近年来,随着国内基础建设的不断投入,以及风电、石化等行业的吊装需求,工程起重机行业取得了飞速的发展。风电行业作业环境恶劣,道路条件差,国内大规模风电场的建设,极大的刺激了大吨位汽车起重机的发展,特别是全地面起重机。全地面起重机具有机动性好,承载能力大,越野能力强等优势;同时具有转场方便,工作效率高的特点;在临时修建的山路条件下,强大的通过性和灵活的转向模式发挥出了普通汽车起重机无可比拟的优势。本文的研究对象是一款六轴全地面起重机底盘的转向系统。该车型上市销售后,市场反馈了两个问题,一个是车轮早期磨损,另一个是转向拉杆变形。后经过对转向系统重新进行设计分析,发现转向机构的设计存在两个方面的问题,一是转向时转向车轮转向轨迹不统一,转向轮没有绕同一个圆心转向,转向轮的侧滑加剧了轮胎的磨损;二是转向拉杆刚度匹配不合理,个别拉杆刚度明显低于其他拉杆,导致车辆在不良路面行驶时易发生拉杆变形的问题。本文介绍了阿克曼原理,并对多轴转向车辆的转角函数关系进行了推导,对六轴全地面起重机的底盘转向中心进行了计算,得出了转向中心位于第四轴中心的结论。介绍了六轴车辆转向机构的主要组成部件,并对各部件的联接与约束关系进行了定义,在ADAMS仿真软件中建立了六轴车辆的转向机构模型。针对车轮早期磨损问题,以车轮实际转角与理论转角的转角差为优化目标,对转向机构进行了仿真分析,通过优化设计的方法,对转向杆系的铰点布置进行了优化。同时考虑了悬架导向机构可能对转向机构产生的干扰,分析了两者的匹配性,并给出了最佳的匹配效果。针对转向拉杆易发生变形的问题,提取了车辆可能遇到的三种不同恶劣行驶路况,并对每种工况下转向系的压力进行了计算,依次在ADAMS模型中对不同工况下的受力进行了仿真分析,得出了不同工况下的转向拉杆的安全系数,找到了原始设计中拉杆刚度不足的位置,为后续对拉杆刚度的设计改进奠定了理论基础。本文通过ADAMS仿真软件的应用,以阿克曼原理为理论基础,优化了车轮实际转角和理论转角的转角差,通过实验验证以及改进后市场的反馈,证明了对转向杆系铰点实施的改进方案很好地改善了原车型存在的车轮早期磨损问题。针对拉杆容易变形的问题,特别是第八转向拉杆的频繁变形问题,通过仿真找到了原始设计存在的缺陷,对第八转向拉杆的横截面积进行了增加,使整套拉杆的刚度更加均衡。很好地解决了第八转向拉杆在极端工况下的变形问题。本文通过对六轴全地面起重机底盘转向系统存在的两个问题进行了分析与改进,以理论介绍和实例演算并举为思路,在分析问题和解决问题的过程中,实际上为转向系统的设计和改进提供了一套切实可行的设计手段以及优化方法。梳理了常规设计时应该考虑的设计要领和设计流程,在缩短研发周期以及提高设计准确性等方面具有很好的工程应用价值。