文献综述
1.课题研究的现状及发展趋势:
拖拉机是通过牵引和驱动来完成各项移动式作业的自走式动力机[1]，也可做固定作业动力。由发动机、传动、行走、转向、液压悬挂、动力输出、电器仪表、驾驶操纵及牵引等系统或装置组成。发动机动力由传动系统传给驱动轮，使拖拉机行驶，现实生活中，常见的都是以橡胶皮带作为动力传送的媒介。按功能和用途分农业、工业和特殊用途等拖拉机；按结构类型分轮式、履带式、船形拖拉机和自走底盘等。
轮式拖拉机是拖拉机的一类，即行走装置是轮子的拖拉机，有二轮（手扶拖拉机）、四轮等多种型式，又分后轮驱动和四轮驱动。本课题研究的是马恒达的180轮式拖拉机。轮式拖拉机是我国农业机械中保有量最多的动力机械，转向系是拖拉机最重要的操纵机构，它的正确使用与维护，不仅可以减少各零件的磨损，延长使用寿命，保持正常的操纵力，减轻驾驶员的疲劳，更重要的是转向系的正常与否直接影响到行驶的安全性[2]。
Siemens NX是Siemens PLM Software公司(（前身为Unigraphics NX）出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Siemens NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。NX是UGS PLM新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。NX独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。NX可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。NX建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新，NX的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得NX通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。
用来改变或恢复车辆行驶方向的装置叫做车辆的转向器。它的功用是用来操纵车辆的行驶方向。拖拉机在工作时，除转弯外，由于路面条件及车辆本身技术状况(如两侧轮胎气压不同)等因素的影响，拖拉机在直行时也会有自动偏离原来的行驶方向，这时也需要操纵转向机构来“修正”。轮式拖拉机一般采用前轮偏转的方式进行转向。转向机构是拖拉机的重要组成部分之一。理论上，车辆转弯时，所有车轮的轴线必须相交于一点。满足这种理论关系的机构非常复杂，在实际过程中通常采用连杆梯形来逼近这种关系。因此，合理地确定转向梯形的几何参数对于保证车辆的转向特性、保持直线行驶性能、降低转向阻力、减少轮胎的磨损都具有重要的意义[3]。对拖拉机转向机构进行优化设计后，能够让车辆在转向过程中接近纯滚动，如此一来，便有效解决了轮胎磨损问题，使其使用寿命大幅提高，另外，转向灵活性也得以大幅提高，杆件所承受的力比原先更小，安全性大增[4]。
转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。机械转向系统以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。动力转向系统是兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系。动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套动力转向装置而形成的。随着配套机具的日益增多，对拖拉机的液压工作系提出了更高的要求，要求拖拉机能提供足够的液压输出满足配套机具的使用；配套机具的增多又对拖拉机的转向操纵系提出了新的要求，要求操纵更加灵活、轻便、可靠，因此静液压转向系统在中小型轮式拖拉机上得到了越来越多的应用，尤其是在四轮驱动拖拉机上应用得更为普遍。液压转向系和液压工作系既是两个独立的系统，有时又相互联系、相互影响[5]。
1851年，英国的法拉斯和史密斯首次实现了用蒸汽机进行农田耕作。后来，人们把小型蒸汽发动机安装在车辆底盘上，使之能够直接牵引农机具作业，为拖拉机的诞生奠定了基础。法国的阿拉巴尔特于1856年发明了蒸汽动力拖拉机，但其功率大、行驶速度慢、笨重、昂贵，往往需数人操作。1889年，美国的查达发动机公司制造出世界上第一台以汽油内燃机为动力的拖拉机。20世纪初，德国发明了第一台以柴油内燃机为动力的拖拉机。1906年，霍尔特创办的拖拉机制造公司制造出世界上最早的以汽油内燃机为动力的履带式拖拉机。并于翌年开始批量生产，是当时最成功的拖拉机。1910-1920年,以蒸汽机和内燃机为动力的拖拉机展开了激烈竞争，后者逐渐淘汰了前者。1932年，美国的菲尔斯当轮胎和橡胶公司生产出一种大尺寸的高花纹低压充气橡胶轮胎。极大提高了轮式拖拉机的行驶和牵引性能。20世纪40年代末，北美、西欧和澳大利亚等地用拖拉机取代牲畜进行作业，使拖拉机成为农场的主要动力[6]。
国内第一台皮带传动小型拖拉机（小四轮拖拉机）于20世纪60年代问世，70年代形成批量生产投放市场。20世纪80年代，随着农村体制改革，市场前景并不乐观的小四轮拖拉机却是产销两旺，市场需求急剧增长，很多不同规模性质的企业也是跟风上马。特别是在20世纪80年代中后期，小四轮拖拉机挽救了国内相当数量的农机企业，并为20世纪90年代拖拉机行业大发展、近几年来的辉煌时期奠定了良好的基础[7]。对于中国这样一个农业大国来说，如何更好地为广大的农民阶级服务是一个越来越重要的问题，从大的层面来看，广大农民的满意不仅对社会的稳定有所帮助，同时也将有助于提高国民的整体素质和缓解城市就业压力。从小的层面来看，改进现有的拖拉机使之能够更好地作业和保护农民的安全，对农业的高技术化和高产量会起到最直接的促进作用[8]。
拖拉机产品是我国农机领域最具代表性的产品，其产值占农机工业总产值的五分之一，历来受到各级政府部门和行业协会的极大关注，其技术实力也代表着国内农机工业的发展水平。改革开放以来，中国拖拉机工业发展迅猛[9]。作为拖拉机关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化、系列化生产的局面。中国的转向器生产，除早期投产的解放牌汽车用蜗杆滚轮式转向器，东风汽车用蜗杆肖式转向器之外，其它大部分车型都采用循环球式结构，并都具有一定的生产经验。解放、东风也都在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。由此看出，中国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。
