CN104527784A - 一种半挂牵引车高强度转向装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半挂牵引车高强度转向装置，包括与牵引车相连的下托盘以及与半挂车相连的上托盘，下托盘与上托盘相连且上托盘与下托盘能相对转动，下托盘与上托盘之间设有转向机构，当下托盘在预设角度内转向时，转向机构与下托盘相连并随下托盘转动，当下托盘转动至预设角度以外时，转向机构与下托盘分离并与上托盘相连，转向装置包括齿圈，齿圈设置于上托盘与下托盘之间且齿圈与半挂车车轮相连，齿圈由高强度钢制成：C0.38-0.50％，Si0.1-0.3％，Mn0.6-0.9％，Cr1.1-1.5％，Ni0.15-0.25％，Nb0.02-0.1％，V0.1-0.3％，余量为Fe。该转向装置能在合理角度内转向，且使用寿命长。

Description

一种半挂牵引车高强度转向装置

技术领域

本发明属于车辆牵引技术领域，涉及一种转向装置，尤其是一种半挂牵引车高强度转向装置。

背景技术

半挂车与所有的机动车一样，在转弯过程中，车后轮与前轮的行驶轮迹不是在一条弧线上，前内轮转弯半径较大，而后内轮转弯半径较小，因此，前后内轮形成转弯半径之差，从而容易产生盲区，驾驶员无法看清盲区内的路况，如果有车或者行人位于盲区内时，半挂车在转弯过程中就极易将两侧的车或行人刮倒，从而造成安全事故。

针对这种情况，人们发明了一种能使机动车后轮随前轮转动的装置，例如，授权公告号为CN 103129613A的实用新型公开了一种四轮转向装置，包括左前轮、左前转向臂、左前转向轴、前拉杆、右前转向臂、右前轮、右前转向轴顺序连接，右后转向轴、右后轮、右后转向臂、后拉杆、左后转向轴、左后转向臂、右后轮顺序连接，主动杆与右前转向臂铰接，从动杆与右后转向臂铰接，主动杆可在从动杆内滑动，这种转向装置能实现后轮随动转向，减小了后轮与前轮转弯时的半径差，从而缩小了机动车转弯时的盲区，但该装置使用在半挂车上时会运载以下技术问题，由于半挂车车身较长，体积较大，转弯时，若后轮转向角度过小，则后轮随动转向效果较差，前后轮之间转弯半径差仍然较大，依然存在较大范围的盲区，若后轮转向角度过大，又会使半挂车车尾产生较大的惯性，容易导致半挂车甩尾或者侧翻，因此，必须将半挂车后轮的转向角度控制在合理的范围内。

综上所述，为了解决上述转向装置存在的技术问题，需要设计一种使半挂车轮在合理角度内转向的半挂牵引车转向装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种使半挂车轮在合理角度内转向的使用寿命长的半挂牵引车高强度转向装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种半挂牵引车高强度转向装置，包括与牵引车相连的下托盘以及与半挂车相连的上托盘，所述下托盘与上托盘相连且上托盘与下托盘能相对转动，所述下托盘与上托盘之间设置有可转动且与半挂车轮相连的转向机构，当下托盘在预设角度内转向时，所述转向机构与下托盘相连并随下托盘转动，当下托盘转动至预设角度以外时，所述转向机构与下托盘分离并与上托盘相连。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述转向机构包括齿圈、第一连接件与第二连接件，所述齿圈设置于上托盘与下托盘之间且齿圈与半挂车车轮相连，所述第一连接件设置于下托盘上并能在下托盘上移动，所述第二连接件设置于齿圈上并能在齿圈上移动，当下托盘转动角度大于或等于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件与齿圈接触并使齿圈随下托盘转动，当下托盘转动角度大于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件与齿圈分离且第二连接件与上托盘接触并使齿圈停止转动。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述齿圈由高强度合金钢制成，其主要组成成份及其质量百分比为：C：0.38-0.50％，Si：0.10-0.30％，Mn：0.60-0.90％，Cr：1.10-1.50％，Ni：0.15-0.25％，Nb：0.02-0.10％，V：0.10-0.30％，余量为Fe。

本发明齿圈通过在氮化处理后会在表面形成一层硬度很高又耐腐蚀的氮化物(主要为Fe₂N、Fe₃N、Fe₄N)。齿圈中含碳量影响和齿圈的机械性能，碳固溶于钢中，或者与Nb、V等形成碳化物、氮化物或碳氮化物并析出，具有提高淬火后、回火后、氮化处理后的硬度的效果。为了较好地确保最终齿圈的硬度，本发明齿圈中C、Nb、V的分别需要含有0.38-0.50％、0.02-0.10％、0.10-0.30％。但是若碳含量高时会阻碍N的扩散，从而减少氮化层的厚度，还会增加粗大的析出物，降低抑制回火软化的效果，并降低齿圈的耐腐蚀性及韧性。而含碳量少时，内齿圈截面上的硬度梯度变化就会大，从而造成氮化层容易剥离。本发明齿圈材料中适当降低了Si的含量，其原因在于：若本齿圈中Si含量偏高在淬火时易生产铁素体，降低齿圈的硬度。Mn的存在不仅具有脱氧效果，还可以抑制铁素体的生产，并确保渗氮后齿圈的表面硬度，若齿圈中Mn含量过高，齿圈的加工性、耐腐蚀性将显著降低。Ni也是抑制铁素体生产，提高齿圈淬透性，提高耐腐蚀性的重要元素。若在本发明齿圈中添加过量或过低的Ni，则会严重影响齿圈的硬度、耐腐蚀性能。最重要的，本齿圈中添加有Nb及V，它们固溶于钢中，与C及N形成碳氮化物，提高齿圈的硬度、耐热性。若过量地添加Nb、V元素，不仅会促进铁素体的生产，降低齿圈的硬度，还会影响齿圈的热加工性，并产生缺陷。

作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C：0.45％，Si：0.20％，Mn：0.80％，Cr：1.20％，Ni：0.20％，Nb：0.07％，V：0.20％。

作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C：0.38％，Si：0.30％，Mn：0.60％，Cr：1.50％，Ni：0.15％，Nb：0.10％，V：0.10％。

作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C：0.50％，Si：0.10％，Mn：0.90％，Cr：1.10％，Ni：0.25％，Nb：0.02％，V：0.30％。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述齿圈通过如下加工方法制得：

S1、锻造成型：根据齿圈的组成成份及其质量百分比配料，将原料在950-1050℃下根据齿圈的尺寸规格锻造成型；

S2、粗加工：去除大量余量，将齿圈的孔、端面进行初步成型；

S3、调质：对粗加工后的齿圈进行调质处理；

S4、精车：对调质处理后的齿圈进行精车各部尺寸，外齿面留1.8-2.0mm氮化后车削余量，然后送往加工中心钻孔、攻丝；

S5、氮化处理：将齿圈在520-560℃下进行氮化热处理；

S6、粗加工、精加工：车削氮化处理后的齿圈外表面，然后依次进行粗加工和精加工，将齿圈进行整形；

S5、热处理齿淬火：将整形后的齿圈在800-840℃下进行热处理齿淬火，保温2-3小时，最后将齿圈进行抛丸，清洗，去除表面非马氏体，得齿圈成品。

本发明齿圈的加工方法在精车前添加了调质，减少了组织的偏析和锻造组织的遗传，减少了后续加工的形变，且精加工后先进行氮化处理再整形，最后进行齿淬火，且氮化处理的温度较低，充分保证了热前加工的精度，齿圈的变形及尺寸的稳定性，又能获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量，尤其是获得较高强度的心部组织，保证齿圈的表面强度，还能有效提高齿圈的综合使用性能，提高了硬度、精密性、耐磨性，从而提高了齿圈的使用寿命和转向装置的载荷能力，进而提高了半挂牵引车高强度转向装置的使用寿命，且本发明工艺简单，生产效率高，生产成本低。

在上述齿圈加工方法的步骤S3中所述调质处理中淬火温度为820-850℃，回火温度为480-520℃。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，在上托盘顶面开设有第一转向槽与第二转向槽，在上托盘内侧壁上开设有第一限位孔，在齿圈内侧壁上开设有第二限位孔，第一连接件上端伸入第一转向槽内，所述第二连接件上端伸入第二转向槽内，当下托盘转动角度大于或等于齿圈最大转动角度时，第一连接件下端位于第一限位孔内且齿圈随下托盘转动，当下托盘转动角度大于齿圈最大转动角度时，第一连接件退出第一限位孔且第二连接件下端伸入第二限位孔内。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述第一转向槽包括第一弧形槽、第二弧形槽以及分别连通第一弧形槽与第二弧形槽的两第一直线槽，第一弧形槽半径大于第二弧形槽半径，所述第二转向槽包括第三弧形槽、分别设置于第三弧形槽两端的第二直线槽以及分别与两第二直线槽相连的第四弧形槽，当下托盘转动角度小于或等于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件在第一弧形槽内移动且第二连接件在第三弧形槽内移动，当下托盘转动角度大于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件经过第一直线槽并在第二弧形槽内移动且第一连接件退出第一限位孔，所述第二连接件经过第二直线孔进入第四弧形槽内且第二连接件伸入第二限位孔内。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述下托盘上径向开设有第一容纳孔，所述第一连接件位能在第一容纳孔内径向移动并使第一连接件下端伸入第二限位孔内，所述齿圈上开设有第二容纳孔，所述第二连接件在第二容纳孔内径向移动并能使第二连接件下端伸入第一限位孔内。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述第一连接件与第二连接件均为“L”形。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述预设角度为第一限位孔的中线与两第二限位孔的中线的夹角角度，所述夹角角度为0°-30°。

在上述一种半挂牵引车高强度转向装置中，所述半挂车车轮与转向机构之间设置有转向器，所述转向器包括传动杆、转向体、横向拉杆，所述传动杆两端分别与齿圈和转向体啮合连接，所述横向拉杆一端与转向体连接，另一端与半挂车轮相连，所述传动拉杆在齿圈上啮合运动并使半挂车轮随牵引车转向。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、当牵引车轮的转向角度在半挂车轮最大转向角度内时，半挂车轮的转向角度与牵引车轮的转向角度相同且转向方向相反，当牵引车轮的转向角度大于半挂车轮的最大转向角度时，半挂车轮的转向角度被限制在其最大转向角度处，而牵引车轮的转向角度可继续增大，如此，使得半挂车轮的随动转向角度控制在一个合理的范围内，半挂车轮既能随动转向，同时不会转向过度，缩小盲区的范围，减少事故发生几率，也防止半挂车甩尾或者侧翻。

2、本发明半挂牵引车高强度转向装置中的齿圈采用特定成分配伍的合金钢制成，在现有40Cr的基础上调整了C、Si、Mn、Cr的含量，并添加了Ni、Nb、V元素，通过各元素之间产生的协同作用，并通过特定的加工方法，先调质处理，再精车，然后进行氮化处理，再进行精加再整形，最后进行齿淬火，使齿圈表面、心部都具有较高的强度、硬度、精密性、耐磨性、耐腐蚀性，从而提高了齿圈的使用寿命，进而提高了半挂牵引车高强度转向装置的使用寿命，且齿圈加工工艺简单，生产效率高，生产成本低。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的安装示意图。

图2为本发明一较佳实施例的剖视图。

图3为图2中A-A的剖视图。

图4为图2中B-B的剖视图。

图5为图2中C-C的剖视图。

图6为图5的另一状态图。

图7为图6相应的状态图。

图8为图5的另一状态图。

图9为图8相应的状态图。

图10图5的另一状态图。

图11为图10相应的状态图。

图12为本发明一较佳实施例中转向轴的平面图。

图中，1、半挂车；2、牵引车；100、上托盘；110、边罩；111、第一限位孔；120、容纳腔；121、第一圆形轨道；122、第二圆形轨道；130、第一转向槽；131、第一弧形槽；132、第二弧形槽；133、第一直线槽；140、第二转向槽；141、第三弧形槽；142、第四弧形槽；143、第二直线槽；200、下托盘；210、底盘；220、转轴；221、第一连接件；230、径向凹陷部；240、第一容纳孔；300、齿圈；310、第二限位孔；320、第二连接件；330、第二容纳孔；400、转向器；410、传动杆；420、转向体；430、横向拉杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本发明的实施例均以半挂牵引车的行驶方向为准，附图中的箭头指向方向代表本实施例中半挂牵引车的行驶方向。

如图1、图2所示，一种半挂牵引车高强度转向装置，包括与半挂车1相连的上托盘100以及与牵引车2相连的下托盘200，上托盘100与下托盘200的平面形状均为圆形。

上托盘100下表面周缘向下延伸形成有边罩110，在边罩110与上托盘100之间形成有容纳腔120，在边罩110内侧壁上开设有两第一限位孔111，两第一限位孔111以上托盘100的中轴线为中线对称设置，如图3、图7、图9、图11所示，在上托盘100顶面开设有第一转向槽130与第二转向槽140，第一转向槽130包括第一弧形槽131、第二弧形槽132以及分别将第一弧形槽131与第二弧形槽132两端连通的两第一直线槽133，第一弧形槽131半径大于第二弧形槽132半径，所述第二转向槽140包括第三弧形槽141、分别设置于第三弧形槽141两端的第二直线槽143以及分别与两第二直线槽143相连的第四弧形槽142，第一直线槽133靠近第一弧形槽131的一端与第二直线槽143靠近第三弧形槽141的一端位于同一半径线上。

下托盘200包括底盘210以及与底盘210相连的转轴220，所述转轴220直径小于底盘210直径且在转轴220与底盘210之间形成有径向凹陷部230，整个下托盘200位于上托盘100的容纳腔120内，边罩110内侧壁与底盘210外侧壁相隔开，在边罩110的作用下，防止灰尘或其它杂质进入到上托盘100与下托盘200内，保证了上托盘100与下托盘200之间的洁净，下托盘200与上托盘100相连且上托盘100与下托盘200能相对转动。

在上托盘100与下托盘200之间设置有齿圈300，齿圈300分别于上托盘100和下托盘200同轴，齿圈300套设于转轴220上且能在转轴220上周向转动，所述齿圈300分别与下托盘200和下托盘200相隔开且齿圈300与下托盘200之间形成有第一圆形轨道121，齿圈300与边罩110之间形成有第二圆形轨道122，在齿圈300内侧壁上开设有第二限位孔310，第二限位孔310的中线与齿圈300的中轴线重合，两第一限位孔111相对于第二限位孔310对称设置，该齿圈300的外表面具有外齿轮，在该齿圈300与半挂车轮之间设置有控制半挂车轮转向的转向器400，该转向器400与齿圈300啮合连接。

如图2至图11所示，在转轴220上设置有能在转轴220上径向移动的第一连接件221，第一连接件221为“L”型，其上端伸入第一转向槽130内，下端在位于第一圆形轨道121内并伸入第二限位孔310内，在齿圈300上设置有能在齿圈300上径向移动的第二连接件320，第二连接件320为“L”型，其上端位于第二转向槽140内，下端位于第二圆形轨道122内。

牵引车2转向时，下托盘200转动，第一连接件221上端在第一转向槽130内移动，在第一连接件221的限制作用下，齿圈300随下托盘200转动，第二连接件320上端在第二转向槽140内移动，下端在第二圆形轨道122内移动，齿圈300转动的同时，使转向器400带动半挂车轮转向，从而实现半挂车1随牵引车2同步转向，半挂车1与牵引车2的转向方向相反且转向角度相同，当第一连接件221由第一弧形槽131进入第一直线槽133内时，第一连接件221下端逐渐退出第二限位孔310，与此同时，第二连接件320经第二直线槽143进入到第四弧形槽142内，第二连接件320下端逐渐进入到第一限位孔111内，此时，在第一限位孔111的限位作用下，第二连接件320停止移动，齿圈300无法继续向下托盘200相同的方向转动，半挂车轮的转向角度被限定在两第一限位孔111与上托盘100中心所形成的夹角范围内，而第一连接件221脱离齿圈300，其由第一直线槽133进入到第二弧形槽132并在第二弧形槽132内继续移动，牵引车轮的转向角度可继续增大。

本发明采用上述结构，在上托盘100与下托盘200之间设置齿圈300、第一连接件221和第二连接件320，齿圈300与半挂车轮之间安装可控制半挂车轮转向的转向器400，通过第一连接件221与齿圈300接触，使下托盘200转动时带动齿圈300转动，实现半挂车轮随牵引车轮同步转向，当齿圈300转动到其限定角度时，第二连接件320与上托盘100接触并使齿圈300停止转动，而第一连接件221脱离齿圈300，下托盘200可继续转动，牵引车2的转向方向始终大于半挂车1的转向方向，将半挂车1转向角度限位在一定范围内，如此使得半挂车轮既能随牵引车轮同步转向，同时也避免半挂车轮过度转向，从而防止半挂车1甩尾严重或翻车。

如图4、图5、图6、图8、图10所示，所述下托盘200上径向开设有第一容纳孔240，第一连接件221位于第一容纳孔240内并能在第一容纳孔240内径向移动，通过第一连接件221在第一容纳孔240内移动，能实现第一连接件221与齿圈300接触或分离，当齿圈300在两第一限位孔111的范围内转动时，第一连接件221伸入第二限位孔310中并使第一连接件221下端伸入第二限位孔310内，此时，齿圈300的转动能使半挂车轮随牵引车轮转向，而当齿圈300转动至第一限位孔111时，第一连接件221向第一容纳孔240后端移动并退出第二限位孔310，第一连接件221与齿圈300脱离后，所述齿圈300上开设有第二容纳孔330，所述第二连接件320位于第二容纳孔330内并在第二容纳孔330内径向移动，通过第二连接件320在第二容纳孔330内移动，能实现第二连接件320与齿圈300接触或分离，第二连接件320在第二直线槽143的作用下在第二容纳孔330内移动，第二连接件320进入第一限位孔111中，齿圈300不再继续转动，从而实现半挂车轮转向的锁定。

进一步的，第一限位孔111的中线与两第二限位孔310的中线的夹角角度为30°，第一限位孔111的中线与第二限位孔310的中线的夹角角度决定了齿圈300的转动角度，而齿圈300的转动角度决定了半挂车轮的转向角度，当第一限位孔111的中线与两第二限位孔310的中线的夹角角度分别为30°时，半挂车轮可在左右各30°的范围内转向且转向角度与牵引车2转向角度相反，由于半挂牵引车2的长度不同，牵引车2与半挂车1的转向半径差有所区别，因此，此30°的转向范围是根据一般半挂牵引车2的长度来确定的，并不是唯一角度值，当半挂牵引车2的整体长度根据其型号等有所变化时，第一限位孔111的中线与两第二限位孔310的中线的夹角角度也可为其它角度值，只要与半挂牵引车2的长度相适应即可。

如图12所示，所述半挂车1车轮与转向机构之间设置有转向器400，所述转向器400包括传动杆410、转向体420、横向拉杆430，所述传动杆410两端分别与齿圈300和转向体420啮合连接，所述横向拉杆430一端与转向体420连接，另一端与半挂车轮相连，当牵引车2向一侧转向时，通过传动拉杆与齿圈300啮合来控制转向体420拉动相反一侧的横向拉杆430，使半挂车轮向与牵引车轮相反的一侧转向，实现半挂车1随牵引车2同步转向。

本发明在初始状态下，牵引车2与半挂车1的中轴线重合，牵引车2向一侧转向时，下托盘200转动，第一连接件221上端在第一弧形槽131内移动，在第一连接件221的限制作用下，齿圈300随下托盘200转动，第二连接件320上端在第二弧形槽132内移动，下端在第二圆形轨道122内移动，齿圈300转动的同时，使转向器400带动半挂车轮向与牵引车轮相反的方向转向，从而实现半挂车1随牵引车2同步转向，半挂车1与牵引车2的转向方向相反且转向角度相同，当第一连接件221由第一弧形槽131进入第一直线槽133内时，第一连接件221下端逐渐退出第二限位孔310，与此同时，第二连接件320经第二直线槽143进入到第四弧形槽142内，第二连接件320下端逐渐进入到第一限位孔111内，此时，在第一限位孔111的限位作用下，第二连接件320停止移动，齿圈300无法继续向下托盘200相同的方向转动，半挂车轮的转向角度被限定在两第一限位孔111与上托盘100中心所形成的夹角范围内，而第一连接件221脱离齿圈300，其由第一直线槽133进入到第二弧形槽132并在第二弧形槽132内继续移动，牵引车轮的转向角度可继续增大，牵引车2向另外一侧转向时，原理同上。

通过该结构，实现了半挂车1与牵引车2同步转向，减小了半挂车轮与牵引车轮转向时的半径差，从而缩小了盲区的范围，减少了事故的发生几率，同时，半挂车1的转向角度受到限制，也防止半挂车轮转向过度，避免了半挂车1严重甩尾或者侧翻。

其中，齿圈300由高强度合金钢制成，其主要组成成份及其质量百分比为：C：0.38-0.50％，Si：0.10-0.30％，Mn：0.60-0.90％，Cr：1.10-1.50％，Ni：0.15-0.25％，Nb：0.02-0.10％，V：0.10-0.30％，余量为Fe。

作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C：0.45％，Si：0.20％，Mn：0.80％，Cr：1.20％，Ni：0.20％，Nb：0.07％，V：0.20％。

作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C：0.38％，Si：0.30％，Mn：0.60％，Cr：1.50％，Ni：0.15％，Nb：0.10％，V：0.10％。

作为优选，所述齿圈的主要组成成份及其质量百分比为：C：0.50％，Si：0.10％，Mn：0.90％，Cr：1.10％，Ni：0.25％，Nb：0.02％，V：0.30％。

所述齿圈可通过如下加工方法制得：

S1、锻造成型：根据齿圈的组成成份及其质量百分比配料，将原料在950-1050℃下根据齿圈的尺寸规格锻造成型；

S2、粗加工：去除大量余量，将齿圈的孔、端面进行初步成型；

S3、调质：对粗加工后的齿圈进行调质处理，调质处理中淬火温度为820-850℃，回火温度为480-520℃；

S4、精车：对调质处理后的齿圈进行精车各部尺寸，外齿面留1.8-2.0mm氮化后车削余量，然后送往加工中心钻孔、攻丝；

S5、氮化处理：将齿圈在520-560℃下进行氮化热处理；

S6、粗加工、精加工：车削氮化处理后的齿圈外表面，然后依次进行粗加工和精加工，将齿圈进行整形；

S5、热处理齿淬火：将整形后的齿圈在800-840℃下进行热处理齿淬火，保温2-3小时，最后将齿圈进行抛丸，清洗，去除表面非马氏体，得齿圈成品。

实施例1

锻造成型：根据如下齿圈的组成成份及其质量百分比配料：C：0.45％，Si：0.20％，Mn：0.80％，Cr：1.20％，Ni：0.20％，Nb：0.07％，V：0.20％，余量为Fe，将原料在950-1050℃下根据齿圈的尺寸规格锻造成型；

粗加工：去除大量余量，将齿圈的孔、端面进行初步成型；

调质：对粗加工后的齿圈进行调质处理，调质处理时淬火温度为830℃，回火温度为500℃；

精车：对调质处理后的齿圈进行精车各部尺寸，外齿面留1.9mm氮化后车削余量，然后送往加工中心钻孔、攻丝；

氮化处理：将齿圈在540℃下进行氮化热处理；

粗加工、精加工：车削氮化处理后的齿圈外表面，然后依次进行粗加工和精加工，将齿圈进行整形；

热处理齿淬火：将整形后的齿圈在820℃下进行热处理齿淬火，保温2小时，最后将齿圈进行抛丸，清洗，去除表面非马氏体，得用于半挂牵引车高强度转向装置的齿圈成品。

实施例2

锻造成型：根据如下齿圈的组成成份及其质量百分比配料：C：0.38％，Si：0.30％，Mn：0.60％，Cr：1.50％，Ni：0.15％，Nb：0.10％，V：0.10％，余量为Fe，将原料在950℃下根据齿圈的尺寸规格锻造成型；

粗加工：去除大量余量，将齿圈的孔、端面进行初步成型；

调质：对粗加工后的齿圈进行调质处理，调质处理时淬火温度为850℃，回火温度为480℃；

精车：对调质处理后的齿圈进行精车各部尺寸，外齿面留2.0mm氮化后车削余量，然后送往加工中心钻孔、攻丝；

氮化处理：将齿圈在520℃下进行氮化热处理；

粗加工、精加工：车削氮化处理后的齿圈外表面，然后依次进行粗加工和精加工，将齿圈进行整形；

热处理齿淬火：将整形后的齿圈在840℃下进行热处理齿淬火，保温2小时，最后将齿圈进行抛丸，清洗，去除表面非马氏体，得用于半挂牵引车高强度转向装置的齿圈成品。

实施例3

锻造成型：根据如下齿圈的组成成份及其质量百分比配料：C：0.50％，Si：0.10％，Mn：0.90％，Cr：1.10％，Ni：0.25％，Nb：0.02％，V：0.30％，余量为Fe，将原料在1050℃下根据齿圈的尺寸规格锻造成型；

粗加工：去除大量余量，将齿圈的孔、端面进行初步成型；

调质：对粗加工后的齿圈进行调质处理，调质处理时淬火温度为820℃，回火温度为520℃；

精车：对调质处理后的齿圈进行精车各部尺寸，外齿面留1.8mm氮化后车削余量，然后送往加工中心钻孔、攻丝；

氮化处理：将齿圈在560℃下进行氮化热处理；

粗加工、精加工：车削氮化处理后的齿圈外表面，然后依次进行粗加工和精加工，将齿圈进行整形；

热处理齿淬火：将整形后的齿圈在800℃下进行热处理齿淬火，保温3小时，最后将齿圈进行抛丸，清洗，去除表面非马氏体，得用于半挂牵引车高强度转向装置的齿圈成品。

对比例中为现有技术中用40Cr通过普通的加工方法制得的普通齿圈的性能。

将本发明实施例1-3中的齿圈进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1：本发明实施例1-3中的齿圈的性能测试结果

从表1中可以看出，本发明半挂牵引车高强度转向装置中的齿圈采用特定成分配伍的合金钢制成，并通过特定的加工方法先调质处理，再精车，然后进行氮化处理，再进行精加再整形，最后进行齿淬火，使制得的齿圈表面、心部都具有较高的强度、硬度、精密性、耐磨性、耐腐蚀性，从而提高了齿圈的使用寿命，进而提高了半挂牵引车高强度转向装置的使用寿命，且齿圈加工工艺简单，生产效率高，生产成本低。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种半挂牵引车高强度转向装置，包括与牵引车相连的下托盘以及与半挂车相连的上托盘，所述下托盘与上托盘相连且上托盘与下托盘能相对转动，其特征在于，所述下托盘与上托盘之间设置有可转动且与半挂车轮相连的转向机构，当下托盘在预设角度内转向时，所述转向机构与下托盘相连并随下托盘转动，当下托盘转动至预设角度以外时，所述转向机构与下托盘分离并与上托盘相连。

2.根据权利要求1所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，所述转向机构包括齿圈、第一连接件与第二连接件，所述齿圈设置于上托盘与下托盘之间且齿圈与半挂车车轮相连，所述第一连接件设置于下托盘上并能在下托盘上移动，所述第二连接件设置于齿圈上并能在齿圈上移动，当下托盘转动角度大于或等于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件与齿圈接触并使齿圈随下托盘转动，当下托盘转动角度大于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件与齿圈分离且第二连接件与上托盘接触并使齿圈停止转动。

3.根据权利要求2所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，所述齿圈由高强度合金钢制成，其主要组成成份及其质量百分比为：C：0.38-0.50％，Si：0.10-0.30％，Mn：0.60-0.90％，Cr：1.10-1.50％，Ni：0.15-0.25％，Nb：0.02-0.10％，V：0.10-0.30％，余量为Fe。

4.根据权利要求2或3所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，所述齿圈通过如下加工方法制得：

S1、锻造成型：根据齿圈的组成成份及其质量百分比配料，将原料在950-1050℃下根据齿圈的尺寸规格锻造成型；

S2、粗加工：去除大量余量，将齿圈的孔、端面进行初步成型；

S3、调质：对粗加工后的齿圈进行调质处理；

S4、精车：对调质处理后的齿圈进行精车各部尺寸，外齿面留1.8-2.0mm氮化后车削余量，然后送往加工中心钻孔、攻丝；

S5、氮化处理：将齿圈在520-560℃下进行氮化热处理；

S6、粗加工、精加工：车削氮化处理后的齿圈外表面，然后依次进行粗加工和精加工，将齿圈进行整形；

S5、热处理齿淬火：将整形后的齿圈在800-840℃下进行热处理齿淬火，保温2-3小时，最后将齿圈进行抛丸，清洗，去除表面非马氏体，得齿圈成品。

5.根据权利要求4所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，齿圈加工方法步骤S3中所述调质处理中淬火温度为820-850℃，回火温度为480-520℃。

6.根据权利要求2所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，在上托盘顶面开设有第一转向槽与第二转向槽，在上托盘内侧壁上开设有第一限位孔，在齿圈内侧壁上开设有第二限位孔，第一连接件上端伸入第一转向槽内，所述第二连接件上端伸入第二转向槽内，当下托盘转动角度大于或等于齿圈最大转动角度时，第一连接件下端位于第一限位孔内且齿圈随下托盘转动，当下托盘转动角度大于齿圈最大转动角度时，第一连接件退出第一限位孔且第二连接件下端伸入第二限位孔内。

7.根据权利要求6所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，所述第一转向槽包括第一弧形槽、第二弧形槽以及分别连通第一弧形槽与第二弧形槽的两第一直线槽，第一弧形槽半径大于第二弧形槽半径，所述第二转向槽包括第三弧形槽、分别设置于第三弧形槽两端的第二直线槽以及分别与两第二直线槽相连的第四弧形槽，当下托盘转动角度小于或等于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件在第一弧形槽内移动且第二连接件在第三弧形槽内移动，当下托盘转动角度大于齿圈最大转动角度时，所述第一连接件经过第一直线槽并在第二弧形槽内移动且第一连接件退出第一限位孔，所述第二连接件经过第二直线孔进入第四弧形槽内且第二连接件伸入第二限位孔内。

8.根据权利要求7所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，所述下托盘上径向开设有第一容纳孔，所述第一连接件位能在第一容纳孔内径向移动并使第一连接件下端伸入第二限位孔内，所述齿圈上开设有第二容纳孔，所述第二连接件在第二容纳孔内径向移动并能使第二连接件下端伸入第一限位孔内。

9.根据权利要求6或7或8所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，所述第一连接件与第二连接件均为“L”形，所述预设角度为第一限位孔的中线与两第二限位孔的中线的夹角角度，所述夹角角度为0°-30°。

10.根据权利要求1所述的半挂牵引车高强度转向装置，其特征在于，所述半挂车车轮与转向机构之间设置有转向器，所述转向器包括传动杆、转向体、横向拉杆，所述传动杆两端分别与齿圈和转向体啮合连接，所述横向拉杆一端与转向体连接，另一端与半挂车轮相连，所述传动拉杆在齿圈上啮合运动并使半挂车轮随牵引车转向。