太低，油泵在工作时容易渗入空气。 •2) 液压系统中渗入空气。 •3) 储油罐滤网堵塞，或液压回路中有过多的沉积物。 •4) 油管接头松动或油管破裂。 •5) 油泵严重磨损或损坏。 •6) 转向控制阀性能不良。

差速转向的工作原理及应用

差速转向的工作原理及应用1. 差速转向的定义和概念差速转向是一种在车辆行驶过程中，通过差速装置来实现左右轮子的转速差异，以实现转向的技术。

差速转向的原理是通过合理分配驱动力，使得内外轮的转速不同，从而实现车辆的转向，同时保持车辆的稳定性和操控性。

2. 差速转向的工作原理差速转向是通过差速器来实现的。

差速器是一种复杂的机械装置，其内部由齿轮组成。

当车辆转向时，内外轮需要具有不同的行驶速度，以实现车辆的转弯。

差速器的工作原理如下：- 当车辆直线行驶时，内、外轮需要具有相同的转速。

差速器通过齿轮的啮合来实现内、外轮的转速同步。

- 当车辆转弯时，内、外轮需要具有不同的转速。

差速器通过调整齿轮的啮合位置，使得内、外轮的转速产生差异。

3. 差速转向的应用差速转向广泛应用于各种车辆类型中，特别是在转弯半径较大的情况下，差速转向能够更好地实现车辆的转向控制。

下面是差速转向在一些特定场景中的应用：3.1 汽车转弯差速转向在汽车行驶过程中扮演着重要角色。

通过差速转向，汽车能够实现平稳、精确的转弯动作。

差速转向能够确保内外轮的转速差异，防止车辆在转弯时产生滑动或失控现象，同时保持车辆的平稳性和操控性。

3.2 货物搬运车差速转向在货物搬运车上也得到了广泛应用。

货物搬运车通常需要机动性和灵活性，差速转向能够满足这些需求。

当货物搬运车需要转弯时，差速转向可以帮助车辆保持平稳，同时减少转向半径，提高搬运效率。

3.3 工程车辆在工程车辆中，差速转向是必不可少的。

工程车辆通常需要在复杂环境中操作，包括狭窄的道路、崎岖的地形等。

差速转向能够使工程车辆更好地应对转向时的各种情况，提高操控性和安全性。

4. 差速转向的发展趋势随着科技的不断发展和创新，差速转向技术也在不断升级和改进。

未来差速转向的发展趋势有以下几个方面： - 精确度的提升：随着传感器技术的进步，差速转向的精确度将得到提高。

未来的差速转向系统将能够更准确地控制车辆的转向行为。

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本科学生毕业设计动力差速式转向机构设计The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Dynamic Differential Steering MechanismCandidate：Shi ChuanyangSpecialty：Mechanical Design and Manufacture &AutomationClass：07-7Supervisor：Associate Professor Chen ShuhaiHeilongjiang Institute of Technology2011-06·Harbin摘要履带车辆的转向机构是重要的总成之一，其性能的优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率。

因此对性能优良的转向机构的研究一直是车辆工程领域的重要研究课题。

履带式工程机械的转向机构普遍采用单功率流的转向离合器和制动器，两者相配合，使两侧履带以不同速度行驶，实现转向。

这种结构非常简单，同时也易于实现转向，但是要实现小半径转向时需借助摩擦元件的打滑来实现，造成严重的功率浪费，降低摩擦元件的使用寿命。

同时驾驶操作费力，还不好准确把握车辆的转向半径。

本设计为推土机设计采用的一套动力差速式转向装置。

该转向机构主要包括一个转向差速机构、一个液压泵、一个液压转向马达和转向控制器，它将转向和差速合为一体，简化了机械的结构，提高了机械的使用性能。

该机构具有差速的同时，还具有差速锁的效果，并具有降速增扭的功能，大大提高了履带车辆行驶通过性和转向性能。

关键词：差速式转向机构；转向离合器；转向半径；履带车辆；转向控制器ABSTRACTThe steering mechanism of tracked vehicle is one important part of the unit, and its performance will directly affect the mobility and productivity of the vehicle. Therefore, the research on steering mechanism is an important subject in the field of vehicle engineering.The marching project machinery rotation gear generally uses the steering clutch and the brake which the single power flows, two coordinates which cause two sides caterpillar bands with the different speed to change the direction. This kind of structure is extremely simple, and will be also easy to realize changes, however, if you want to realize the changes of the small radius, you have to do it with the aid of rub parts slipping and it will cause the serious power waste, reduces the service life of rub parts. Simultaneously it will be in great trouble to take the operation and hold the radial turning of vehicles.The design is a set of diverting device with difference speed which uses for the bulldozer design. The steering mechanism mainly includes the differential steering mechanism, a hydraulic pump, a motor of hydraulic pressure and a steering clutch. It can make the changing direction and the difference speed into one body, simplify the machinery structure, enhanced the machinery operational performance. This structure not only has different speed, but also has the effect of differential lock, and has the function which reducesspeed and increases turns and enhances passing nature of the tracked vehicle and the performance of changing direction.Key words: Differential Steering Mechanism；Steering Clutch；Radial Turning；Tracked Vehicle；Steering Controller目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 履带车辆转向机构的选题背景目的及意义 (1)1.2 履带车辆转向机构研究现状 (2)1.2.1 单功率流转向机构 (2)1.2.2 双功率流转向机构 (3)1.3 履带车辆转向机构发展趋势 (4)1.3.1 纯液压无级转向机构 (4)1.3.2 复合转向机构 (5)1.3.3 机械液压连接无级转向机构 (5)1.4 差速式转向机构的主要构成 (6)1.5 本文主要工作 (7)第2章动力差速式转向机构运动学分析 (8)2.1 差速式转向机构的组成与工作原理 (8)2.2 差速式转向机构的运动学分析 (9)2.2.1 转速分析 (9)2.2.2 转矩分析 (11)2.2.3 功率分析 (14)2.3 本章小结 (15)第3章履带理论转向阻力矩分析 (16)3.1 履带与路面摩擦引起的力 (16)3.2 履带侧面推土产生的力 (17)3.3 本章小结 (19)第4章动力差速式转向机构的设计 (20)4.1 各传动比的选择 (20)4.2 各零件运动参数的计算 (20)4.2.1 车辆直线行驶 (20)4.2.2 车辆绕一侧履带中心转向 (21)4.3 零件设计 (22)4.3.1 行走驱动锥齿轮的设计 (22)4.3.2 转向马达锥齿轮的设计 (26)4.3.3 行星排Ⅰ与行星排Ⅲ的设计 (30)4.3.4 行星排Ⅱ的设计 (34)4.3.5 轴的设计 (39)4.3.6 键的设计 (45)4.4 传动机构组装简图 (48)4.5 本章小结 (49)结论 (50)致 (51)参考文献 (52)第1章绪论1.1履带车辆转向机构的选题背景目的及意义1、选题背景目前国履带车辆转向装置大部分还是采用转向离合式转向机构，属单功率转向机构，其结构简单容易实现，但仅有几个固定的转向半径，按非规定的转向半径转向时，要靠摩擦元件的滑摩来实现，难以得到稳定准确的转向半径；其次是在转向过程中摩擦元件的剧烈滑磨会带来发热和磨损，使传动效率降低，特别是在较大功率的转向工作状态下，会存在较大的功率损失，以致常需降速转向；另外，剧烈的摩擦也使机构容易损坏，导致工作可靠性差，寿命降低，所以有很多的转向不便之处。

因此需要一种新型的转向机构来克服以上转向机构的缺点，为此设计一种新型转向机构成为必然。

2、目的及意义一种新型的机械液压式双功率流转向机构，它是由有发动机、变量泵、控制泵、定量马达、多档变速箱以及后桥转向差动机构组成。

在采用一套机械差速传动装置的同时，利用液压装置的无级输出转速特性，研究开发性能优良的机械液压连续无级转向机构。

它将发动机的机械功率流在多档变速箱的输入轴上分流，一路流经由液压泵、液压马达组成的转向调速系统；另一路流经多档变速箱，最后在行星排上合流，然后经行星排中的某一部件传到车辆的终传动轴上。

由于液压泵和液压马达可以无级控制，因此使用这类转向机构可获得车辆两侧的速度差来实现无级控制，又克服了光机械式转向机构的很多缺点。

要实现履带式拖拉机转向半径可控且连续无级变化的转向性能,采用容积式液压泵和液压马达无级变速元件是较现实可行的方法。

纯液压转向机构通过泵的正反两向无级变量调节,实现发动机动力流经双功率流传动转向路到汇流行星排间的无级变化的传动比,最终实现推土机向左右两侧的转向半径可连续无级变化。

直行时,通过液压泵和液压马达的闭锁来实现转向轴的闭锁,从而保持稳定的直行。

本设计的目的便是提高履带式推土机驱动、改进行走装置，提高履带式推土机的作业能力。

这种转向机构不但具有结构性好、没有摩擦元件、寿命长、效率高、工作可靠、布置简便、维修调整次数少及降低能耗等特点外，而且在工作性能上它不是通过部分或全部切断一侧履带的动力来制动一侧驱动轮来实现转向的，而是两侧履带始终传递动力，这样可很好地实现动力转向，基本上消除了履带的打滑现象，充分利用了发动机输出能量。

1.2 履带车辆的转向机构研究现状履带车辆的转向机构是重要的总成之一,其性能的优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率。

因此对性能优良的转向机构的研究一直是车辆工程领域的重要课题。

依据不同的分类方法，履带车辆转向机构可根据车辆在转向过程中功率流的传递方式分为单功率流转向机构和双功率流转向机构，也可根据在转向过程中两侧履带的运动有无关联而分为独立式转向机构和差速式转向机构。

目前国主要采用单功率转向机构，而国外多采用双功率转向机构。

1.2.1 单功率流转向机构单功率流转向机构一般构造方法是在变速机构后串联某种转向机构，是构成履带车辆转向传动的最为简单的方法。

单功率流转向机构是最简单的转向机构，其中最常用的有转向离合器、单差速器、双差速器转向机构等。

转向离合器都是多片式摩擦离合器，靠摩擦表面的摩擦力传递力传递转矩，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递转矩的减少量即离合器分离的程度所决定。