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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
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KD1060 GOODS VEHICLE DESIGN
(STEERING SYSTEM AND THE FRONT AXLE)
ABSTRACT
The 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 change slide 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
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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
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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.............11
§4.5 主销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算...13
§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...............25
第六章 转向系主要零件的强度计算......................26
§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..............................................29
致谢..................................................30
外文资料及翻译........................................31
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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。
轻型载货汽车各个领域得到了广泛应用，对于它的设计是依据以往理论
知识及实践经验，在满足其功用的前提下来进行的。转向系统是用来保持或
改变汽车行驶方向的机构，它在整体设计中亦有其重要地位，对转向时车轮
正确运动和汽车的安全行驶有重大影响，这就要求其工作可靠、操纵轻便。
在目前的设计和使用方面，转向系统由机械式和动力式两类，由于动力
式转向系统能减轻驾驶员的负担，而且操作方便，所以到广泛使用。机械式
转向系统由于造价低廉，而且能够满足轻型货车等一大部分汽车的转向需要，
固也得到了广泛的使用。机械式转向系由操纵机构、转向器和转向传动机构
组成，其重点是转向器和传动机构的设计。现今国内轻型汽车多才用整体式
循环球式转向器，整体式后置梯形。
本毕业设计说明书，主要讲述了前桥和转向系统的选择设计和方案分析。
对前桥和转向系统的分类和工作原理进行了深入的对比和分析，选出最优方
案来进行设计；对于转向系统的重要组成部分转向器和转向传动机构进行分
析设计，选择合适的机构和零件。
