四轮联动转向通用.doc

第1章 四轮联动转向装置
1.1 设计背景
车辆四轮转向的研究主要集中在汽车和重型工程车辆方面，而且四轮转向机构主要以电动和液压控制为主。电动和液压控制的四轮转向机构除了结构复杂，费用昂贵以外，并不适用于小型和微型低速的工程车辆。小型和微型低速车辆质量小，结构紧凑，速度低，且要求转向灵活。
四轮联动转向技术极大地提升了小型和微型低速的工程车辆的操纵性、稳定性、安全性及舒适性，是一项与防抱制动系统ABS、牵引力控制系统TCS相媲美的具有划时代意义的车辆技术革命，改变了工程机械的未来，并可望于未来的5年内成为工程机械最受欢迎的选装件之一。
1.2 设计要求
本设计是为了能够提供一种能实现前后转向车辆异向转向、结构简单、成本低的四轮联动转向结构。
四轮联动转向机构，其特征在于：它包括第一固定连杆1、第一传动连杆2、第二传动连杆3、第二固定连杆4、第二传力销5、第二转动销6、第三传力销7、第一转动销8、第一传力销9，第一固定连杆1的一端与前转向车轮10固定连接，第一固定连杆1的另一端由第一传力销9穿过第一传动连杆销滑槽17与第一传动连杆2的左端铰接。第一传动连杆2的右端由第三传力销7穿过第二连杆左销滑槽18与第二传动连杆3的左端铰接，第二固定连杆4的一端与后转向车轮11固定连接，第二固定连杆4的另一端由第二传力销5穿过第二传动连杆右销滑槽19与第二传动连杆3的右端铰接；第一传动连杆2的中部由第一传动销8与第一固定座14铰接，第二传动连杆3的中部由第二传动销6与第二固定座15铰接，第一固定座14、第二固定座15分别与支承架16固定连接，支承架16与车架固定连接。
四轮联动转向机构采用上述结构，与现有技术相比，具有结构简单、成本低的特点。四轮联动转向机构既可保证四个转向车轮的同步性，又可保证四个车轮同时转向，实现前后转向车轮异向转动，达到最小的转弯直径。
1.3 设计说明
本次设计为工程机械底盘转向系“四轮联动转向装置工作原理实物演示教具”设计与制作。
本设计的目的是以模拟真实的基本结构和生动逼真的运动形态，通过该“实物演示教具”向学习《底盘》专业理论的学生演示该类转向系总成所完成的转向原理,让学习工程机械底盘的学生将理论与实际紧密结合,最终更好的理解和明了该转向方式的机构构成、转向原理和运动状态，并进一步开阔专业眼界、提高设计能力、提升思维层次。
设计图说明
图7.1是本设计实物的结构示意图
图7.2是本设计实物的运动示意图
图7.3是本设计实物的第一传动连杆2、第二传动连杆3的连接结构示意图
图7.4是图7.3的左视图
图7.5是图7.3的右视图
图7.6是图7.4中第一固定座14（或第二固定座15）的仰视图

图7.2 四轮联动转向机构的运动示意图
图7.1 四轮联动转向机构的结构示意图

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图7.3 四轮联动转向机构的第一传动连杆2、第二传动连杆3的连接结构示意图

图7.5 图3的俯视图
图7.4 图3的左视图

图7.6 图4中第一固定座14（或第二固定座15）的仰视图

图中：1-第一固定连杆，2-第一传动连杆，3-第二传动连杆，4-第二固定连杆，5-第二传力销，6-第二转动销，7-第三传力销，8-第一转动销，9-第一传力销，10-前转向车轮，11-后转向车轮，12-后转向机构，13-前转向机构，14-第一固定座，15第二固定座，16-支承架，17-第一传动连杆销滑槽，18-第二传动连杆左销滑槽，19-第二传动连杆右销滑槽，20-左螺栓孔，21-转动销孔，22-右螺栓孔。
1.4 工作原理
具体实施方式
如图7.1、图7.3、图7.4、图7.5、图7.6所示，四轮联动转向机构，包括第一固定连杆1、第一传动连杆2、第二传动连杆3、第二固定连杆4、第二传力销5、第二转动销6、第三传力销7、第一转动销8、第一传力销9，第一固定连杆1的一端与前转向车轮10固定连接，第一固定连杆1的另一端（设有销孔）由第一传力销9穿过第一传动连杆销滑槽17与第一传动连杆2的左端铰接。第一传动连杆2的右端（设有销孔）由第三传力销7穿过第二连杆左销滑槽18与第二传动连杆3的左端铰接，第二固定连杆4的一端与后转向车轮11固定连接，第二固定连杆4的另一端（设有销孔）由第二传力销5穿过第二传动连杆右销滑槽19与第二传动连杆3的右端铰接；第一传动连杆2的中部（设有销孔）由第一传动销8穿过第一固定座14上的转动销孔21与第一固定座14铰接，第二传动连杆3的中部（设有销孔）由第二传动销6穿过第二固定座15上的转动销孔与第二固定座15铰接，第一固定座14、第二固定座15成凸型，第一固定座14分别由两螺栓穿过左螺栓孔20、右螺栓孔22与支承架16固定连接，第二固定座15分别由两螺栓穿过左螺栓孔20、右螺栓孔22与支承架16固定连接，支承架16与车架固定连接，第一传动销8、第二传动销6的下端分别设有支撑轴承，支撑轴承位于支承架16上。如图7.3所示，支承架16与车架连接，同时起到支撑第一传动连杆2、第二传动连杆3的作用。
如图7.2所示，为了使汽车前后轴的车轮实现异向转动，在原有前转向机构13（或后转向机构12）不变的情况下，在前转向车轮10、后转向车轮11的同一侧增设四轮联动转向机构。当后转向车轮11绕转动中心顺时针转动时，与后转向车轮11相连的第二固定连杆4也沿箭头方向顺时针转动，通过第二传力销5带动第二传动连杆3的下端逆时针转动，第二传动连杆3的上端逆时针转动，又通过第三传力销7带动第一传动连杆2顺时针转动，第一传动连杆2又通过第一传力销9带动第一固定连杆1逆时针转动，而第一固定连杆1又与前转向车轮10固定连接，使前转向车轮10逆时针转动，使两轴的四个车轮实现反向转动，达到最小的转弯直径。同轴的左右两个转向车轮是通过车辆上的转向机构联动的。
四轮联动转向机构为小型和微型低速车辆提供一个实用、结构简单、价格低廉、工作可靠的机械式四轮转向机构。