工程機(jī)械底盤轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造與檢修-輪式機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)造與檢修

轉(zhuǎn)向比轉(zhuǎn)向比傳動(dòng)效率轉(zhuǎn)向比轉(zhuǎn)向比是指轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角傳動(dòng)比，等于轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角與同側(cè)車輪偏轉(zhuǎn)角之比，用i表示，根據(jù)轉(zhuǎn)向原理，i=i1xi2i1—轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比

i2—轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比

①轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比i1=轉(zhuǎn)向盤擺角/轉(zhuǎn)向搖臂擺角一般貨車i1為16-32，轎車

i1為12-22②轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比（i2）=轉(zhuǎn)向搖臂擺角/同側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角

i2一般為1左右最終得到，轉(zhuǎn)向比就等于轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比。

轉(zhuǎn)向器除要保證汽車轉(zhuǎn)向輕便靈活外，還應(yīng)能防止由于路面反力對(duì)轉(zhuǎn)向盤產(chǎn)生過(guò)大的沖擊(即所謂的"回彈打手"現(xiàn)象)，造成操縱困難和駕駛員工作疲勞。轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比越大，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤所需要的操縱力就越小，但轉(zhuǎn)向操縱的靈敏度就會(huì)下降。有的機(jī)械轉(zhuǎn)向器在轉(zhuǎn)向過(guò)程的不同階段，其傳動(dòng)比的大小是不相等的（可變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向器）。5傳動(dòng)效率通常稱轉(zhuǎn)向操縱力由轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向搖臂(或齒條軸)的過(guò)程為正向傳動(dòng)，相應(yīng)的傳動(dòng)效率稱為正傳動(dòng)效率；

為了實(shí)現(xiàn)使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)即省力又不缺乏路感這一目的，轉(zhuǎn)向器應(yīng)具有較高的正傳動(dòng)效率和適當(dāng)?shù)哪鎮(zhèn)鲃?dòng)效率。正傳動(dòng)效率

由路面的沖擊力反向通過(guò)轉(zhuǎn)向搖臂(或齒條軸)和轉(zhuǎn)向器傳到轉(zhuǎn)向盤的過(guò)程稱為逆向傳動(dòng)，相應(yīng)的傳動(dòng)效率稱為逆?zhèn)鲃?dòng)效率。逆?zhèn)鲃?dòng)效率

根據(jù)轉(zhuǎn)向器正向和逆向傳力的特性不同，轉(zhuǎn)向器可分為可逆式轉(zhuǎn)向器、極限可逆式轉(zhuǎn)向器和半可逆式轉(zhuǎn)向器三種類型。可逆式轉(zhuǎn)向器極限可逆式轉(zhuǎn)向器半可逆式轉(zhuǎn)向器正傳動(dòng)效率高，逆?zhèn)鲃?dòng)效率也高正傳動(dòng)效率高，逆?zhèn)鲃?dòng)效率為零正傳動(dòng)效率高，逆?zhèn)鲃?dòng)效率較低在轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇哪一種呢？所有的轉(zhuǎn)向器都要求正傳動(dòng)效率要高，這樣轉(zhuǎn)向力通過(guò)轉(zhuǎn)向器時(shí)損失少，轉(zhuǎn)向操縱便靈活。好的轉(zhuǎn)向器還應(yīng)有適當(dāng)?shù)哪鎮(zhèn)鲃?dòng)效率，使駕駛員通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向盤既能對(duì)道路情況有明顯的"路感"，但又不能使路面不平對(duì)轉(zhuǎn)向盤產(chǎn)生過(guò)大的沖擊。一般在轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)時(shí)選用半可逆式轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向比傳動(dòng)效率機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及作用機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及作用機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是以人力為主要轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)是指從轉(zhuǎn)向盤至轉(zhuǎn)向器之間的機(jī)構(gòu)，主要由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向柱、萬(wàn)向節(jié)等組成。主要作用就是將操作員的轉(zhuǎn)向力矩傳遞到轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向器是機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，它的作用是將轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)傳遞過(guò)來(lái)的轉(zhuǎn)矩放大后進(jìn)一步向下傳遞。常見(jiàn)的轉(zhuǎn)向器有以下幾種：齒輪齒條式循環(huán)球式蝸桿曲柄指銷式球面蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常由轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向梯形臂，橫拉桿等組成，主要作用是接受轉(zhuǎn)向器傳遞的力矩并將其傳遞到轉(zhuǎn)向車輪，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)向車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向傳縱機(jī)構(gòu)機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成及作用機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理動(dòng)力傳遞路線工作原理動(dòng)力傳遞路線22汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成：1.轉(zhuǎn)向盤2.安全轉(zhuǎn)向軸3.轉(zhuǎn)向節(jié)4.轉(zhuǎn)向輪5.轉(zhuǎn)向節(jié)臂6.轉(zhuǎn)向橫拉桿7.轉(zhuǎn)向減振器8.機(jī)械轉(zhuǎn)向器方向盤傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向橫拉桿梯形臂轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向橫拉桿梯形臂轉(zhuǎn)向節(jié)臂循環(huán)球式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)向搖臂轉(zhuǎn)向直拉桿左轉(zhuǎn)向節(jié)左轉(zhuǎn)向車輪右轉(zhuǎn)向節(jié)右轉(zhuǎn)向車輪工作原理

圖示為機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。工作原理如下：

首先駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤施加的轉(zhuǎn)向力矩通過(guò)轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向節(jié)輸入到轉(zhuǎn)向器。從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列零件即屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向搖臂，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向直拉桿傳給固定于轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，再通過(guò)梯形臂帶動(dòng)帶動(dòng)右側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而改變了機(jī)械的行駛方向。首先是駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤左轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的，到轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器的輸入軸也左轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向搖臂如圖逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)向車輪向左偏轉(zhuǎn)。左轉(zhuǎn)時(shí)直行時(shí)，保持方向盤在正中位置不動(dòng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所有部件都不擺動(dòng)，車輪也不偏轉(zhuǎn)，機(jī)械保持直線行駛。直行時(shí)首先是駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤右轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的，到轉(zhuǎn)向器，轉(zhuǎn)向器的輸入軸也右轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向搖臂如圖順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)向車輪向右偏轉(zhuǎn)。右轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力傳遞路線工作原理齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的組成齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作原理齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器組成齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由與轉(zhuǎn)向軸做成一體的轉(zhuǎn)向齒輪和常與轉(zhuǎn)向橫拉桿做成一體的齒條等組成。齒輪齒條與其他形式轉(zhuǎn)向器相比，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊;殼體多采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器質(zhì)量比較小;采用齒輪齒條傳動(dòng)方式，傳動(dòng)效率較高;齒輪齒條之間因磨損產(chǎn)生間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動(dòng)消除齒間間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)剛度，還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲;轉(zhuǎn)向器占用體積較小;沒(méi)有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以加大，制造成本較低，因而得到了廣泛的應(yīng)用。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器逆效率較高，機(jī)械在不平路面上行駛時(shí)，發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間的沖擊力的大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤，造成駕駛員精神緊張，并難以準(zhǔn)確控制汽車行駛方向，轉(zhuǎn)向盤突然轉(zhuǎn)動(dòng)又會(huì)造成打手，同時(shí)對(duì)駕駛員造成傷害。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)向盤帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒條在齒輪傳動(dòng)的帶動(dòng)下開(kāi)始左右移動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)向梯形臂擺動(dòng)。齒輪齒條齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作原理齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的組成齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的工作原理循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的組成循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的工作原理循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器組成循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要由螺桿、螺母、轉(zhuǎn)向器殼體以及許多小鋼球等部件組成，所謂的循環(huán)球指的就是這些小鋼球，它們被放置于螺母與螺桿之間的密閉管路內(nèi)，起到將螺母螺桿之間的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樽枇^小的滾動(dòng)摩擦的作用，當(dāng)與方向盤轉(zhuǎn)向管柱固定到一起的螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，螺桿推動(dòng)螺母上下運(yùn)動(dòng)，螺母在通過(guò)齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向搖臂往復(fù)搖動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，那些小鋼球就在密閉的管路內(nèi)循環(huán)往復(fù)的滾動(dòng)，所以這種轉(zhuǎn)向器就被稱為循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。相比齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由于更多依靠滾動(dòng)摩擦，所以具有較高的傳動(dòng)效率，操縱起來(lái)比較輕便舒適，機(jī)械部件的磨損較小，使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)。循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器由兩級(jí)傳動(dòng)副組成，第一級(jí)是螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。第一級(jí)傳動(dòng)副是在普通螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。轉(zhuǎn)向螺桿的軸頸支承在兩個(gè)圓錐滾子軸承上，軸承緊度可用調(diào)整墊片調(diào)整。轉(zhuǎn)向方形螺母的下平面加工成齒條，與齒扇軸（即轉(zhuǎn)向搖臂軸）相嚙合。轉(zhuǎn)向螺母既是第一級(jí)傳動(dòng)副的從動(dòng)件，又是第二級(jí)傳動(dòng)副的主動(dòng)件。為了減少轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個(gè)鋼球，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦。轉(zhuǎn)向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器不是應(yīng)用蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)原理，而是應(yīng)用了螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)的原理。這種轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)效率高，一般在90%以上，操縱輕便，正傳動(dòng)效率高，逆?zhèn)鲃?dòng)效率也很高，在機(jī)械行駛時(shí)可以保證轉(zhuǎn)向輪的自動(dòng)回正。螺母?jìng)?cè)面有兩對(duì)通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內(nèi)。轉(zhuǎn)向螺母外有兩根鋼球?qū)Ч?，每根?dǎo)管的兩端分別插入螺母?jìng)?cè)面的一對(duì)通孔中。導(dǎo)管內(nèi)也裝滿了鋼球。這樣，兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨(dú)立的封閉的鋼球“流道"。工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)向螺桿旋轉(zhuǎn)，通過(guò)鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母，使得轉(zhuǎn)向螺母沿軸向移動(dòng)，鋼球則在鋼球?qū)Ч芘c滾道通道內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)；通過(guò)螺母上的齒條帶動(dòng)齒扇及軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)轉(zhuǎn)向搖臂擺動(dòng)，通過(guò)其他轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輪的偏轉(zhuǎn)。如果將齒條的齒頂面制成鼓形弧面，齒扇上的每一個(gè)齒的節(jié)圓半徑也相應(yīng)變化，使得中間齒節(jié)圓半徑小，兩端齒節(jié)圓半徑大，便可得到變傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)向器，這樣操縱省力，轉(zhuǎn)向輕便。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的組成循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的工作原理蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的組成蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的工作原理蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器組成蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器由蝸桿、指銷、搖臂軸和殼體等組成。搖臂軸指銷蝸桿蝸桿雙指銷轉(zhuǎn)向器蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是：全部是滾動(dòng)摩擦，因而傳動(dòng)效率高，操縱輕便；另一特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、制造、維修方便；第三個(gè)特點(diǎn)是逆轉(zhuǎn)傳動(dòng)效率較低，路面沖擊力傳到轉(zhuǎn)向盤上較小，穩(wěn)定性好。蝸桿曲柄直銷式轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)工作原理蝸桿具有梯形螺紋，手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上，曲柄與轉(zhuǎn)向搖臂軸制成一體。轉(zhuǎn)向時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲柄和轉(zhuǎn)向垂臂擺動(dòng)，再通過(guò)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)向器通常用