[CAD圖紙全套]汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 錄 摘要 I 1 章 緒論 1 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1 轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)要求 1 特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀 2 其他系統(tǒng)比較 2 特點(diǎn) 2 國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用狀況 3 本課題的研究意義 4 第 2 章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體組成 5 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)理及類(lèi)型 5 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)理 5 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)的類(lèi)型 7 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件 9 扭矩傳感器 9 車(chē)速傳感器 9 電動(dòng)機(jī) 9 減速機(jī)構(gòu) 10 電子控制 單元 10 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的助力特性 11 第 3 章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求 12 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 12 轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定 13 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì) 14 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向橫拉桿的運(yùn)動(dòng)分析 22 齒輪齒條傳動(dòng)受力分析 24 齒輪軸的強(qiáng)度校核 24 第 4 章 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 29 結(jié)構(gòu)與布置 29 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 用解析法求內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系 30 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 32 目標(biāo)函數(shù)的建立 32 設(shè)計(jì)變量與約束條件 33 研究結(jié)論 36 結(jié)論 37 致謝 39 參考文獻(xiàn) 40 附錄 1 41 附錄 2 46 全套圖紙， 扣扣 414951605 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 要 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向的能源不同分 為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩類(lèi)。 汽車(chē)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種新型的汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，與傳統(tǒng)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，采用電動(dòng)機(jī)直接提供助力，具有多方面優(yōu)越性。近年來(lái)已有很多中高檔汽車(chē)配備了動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝置， 究也成為汽車(chē)工業(yè)的熱門(mén)課題之一，具有重要研究?jī)r(jià)值和巨大潛在應(yīng)用前景。 在本文中重點(diǎn)進(jìn)行齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)計(jì)算和對(duì)轉(zhuǎn)向齒輪軸的校核，及轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要方法和理論采用汽車(chē)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)和大學(xué)所學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，并做了歸納和總結(jié)。 關(guān)鍵詞 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；齒 輪齒條轉(zhuǎn)向器；優(yōu)化設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） he be is a of In in a a in on of of of in to 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 章 緒論 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系是用來(lái)保持或者改變汽車(chē)行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。它由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車(chē)的一個(gè)重要組成部分，其性能的 好壞將直接影響到汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性、穩(wěn)定性、和行駛安全性。目前汽車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)主要有七大類(lèi)：手動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 液壓助力轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 電控液壓助力轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 4主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 線(xiàn)控轉(zhuǎn)向技術(shù)（ 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)市場(chǎng)上以 用為主。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向具有節(jié)約燃料、有利于環(huán)境、可變力轉(zhuǎn)向、易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品模塊化等優(yōu)點(diǎn)，是一項(xiàng)緊扣當(dāng)今汽車(chē)發(fā)展主題的新技術(shù)，他是目前國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)向技術(shù)的研究熱點(diǎn)。 轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)要求 (1) 汽 車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車(chē)輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車(chē)輪不應(yīng)有側(cè)滑。不滿(mǎn)足這項(xiàng)要求會(huì)加速輪胎磨損，并降低汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。 (2) 汽車(chē)轉(zhuǎn)型行駛后，在駕駛員松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動(dòng)返回到直線(xiàn)行駛位置，并穩(wěn)定行駛。 (3) 汽車(chē)在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生共振，轉(zhuǎn)向盤(pán)沒(méi)有擺動(dòng)。 (4) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使車(chē)輪產(chǎn)生的擺動(dòng)應(yīng)最小。 (5) 保證汽車(chē)有較高的機(jī)動(dòng)性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。 (6) 操縱輕便。 (7) 轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤(pán)的反沖力要盡可能 小。 (8) 轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。 (9) 在車(chē)禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤(pán)由于車(chē)架或車(chē)身變形而共同后移時(shí)，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。 (10) 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀 其他系統(tǒng)比較 對(duì)于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) (電動(dòng)機(jī)僅在汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)才工作并消耗蓄電池能量；而對(duì)于常流式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，因液壓泵處于長(zhǎng)期工作狀態(tài)和內(nèi)泄漏等原因要消耗較多的能量。兩者比較，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的燃料 消耗率僅為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向的 16% 20%。 液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的工作介質(zhì)是油，任何部位出現(xiàn)漏油，油壓將建立不起來(lái)，不僅失去助力效能，并對(duì)環(huán)境造成污染。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障停止工作時(shí)，液壓泵也不工作，結(jié)果也會(huì)喪失助力效能，這就降低了工作可靠性。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)不存在漏油的問(wèn)題，只要蓄電池內(nèi)有電提供給電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，就能有助力作用，所以工作可靠。若液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的油路進(jìn)入空氣或者貯油罐油面過(guò)低，工作時(shí)將產(chǎn)生較大噪聲，在排除氣體之前會(huì)影響助力效果；而電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向僅在電動(dòng)機(jī)工作時(shí)有輕微的噪聲。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向與液壓動(dòng) 力轉(zhuǎn)向比較，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)僅需克服轉(zhuǎn)向器的摩擦阻力，不存在回位彈簧阻力和反映路感的油壓阻力。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向還有整體結(jié)構(gòu)緊湊、部件少、占用的空間尺寸小、質(zhì)量比液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向約輕 20%25%以及汽車(chē)上容易布置等優(yōu)點(diǎn)。 特點(diǎn) (1） 能環(huán)保。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液壓泵始終處于工作狀態(tài)，液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量增加了 3%5%,而 蓄電池為能源，以電機(jī)為動(dòng)力元件，可獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)工作， 乎不直接消耗發(fā)動(dòng)機(jī)燃油。 存在液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的燃油泄漏問(wèn)題， 過(guò)電子控制 ，對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有污染。 (2） 配方便。 主要部件可以集成在一起，易于布置，與液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向相比減少了許多原件，沒(méi)有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、壓力流量控制閥、儲(chǔ)油罐等，原件數(shù)目少，裝配方便，節(jié)約時(shí)間。 (3） 率高。 液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)效率一般在 60%70%，而 效率較高，可高達(dá) 90%以上。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4） 感好。 傳統(tǒng)純液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系大多采用固定放大倍數(shù)，工作驅(qū)動(dòng)力大，但卻不能實(shí)現(xiàn)汽車(chē)在各種車(chē)速下駕駛時(shí)的輕便性和路感。而 統(tǒng)的滯后性可以通過(guò) 制器的軟件加以補(bǔ)償，是汽車(chē)在 各種速度下都能得到滿(mǎn)意的轉(zhuǎn)向助力。 (5） 正性好。 統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅操作簡(jiǎn)便，還可以通過(guò)調(diào)整 制器的軟件，得到最佳的回正性，從而改善汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和舒適性。 (6）動(dòng)力性。 統(tǒng)可隨車(chē)速的高低主動(dòng)分配轉(zhuǎn)向力，不直接消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率，只在轉(zhuǎn)向時(shí)才起助力作用，保障發(fā)動(dòng)機(jī)充足動(dòng)力。（不像 壓系統(tǒng)，即使在不轉(zhuǎn)向時(shí)，油泵也一直運(yùn)轉(zhuǎn)處于工作狀態(tài)，降低了使用壽命） 國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用狀況 國(guó)外 發(fā)展之路： 因?yàn)槲⑿娃I車(chē)上狹小的發(fā)動(dòng)機(jī)艙空間給液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝帶來(lái) 了很大的麻煩，而 件比較少，重量輕，裝配方便，比較適合在微型轎車(chē)上安裝。因此在國(guó)外， 統(tǒng)首先是在微型轎車(chē)上發(fā)展起來(lái)的。 上世紀(jì) 80年代初期，日本鈴木公司首次在其 車(chē)上安裝了 統(tǒng)，隨后還應(yīng)用在其 上。此后， 日本得到迅速發(fā)展。出于節(jié)能環(huán)保的考慮，歐、美等國(guó)的汽車(chē)公司也相繼對(duì) 行了開(kāi)發(fā)和研究。雖然比日本晚了十年時(shí)間，但是歐美國(guó)家的開(kāi)發(fā)力度比較大，所選擇的產(chǎn)品類(lèi)型也有所不同。日本起初選擇了技術(shù)相對(duì)成熟的有刷電機(jī)。 有刷電機(jī)比較成熟，在汽車(chē)上的應(yīng)用較廣，比如雨刷、車(chē)窗 等部分，稍作改進(jìn)就適應(yīng)了 要求，因此研發(fā)周期較短，上世紀(jì) 80年代末期就開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化，主要裝配在微型車(chē)上。而歐美則選擇了難度較大的無(wú)刷電機(jī)，但是電子控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，延長(zhǎng)了研發(fā)周期。直到 90年代中期歐美才開(kāi)始量產(chǎn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看，有刷電機(jī)存在一定弊端，比如電機(jī)產(chǎn)生的噪聲較難克服，磨損較嚴(yán)重，存在電磁干擾等問(wèn)題。因此，日本現(xiàn)在國(guó)內(nèi)裝配的 逐漸轉(zhuǎn)向無(wú)刷電機(jī)了。 國(guó)內(nèi) 發(fā)展現(xiàn)狀： 我國(guó)汽車(chē)電子行業(yè)的總體發(fā)展相對(duì)滯后，但是，隨著汽車(chē)對(duì)環(huán)保、節(jié)能 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 安全性要求的進(jìn)一步提高，代表著現(xiàn)代汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展方向的 動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已被我國(guó)列為高新科技產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目之一，國(guó)內(nèi)各大院校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在進(jìn)行 術(shù)的研究，也有少數(shù)供應(yīng)商能批量提供轉(zhuǎn)向軸式的統(tǒng)。但總的來(lái)講目前國(guó)內(nèi) 術(shù)還不成熟；供應(yīng)商所提供的 統(tǒng)還未達(dá)到產(chǎn)品級(jí)的要求，且類(lèi)型單一，還不能滿(mǎn)足整車(chē)廠(chǎng)需要。據(jù)悉，自主品牌研發(fā)的 統(tǒng)離產(chǎn)業(yè)化就差整車(chē)廠(chǎng)批量裝車(chē)認(rèn)可這一臺(tái)階了，相信很快就可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。 統(tǒng)是未來(lái)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì) 。 本課題的研究意義 隨著科技的發(fā)展和人們生活水平及環(huán)保意識(shí)的提高，汽車(chē)轉(zhuǎn)向助力肯定會(huì)向更輕便、更節(jié)能、更安全的方向發(fā)展，而本課題正是沿著這個(gè)方向?qū)ζ?chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了研究?，F(xiàn)存的汽車(chē)，大部分都是傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，甚至沒(méi)有助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能提供比其更安全、更舒適的轉(zhuǎn)向操控性和節(jié)能效果。本課題對(duì)該系統(tǒng)的進(jìn)行了深入的研究，并將其應(yīng)用于實(shí)踐，這對(duì)于推動(dòng)該系統(tǒng)的發(fā)展和最終的產(chǎn)品化應(yīng)用，對(duì)于推動(dòng)機(jī)械、傳感器技術(shù)和電子器件制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于提高我國(guó)汽車(chē)電子化水平和加快轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有十分重要的意義。 在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車(chē)領(lǐng)域必定會(huì)有廣泛的應(yīng)用。 本章小 結(jié) 這一章介紹了現(xiàn)在應(yīng)用的汽車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)，并對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了分析比較。還闡述了 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體組成 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)理及類(lèi)型 近年來(lái)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在乘用車(chē)上得到應(yīng)用，并有良好的發(fā)展前景。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，除去應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足對(duì)液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)的一些相似要求以外，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足：具有故障自診斷和報(bào)警功能；有良好的抗振動(dòng)和抗干擾能力等；當(dāng)?shù)孛媾c車(chē)輪之間有反向沖擊力作用時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)迅速反應(yīng)，制止轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)；在過(guò)載使用條件 下有過(guò)載保護(hù)功能等。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)理 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由機(jī)械轉(zhuǎn)向器與電動(dòng)助力部分相結(jié)合構(gòu)成。電動(dòng)助力部分包括電動(dòng)機(jī)、電池、傳感器和控制器（ 線(xiàn)束，有的還有減速機(jī)構(gòu)和電磁離合器等（圖 2 E C 動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)示意圖 目前用于乘用車(chē)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器，均采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。其功能除用來(lái)傳遞來(lái)自轉(zhuǎn)向盤(pán)的力矩與運(yùn)動(dòng)以外，還有增扭、降速作用。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 向過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)將來(lái)自蓄電池的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能向轉(zhuǎn)向系輸出而構(gòu)成轉(zhuǎn)向助力矩，并完成助力作用。與電動(dòng)機(jī)連接的減速機(jī)構(gòu)有蝸輪蝸 桿、滾珠螺桿螺母或行星齒輪機(jī)構(gòu)等，其作用也是降速、增扭。裝在減速機(jī)構(gòu)附近的離合器（通常為電磁離合器）是為了保證電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)只在預(yù)先設(shè)定的行駛速度范圍內(nèi)工作。在車(chē)速達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，離合器分離，并暫時(shí)停止電動(dòng)機(jī)的助力作用。與此同時(shí)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)也暫時(shí)轉(zhuǎn)為機(jī)械式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，離合器也自動(dòng)分離。離合器分離后再行轉(zhuǎn)向時(shí)，可不必因帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)而消耗駕駛員體力。單片式電磁離合器包括主動(dòng)輪、從動(dòng)軸、壓盤(pán)、磁化線(xiàn)圈和滑環(huán)等。 6 軸承 7 滑環(huán) 8 電動(dòng)機(jī) 圖 2磁離合器工作原理簡(jiǎn)圖 其工作原理如圖所示，裝有磁化線(xiàn)圈 2 的主動(dòng)輪 1 與電動(dòng)機(jī)軸固定連接，來(lái)自控制器的控制電流經(jīng)滑環(huán) 7 輸入磁化線(xiàn)圈，于是主動(dòng)輪產(chǎn)生電磁吸力，將壓盤(pán) 3 吸到主動(dòng)輪上，然后電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)主動(dòng)輪、壓盤(pán)及壓盤(pán)轂上的花鍵傳給從動(dòng)軸 5，實(shí)現(xiàn)助力作用。 汽車(chē)以較高車(chē)速轉(zhuǎn)向行駛，作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力矩將減小，以至于達(dá)到無(wú)需助力的程度，此時(shí)可設(shè)定：達(dá)到此車(chē)速時(shí)，電磁離合器停止工作。還有，在電動(dòng)機(jī)停止工作以后，電磁離合器在控制器的控制下也要分離或者自動(dòng)分 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 。此后，在進(jìn)行再進(jìn)行轉(zhuǎn)向?qū)⒉淮嬖谥ψ饔?，?至電動(dòng)機(jī)恢復(fù)工作為止。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的工作原理如下： 當(dāng)駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)施力并轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)，位于轉(zhuǎn)向盤(pán)下方與轉(zhuǎn)向軸連接的轉(zhuǎn)矩傳感器將經(jīng)扭桿彈簧連接在一起的上、下轉(zhuǎn)向軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳至控制器，在同一時(shí)刻車(chē)速信號(hào)也傳至控制器。根據(jù)以上兩信號(hào)，控制器確定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和助力轉(zhuǎn)矩的大小。之后，控制器將輸出的數(shù)字量經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為模擬量，并將其輸入電流控制電路。電流控制電路將來(lái)自微機(jī)的電流命令值同電動(dòng)機(jī)電流的實(shí)際值進(jìn)行比較后生成一個(gè)差值信號(hào)，同時(shí)將此信號(hào)送往電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，該電路驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 機(jī)，并向電動(dòng)機(jī)提供控制電流，完成助力轉(zhuǎn)向作用。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類(lèi)型 統(tǒng)依據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置的不同可分為轉(zhuǎn)向軸助力式、小齒輪助力式、齒條助力式三個(gè)基本類(lèi)型（圖 2 a） b) c) a) 轉(zhuǎn)向軸助力式 b) 齒輪助力式 c） 齒條助力式 圖 2統(tǒng)的類(lèi)型 (1) 轉(zhuǎn)向軸助力式 轉(zhuǎn)向軸助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)布置在靠近轉(zhuǎn)向盤(pán)下方，并 經(jīng)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸連接（圖 2這種布置方案的特點(diǎn)是： 由于轉(zhuǎn)向軸助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)布置在駕駛室內(nèi)，所以有良好 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 工作條件；因電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩經(jīng)過(guò)減速機(jī)構(gòu)增大后傳給轉(zhuǎn)向軸，所以電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩相對(duì)小些，電動(dòng)機(jī)尺寸也小，這又有利于在車(chē)上布置和減輕質(zhì)量；電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、減速機(jī)構(gòu)、電磁離合器等裝為一體是結(jié)構(gòu)緊湊，上述部件又與轉(zhuǎn)向器分開(kāi)，故拆裝與維修工作容易進(jìn)行；轉(zhuǎn)向器仍然可以采用通用的典型結(jié)構(gòu)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器；電動(dòng)機(jī)距駕駛員和轉(zhuǎn)向盤(pán)近，電動(dòng)機(jī)的工作噪聲和振動(dòng)直接影響駕駛員；轉(zhuǎn)向軸等零件 也要承受來(lái)自電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩的作用，為使其強(qiáng)度足夠，必須增大受載件的尺寸；盡管電動(dòng)機(jī)的尺寸不大，但因這種布置方案的電動(dòng)機(jī)靠近方向盤(pán)，為了不影響駕駛員腿部的動(dòng)作，在布置時(shí)仍然有一定的困難。 (2)齒輪助力式 齒輪助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)布置在與轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪相連接的位置（圖 2并通過(guò)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)助力。這種布置方案的特點(diǎn)是： 電動(dòng)機(jī)布置在地板下方、轉(zhuǎn)向器上部，工作條件比較差對(duì)密封要求較高；電動(dòng)機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩基于與轉(zhuǎn)向軸助力式相同的原因可以小些，因而電動(dòng)機(jī)尺寸小，同時(shí)轉(zhuǎn)矩傳感器、減速機(jī)構(gòu)等的結(jié) 構(gòu)緊湊、尺寸也小，這將有利于在整車(chē)上的布置和減小質(zhì)量；轉(zhuǎn)向軸等位于轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪以上的零部件，不承受電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩的作用，故尺寸可以小些；電動(dòng)機(jī)距駕駛員遠(yuǎn)些，它的動(dòng)作噪聲對(duì)駕駛員影響不大，但震動(dòng)仍然會(huì)傳到轉(zhuǎn)向盤(pán)；電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)等與轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪裝在一個(gè)總成內(nèi)，拆裝時(shí)會(huì)因相互影響而出現(xiàn)一定的困難；轉(zhuǎn)向器與典型的轉(zhuǎn)向器不能通用，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)、制造。 (3)齒條助力式 齒條助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)構(gòu)等布置在齒條處（圖 2并直接驅(qū)動(dòng)齒條實(shí)現(xiàn)助力。這種布置方案的特 點(diǎn)是： 電動(dòng)機(jī)位于地板下方，相比之下，工作噪聲和振動(dòng)對(duì)駕駛員的影響都小些；電動(dòng)機(jī)減速機(jī)構(gòu)等不占據(jù)轉(zhuǎn)向盤(pán)至地板這段空間，因而有利于轉(zhuǎn)向軸的布置，駕駛員腿部的動(dòng)作不會(huì)受到它們的干擾；轉(zhuǎn)向軸直至轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪均不承受來(lái)自電動(dòng)機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩作用，故他們的尺寸能小些；電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)等工作在地板下方，條件較差，對(duì)密封要求良好；電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩只經(jīng)過(guò)減速機(jī)構(gòu)增扭，沒(méi)有經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向器增扭，因而必須增大電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩才能有良好的助力效果，隨之而來(lái)的是電動(dòng)機(jī)尺寸增大、質(zhì)量增加；轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)與典型的相差很多，必須單獨(dú)設(shè)計(jì)制造 ；采用滾珠螺桿螺母減速機(jī)構(gòu)時(shí)，會(huì)增加制造難度與成本；電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向器占用的空間雖然大一些，但用于前軸負(fù)荷大，前部空間相對(duì)寬松一些的乘用車(chē)上不是十分突出的問(wèn)題。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件 要由扭矩傳感器、車(chē)速傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元成。 扭矩傳感器 扭矩傳感器檢測(cè)扭轉(zhuǎn)桿扭轉(zhuǎn)變形，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?hào)并輸出至電子控制單元，是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。扭距傳感器由分相器單元 1、分相器單元 2 及扭桿組成（如圖 2 圖 2距傳感器 轉(zhuǎn)子部分的分 相器單元 1 固定于轉(zhuǎn)向主軸，轉(zhuǎn)子部分的分相器單元 2 固定于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸。扭轉(zhuǎn)桿扭轉(zhuǎn)后，使兩個(gè)分相器單元產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)角度，電子控制單元根據(jù)兩個(gè)分相器的相對(duì)位置決定對(duì) 動(dòng)機(jī)提供多少電壓。 車(chē)速傳感器 車(chē)速傳感器的功能是測(cè)量汽車(chē)的行駛速度。目前，轎車(chē) 制器一般都從整車(chē) 線(xiàn)中提取車(chē)速信號(hào)。 電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)角傳感器、定子及轉(zhuǎn)子組成（如圖 2 將電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)布置在齒條處，并直接驅(qū)動(dòng)齒條實(shí)現(xiàn)助力。通過(guò)轉(zhuǎn) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 傳感器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度防止扭矩波動(dòng)。 圖 2動(dòng)機(jī) 結(jié)構(gòu) 減速機(jī)構(gòu) 減速機(jī)構(gòu)采用滾珠式減速齒輪機(jī)構(gòu)，將其固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到減速機(jī)構(gòu)，經(jīng)過(guò)滾珠及蝸桿傳到齒條軸上。滾珠在機(jī)構(gòu)內(nèi)部經(jīng)過(guò)導(dǎo)向進(jìn)行循環(huán)。 電子控制 單元 電子控制單元（ 功能是依據(jù)扭矩傳感器和車(chē)速傳感器的信號(hào)，進(jìn)行分析和計(jì)算后，發(fā)出指令，控制電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作。此外， 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等信號(hào)判斷系統(tǒng)工作是否正常，一旦系統(tǒng)工作異常，電動(dòng)助力被切斷；同時(shí) 障指示燈亮，并以故障所對(duì) 應(yīng)的模式閃爍。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的助力特性 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的助力特性由軟件設(shè)定。通常將助力特性曲線(xiàn)設(shè)計(jì)成隨著汽車(chē)行駛速度 變化而變化，并將這種助力特性稱(chēng)之為車(chē)速感應(yīng)型。圖 2出的車(chē)速感應(yīng)型助力特性曲線(xiàn)表明，助力既是作用到轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力矩的函數(shù)，同時(shí)也是車(chē)速的函數(shù)。 電動(dòng)機(jī)電流/7 ， 25 ）（ 7 ， 17 ）（ 7 ， 11 ）（ 7 ， 7 ）（ 7 ， 4 ）（ 7 ， 1 ）0 10 40 30 35 20 速感應(yīng)型助力特性 當(dāng)車(chē)速 時(shí)，相當(dāng)于汽車(chē)在原地轉(zhuǎn)向，助力特性曲線(xiàn)的位置居其他各條曲線(xiàn)之上，助力強(qiáng)度達(dá)到最大。隨著車(chē)速 斷升高，助力特性曲線(xiàn)的位置也逐漸降低，直至車(chē)速 止，此時(shí)的助力強(qiáng)度 已為最小，而路感強(qiáng)度達(dá)到最大。 本章小結(jié) 本章主要是介紹了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的組成、工作原理，以及對(duì)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的三種布置形式進(jìn)行了分析對(duì)比。還有分析了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各主要部件的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程和助力特性。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 章 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求 （ 1）運(yùn)動(dòng)學(xué)上應(yīng)保持轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角和駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)角之間保持一定的比例關(guān)系。 （ 2）隨著轉(zhuǎn)向輪阻力的增大（或減小），作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的手力必須增大（或減?。Q(chēng)之為“路感”。 （ 3）當(dāng)作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的切向力 h 時(shí)（因汽車(chē)形式不同而異），動(dòng)力轉(zhuǎn)向器就開(kāi)始工作。 （ 4）轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤(pán)應(yīng)自動(dòng)回正，并使汽車(chē)保持在穩(wěn)定的直線(xiàn)行駛狀態(tài)。 （ 5）工作靈敏。 （ 6）動(dòng)力轉(zhuǎn)向失靈時(shí)，仍能用機(jī)械系統(tǒng)操縱車(chē)輪轉(zhuǎn)向。 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、質(zhì)量輕、剛性好、使用可靠；傳動(dòng)效率高達(dá) 90%；根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四種形式：中間輸入，兩端輸出（圖 3側(cè)面輸入，兩端輸出（圖 3側(cè)面輸入，中間輸出（圖 3側(cè)面輸入，一端輸出圖（圖3 圖 3輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種形式 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定 為了保證行駛安全，組成轉(zhuǎn)向系的各零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。欲驗(yàn)算轉(zhuǎn)向系零件的強(qiáng)度，需首先確定作用在各零件上的力。影響這些力的主要因素有轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷、路面阻力和輪胎氣壓等。為轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力，包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力、車(chē)輪穩(wěn)定阻力、輪胎變形阻力和轉(zhuǎn)向系中的內(nèi)摩擦阻力等。 精確地計(jì)算出這些力是困難的。為此用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算汽車(chē)在瀝青或者混凝 土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩 7 21 (3式中 f 輪胎和路面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)； 1G 轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷，單位為 N； P 輪胎氣壓，單位為 作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的手力 72 1 5222 1 W (3式中 1L 轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng) , 單位為 原地轉(zhuǎn)向阻力矩 , 單位為 N2L 轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng) , 單位為 為轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑 ,單位為 i 轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比； 轉(zhuǎn)向器正效率。 因齒輪齒條式轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無(wú)轉(zhuǎn)向搖臂 ， 故 代入數(shù)值 。對(duì)給定的汽車(chē)，用上式計(jì)算出來(lái)的作用力是最大值。因此，可以用此值作為計(jì)算載荷 。 梯形臂長(zhǎng)度的計(jì)算 2L ： 輪輞直徑166梯形臂長(zhǎng)度 2L = =162. 6 （ 3 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2L =160胎直徑的計(jì)算 2 0 R =225= （ 3 取 530向橫拉桿直徑的確定： 5 7 744 33 （ 3-5）a = 2L ; a R 16 因此 取 15步估算主動(dòng)齒輪軸的直徑： n 9 3 21616 33 m a x （ 3 =140以 取 18述的計(jì)算只是初步對(duì)所研究的轉(zhuǎn)向系載荷的確定。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì) (一 ) 統(tǒng)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的主要元件 （ 1)齒條是在金屬殼體內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)的，加工有齒形的金屬條。轉(zhuǎn)向器殼體是安裝在前橫梁或前圍板的固定位置上的。齒條代替梯形轉(zhuǎn)向桿系的搖桿和轉(zhuǎn)向搖臂，并保證轉(zhuǎn)向橫拉桿在適當(dāng)?shù)母叨纫允顾麄兣c懸架下擺臂平行。齒條可以比作是梯形轉(zhuǎn)向桿系的轉(zhuǎn)向直拉桿。導(dǎo)向座將齒條支持在轉(zhuǎn)向器殼體上。齒條的橫向運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)或推動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿，使前輪轉(zhuǎn)向。 表 3條的尺寸設(shè)計(jì)參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 尺寸參數(shù) ( 1 總長(zhǎng) L 730 2 直徑 25 3 齒數(shù) 2Z 20 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 法向模數(shù) 23 （ 2)齒輪是一只切有齒形的軸。它安裝在轉(zhuǎn)向器殼體上并使其齒與齒條上的齒相嚙合。齒輪齒條上的齒可以是直齒也可以是斜齒。齒輪軸上端與轉(zhuǎn)向柱內(nèi)的轉(zhuǎn)向軸相連。因此，轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)使齒條橫向移動(dòng)以操縱前輪。齒輪軸由安裝在轉(zhuǎn)向器殼體上的球軸承支承。 斜齒的彎曲增加了一對(duì)嚙合齒輪參與嚙合的齒數(shù)。相對(duì)直齒而言，斜齒的運(yùn)轉(zhuǎn)趨于平穩(wěn)，并能傳遞更大的動(dòng)力。 表 3輪軸的尺寸設(shè)計(jì)參數(shù) 序號(hào) 項(xiàng)目 符號(hào) 尺寸參數(shù) (1 總長(zhǎng) L 198 2 齒寬 1B 60 3 齒數(shù) 1Z 6 4 法向模數(shù) 13 5 螺旋角 14 6 螺旋方向 左旋 （ 3)轉(zhuǎn)向橫拉桿及其端部 圖 3向橫拉桿外接頭 轉(zhuǎn)向橫拉桿與梯形轉(zhuǎn)向桿系的相似。球頭銷(xiāo)通過(guò)螺紋與齒條連接。當(dāng)這些球頭銷(xiāo)依制造廠(chǎng)的規(guī)范擰緊時(shí)，在球頭銷(xiāo)上就作用了一個(gè)預(yù)載荷。防塵套夾在轉(zhuǎn)向器兩側(cè)的殼體和轉(zhuǎn)向橫拉桿上，這些防塵套阻止雜物進(jìn)入球銷(xiāo)及齒條中。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 向橫拉桿端部與外端用螺紋聯(lián)接。這些端部與梯形轉(zhuǎn)向桿系的相似。側(cè)面螺母將 橫拉桿外端與橫拉桿鎖緊（見(jiàn)圖 3 注：轉(zhuǎn)向反饋是由前輪遇到不平路面而引起的轉(zhuǎn)向盤(pán)的運(yùn)動(dòng)。 （ 4)齒條調(diào)整 一個(gè)齒條導(dǎo)向座安裝在齒條光滑的一面。齒條導(dǎo)向座 1 和與殼體螺紋連接的調(diào)節(jié)螺塞 3 之間連有一個(gè)彈簧 2。此調(diào)節(jié)螺塞由鎖緊螺母固定 4。齒條導(dǎo)向座的調(diào)節(jié)使齒輪、齒條間有一定預(yù)緊力，此預(yù)緊力會(huì)影響轉(zhuǎn)向沖擊、噪聲及反饋（見(jiàn)圖 3 圖 3條間隙調(diào)整裝置 齒條斷面形狀有圓形、 V 形和 Y 形三種，本設(shè)計(jì)采用 V 形斷面， V 形和 Y 形斷面齒條與圓形斷面比較，消耗的材料少，約節(jié)省 20%,故質(zhì)量小；位 于齒下面的兩斜面與齒條托座接觸，可用來(lái)防止齒條繞軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。在齒條與托座之間裝有用減磨材料（聚四氟乙烯）做的墊片，以減少滑動(dòng)摩擦。當(dāng)車(chē)輪跳動(dòng)、轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向器工作時(shí)，如在齒條上作用有能使齒條旋轉(zhuǎn)的力矩時(shí)， V 形斷面齒條能防止因齒條旋轉(zhuǎn)而破壞齒輪、齒條的齒不能正確嚙合的情況出現(xiàn)。 （二） 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)從鎖點(diǎn)向鎖點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，每只前輪大約從其正前方開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng) 30，因而前輪從左到右總共轉(zhuǎn)動(dòng)大約 60。若傳動(dòng)比是 1:1，轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn) 1，前輪將轉(zhuǎn)向 1，轉(zhuǎn)向盤(pán)向任一方向轉(zhuǎn)動(dòng) 30將使其前輪從鎖點(diǎn)轉(zhuǎn)向鎖點(diǎn)。這種傳動(dòng)比過(guò) 于小，因而轉(zhuǎn)向盤(pán)最輕微的運(yùn)動(dòng)將會(huì)使車(chē)輛突 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 改變方向。轉(zhuǎn)向角傳動(dòng)比必須使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)同樣角度時(shí)需要更大的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角。對(duì)乘用車(chē)，推薦轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比在 17 25范圍內(nèi)選??；對(duì)商用車(chē)，在 2332 范圍內(nèi)選取，這里選傳動(dòng)比為 18:1。即在這樣的傳動(dòng)比下，轉(zhuǎn)向盤(pán)每轉(zhuǎn)動(dòng)18，前輪轉(zhuǎn)向 1。 （三） 統(tǒng)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的安裝 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器可安在前橫梁上或發(fā)動(dòng)機(jī)后部的前圍板上（見(jiàn)圖 3橡膠隔振套包在轉(zhuǎn)向器外，并固定在橫梁上或前圍板上。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的正確安裝高度，使轉(zhuǎn)向橫拉桿和懸架下擺臂可平行安置。齒輪齒條 式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中磨擦點(diǎn)的數(shù)目減少了，因此這種系統(tǒng)輕便緊湊。大多數(shù)承載式車(chē)身的前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。由于齒條直接連著梯形臂，這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)可提供好的路感。 在轉(zhuǎn)向器與支承托架之間裝有大的橡膠隔振墊，這些襯墊有助于減少路面的噪聲、振動(dòng)從轉(zhuǎn)向器傳到底盤(pán)和客艙。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器裝在前橫梁上或前圍板上。轉(zhuǎn)向器的正確安裝對(duì)保證轉(zhuǎn)向橫拉桿與懸架下擺臂的平行關(guān)系有重要作用。為保持轉(zhuǎn)向器處在正確的位置，在轉(zhuǎn)向器安裝的位置處，前圍板有所加固。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3向器的安裝位置 （四） 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)要求 齒輪齒條 式轉(zhuǎn)向器的齒輪多數(shù)采用斜齒圓柱齒輪。齒輪模數(shù)取值范圍多在 2 3動(dòng)小齒輪齒數(shù)多數(shù)在5 7 個(gè)齒范圍變化，壓力角取 20，齒輪螺旋角取值范圍多為 9 15。齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角時(shí)，相應(yīng)的齒條移動(dòng)行程應(yīng)達(dá)到的值來(lái)確定。變速比的齒條壓力角，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在 12 35范圍內(nèi)變化。此外，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算齒輪的抗彎強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。 主動(dòng)小齒輪選用 16 15料制造，而齒條常采用 45鋼制造。為減輕質(zhì)量，殼體用鋁合金壓鑄。 （五） 齒輪軸和齒條的設(shè)計(jì)計(jì)算 處理方 式及計(jì)算許用應(yīng)力 (1) 選擇材料及熱處理方式 小齒輪 16碳淬火，齒面硬度 56齒輪 45 鋼 表面淬火，齒面硬度 52哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2) 確定許用應(yīng)力 Y a)確定 和 5001 3002 251 752 b)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N，確定壽命系數(shù) 271 h （ 3 式中 n 齒輪轉(zhuǎn)速（ r/ a 齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合的次數(shù)； 齒輪的工作壽命（ h）； 21 1 Y c)計(jì)算許用應(yīng)力 取 1 M P 9801 H m i i （ 3 M P 7161 H m i i （ 3 應(yīng)力修正系數(shù) 2F 1 M P 2425 （ 3 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） P 12375S F m i i （ 3 (1) 選擇齒輪類(lèi)型 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件，選用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合傳動(dòng)方案 (2) 選擇齒輪傳動(dòng)精度等級(jí) 選用 7 級(jí)精度 (3) 初選參數(shù) 初選 4.120 61Z 202 Z Y o s/6c o s/ 33 (4) 初步計(jì)算齒輪模數(shù) （ 3 閉式硬齒面?zhèn)鲃?dòng)，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 3 2121c （ 3 3