毕业设计（论文）-多轴低速车辆液压转向系统设计
摘 要SHANDONG毕业论文多轴低速车辆液压转向系统设计学 院：交通与车辆工程学院专 业： 交通运输 学生姓名： 学 号： 0712101471 指导教师： 2011年6月II摘 要汽车转向系统是控制其行驶路线和方向的主要装置，其性能好坏直接影响汽车的操纵性和稳定性。自行式平板运输车的转向系统是集机械、电子、液压为一体的协同工作的控制系统，其转向机构的设计好坏直接影响转向控制系统的实现及转向性能的优劣。本文根据车架结构特点及转向要求设计了液压马达驱动齿轮转向机构的转向方案，要求采用原来的悬架结构且保持低平板的优势将原来的从动式拉杆转向改成独立转向机构，工作时要求平板车的每个轮组独立转向，转向角度可达到180°，即可以正负转向90°，实现横向行驶。它的转向行驶模式有：直行、斜行、横行，原地转向及行车转向等。由于车轮转向速度较慢，液压马达应选用低速大扭矩变量马达，并要满足方案中所需扭矩条件。液压马达驱动齿轮转向机构采用的是行星外啮合齿轮传动。首先根据转向要求初步确定齿轮传动的主要参数，然后进行强度校核计算，最后确定了齿轮的所有参数，并选取了合适的润滑方式。该齿轮转向机构优缺点：转向平稳、速度均匀一致易控制，不仅具有反应速度快、随动性好和转向角度大等特点, 而且可实现轮胎的纯滚动, 减小轮胎磨损和完成不同模式的转向, 使平板车具有较强的灵活性。但成本高、不宜锁定。关键词：平板车，转向机构，行星齿轮，优化设计，变量AbstractThe automobile's steering system is the main device that controls its drive routes and directions, whose performance will influence the yarage and stability of automobile directly. The steering system of self-propelled flat transporter is a control system which integrates mechanics, electronics and hydraulic pressure into a whole. How to design its steering mechanism will directly influence the realization and the quality of steering control system. According to the structure characteristics and the steering requests of automobile, A steering projects that a gear steering mechanism which is driven by hydraulic motor is designed. Required by using the original suspension structure and keeping low flat advantages of original ,we will turn follower type rod into independent steering mechanism, the work requirement each wheel of flat transporter steer independently, and steering angle can be reached 180 °, that is, plus or minus steering angle can be reached 90 °,and realize straight moving. It's driving mode include straight moving, oblique, spin and driving steering, etc. Due to the wheel steering slower, variable hydraulic motor with big torque and low speed should be chosen, and it will meet the torque requirement in this work. The steering mechanism of Motor driven gear uses the planetary external gearing to drive. First, the main parameters of the gear drive are chosen .Then the strength is checked and the concrete gear structure is designed.The project has its advantages. The gear steering mechanism enjoys steady in steering, easy to control in speed, not only has the quick response speed, good with large Angle and steering, but also can realize the pure rolling tires, reduce tire wear and complete different patterns of steering, which make the flat transporter has strong flexibility. But the cost is high, unsuitable to lock.Key words: Flat transporter, Steering mechanism, Planetary gear, Variable motor目 录目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第一章 引 言11.1 课题提出的的背景、目的和意义11.2 专用车概述21.2.1 专用汽车的概念21.2.2 专用汽车国内外发展概况31.3 自行式平板运输车简介41.3.1 自行式平板车国内外发展概况41.3.2 自行式平板车的特点61.3.3 自行式平板运输车的主要参数10第二章 齿轮机构设计122.1 液压马达驱动行星外啮合齿轮转向机构122.1.1 行星齿轮传动比的推导计算122.1.2 齿轮基本参数的确定142.2 强度校核162.3 大小齿轮最终参数的确定172.3.1 大小齿轮相关参数172.3.2 马达行星齿轮的装配192.3.3 重合度的计算212.4 齿轮转向机构的润滑212.4.1 齿轮传动润滑的意义222.4.2 齿轮的润滑方式222.4.3 齿轮转向机构润滑方式的选择242.5 本章小结24第三章 液压转向系统263.1变量泵与变量马达的选取263.2液压转向系统设计原理273.3自行式重型平板车多转向工作模式293.4多转向模式的控制实现30结 论32参考文献33致 谢35第一章 引 言1.1 课题提出的的背景、目的和意义随着世界各国国民经济的增长，公路交通状况不断改善，对汽车的专业化、高速化、重型化的要求越开越明显，世界各国对专用汽车的需求逐年增加，近年来，专用汽车增长率均大于载货车增长率，各国专用车的产量占载货车市场的半壁江山。从世界各国专用汽车的技术含量看，专用汽车技术含量比普通载货汽车高，而重型专用汽车属于高技术、高附加值产品，其附加值达40%以上。近年来我国专用车辆伴随着汽车工业的进步得到迅速发展。国民经济的发展对专用车辆的专用工作装置的要求越来越高，专用工作装置呈现功能多样化、控制自动化、产品系列化等技术发展趋势。另一方面随着社会的进步和经济的发展，建设性行业及运输业也随之发展，人们对车辆的使用性能要求越来越高，尤其对专用汽车提出了越来越高的要求。普通的运输车已不能满足社会的需求，因此专用车厂家迅速发展起来，世界上大多数商用车辆为专用汽车，因为专用汽车生产量较大。而基型载货车产量所占比重较小。在一些发达国家，由于高速公路非常发达，铁路运输逐渐萎缩，专用汽车成了商用运输及各种特殊用途运输的主力，并正在朝着大型化方向发展，特别是专用半挂、专用运输车，其发动机功率越来越大，车速越来越高，性能也越来越完善1-2。伴随经济的增长和工程技术的发展，专用汽车市场已经进入了快速成长时期，城市化进程不仅会拉动经济发展，也会拉动专用车行业的发展，企业开始重视产品质量的提高、性能的完善、技术的不断进步。人们关注车辆实用性的同时，更加关注其安全可靠性和操作舒适性等特性。汽车转向系统是控制其行驶路线和方向的主要装置，它直接影响汽车的操作性和稳定性。采用液压动力转向取代传统的液压助力转向或机械转向代表了当今工程专用汽车和其他重型车辆转向机构或系统的发展方向。正确合理地设计和使用液压转向系统，对于提高各类液压机械设备及装备的工作品质和技术经济性能都具有重要的意义3。自行式重型平板运输车采用可拼接、模块化组合方式，可以根据所运设备和路面条件进行不同形式的的组合以适应运输要求，被广泛应用于建筑、矿业生产、钢铁冶炼、船舶制造、石油化工等行业，国际上大型的液压平板车的品牌主要有德国索埃勒、法国尼古拉斯、国内有上海环保设备总厂有限公司、郑州大方桥梁机械有限公司等。本文设计的自行式平板运输车载重200吨，自身重量为45吨，轴距1500mm，轮距1780mm，共6轴线。其转向系统是集机械、电子、液压为一体的协同工作控制系统。工作时要求平板车每个轮组独立转向，转向角度达到180°，即可以正负转向90°，实现横向行驶。它的转向行驶模式有：直行、斜行、横行、正常转向行驶。整车采用液压驱动、液压制动、液压升降平台高度，所以转向机构可以采用液压缸或液压马达驱动。本文对液压转向机构进行了设计研究，并根据车架结构设计出了满足转向要求的液压马达行星齿轮转向机构，并对设计出的机构进行运动仿真和强度分析验证，从而为自行式平板车独立转向机构的设计制造做出了可靠的分析依据和实验结果。1.2 专用车概述1.2.1 专用汽车的概念目前，关于“专用汽车”术语世界各国尚无统一的标准，各国对“专用汽车”这一术语的理解也不尽相同。在美国和英国的汽车资料中称为“特种汽车”（Special Type of Vehicle），它包括客车、平头货车、柴油货车、市政送货车、三轮、大型货车、救护车和殡仪车等。也有称为“专用汽车”（ Special Purpose of Vehicle），主要指消防车、救护车、机场用车和银行用车等。日本在JIS（日本工业标准）的D0101-1967（1973年批准）汽车术语中把汽车上装有专用设备，由汽车本身动力或专用发动机驱动的汽车称为特殊装备车（特装车），它包括自卸车、液罐车、消防车、混凝土搅拌车和垃圾车等；把普通汽车底盘上安装特种车身的汽车称为特种用途汽车（特用车），它包括救护车、宣传车和邮政车等；把专门为特殊作业使用而制造的具有特殊结构的汽车称
