論文-節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告論文報(bào)告論文題目節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)作者所在系部機(jī)電工程學(xué)院作者所在專業(yè)車輛工程作者所在班級(jí)B13142作者姓名作者學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師姓名完成時(shí)間2017年5月北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文I摘要隨著產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，就業(yè)結(jié)構(gòu)也將發(fā)生變化。企業(yè)對(duì)較高層次的第一線應(yīng)用型人才的需求將明顯增加，培養(yǎng)相當(dāng)數(shù)量的具有高等文化水平的職業(yè)人才，成為迫切要求。因此熟悉汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，熟練掌握現(xiàn)代化汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、操作和維護(hù)的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才成為社會(huì)較緊缺、企業(yè)最需要的人才。隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)趨勢(shì)主要向適應(yīng)汽車高速行駛的需要、充分考慮安全性、輕便性、低成本、低油耗、大批量專業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展。本文闡述了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各個(gè)部分的作用、組成、主要構(gòu)造、工作原理、及可能出現(xiàn)的故障，同時(shí)提出了對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行維修的可行方案；采用了理論與實(shí)際相結(jié)合的方法，對(duì)每個(gè)問(wèn)題都有良好的認(rèn)識(shí)，對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了良好的總結(jié)歸納，以此進(jìn)一步熟悉掌握汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各方面知識(shí)，深化鞏固所學(xué)知識(shí)，做到理論與實(shí)際相結(jié)合，在理論學(xué)習(xí)的前提下，用實(shí)際更好的理解所學(xué)內(nèi)容。關(guān)鍵詞節(jié)能小車轉(zhuǎn)向制動(dòng)北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文IIABSTRACTWITHTHEADJUSTMENTOFINDUSTRYLAYOUTANDPRODUCTSTRUCTURE,THESTRUCTUREOFEMPLOYMENTWILLCHANGETHEDEMANDFORHIGHERLEVELFRONTLINETALENTSWILLINCREASEOBVIOUSLY,ANDITWILLBEURGENTTOTRAINALARGENUMBEROFPROFESSIONALTALENTSWITHHIGHEREDUCATIONALLEVELTHEREFORE,FAMILIARWITHTHEAUTOMOBILESTEERINGSYSTEM,SKILLEDGRASPOFMODERNAUTOMOBILESTEERINGSYSTEMDESIGN,OPERATIONANDMAINTENANCEOFAPPLICATIONOFADVANCEDTECHNICALPERSONNEL,BECOMEMORESCARCESOCIETY,THEMOSTNEEDEDTALENTSWITHTHERAPIDDEVELOPMENTOFTHEAUTOMOBILEINDUSTRY,THESTRUCTUREOFTHESTEERINGDEVICEHASALSOCHANGEDGREATLYTHEDESIGNTRENDOFMODERNAUTOMOBILESTEERINGDEVICEISMAINLYTOMEETTHENEEDSOFHIGHSPEEDVEHICLE,FULLYCONSIDERTHESAFETY,PORTABILITY,LOWCOST,LOWFUELCONSUMPTIONANDMASSPRODUCTIONTHISPAPEREXPOUNDSTHEFAULTOFTHEVARIOUSPARTSOFTHESYSTEMFUNCTION,COMPOSITION,MAINSTRUCTURE,WORKINGPRINCIPLE,ANDPOSSIBLESTEERING,ANDPUTSFORWARDTHEFEASIBLESCHEMEFORTHEMAINTENANCEOFTHEFAULTUSINGTHEMETHODOFCOMBININGTHEORYANDPRACTICE,HAVEAGOODUNDERSTANDINGOFEACHPROBLEM,AGOODSUMMARYTOSTUDYTHECONTENT,INORDERTOFURTHERFAMILIARWITHTHEAUTOMOTIVESTEERINGSYSTEMOFALLASPECTSOFKNOWLEDGE,DEEPENCONSOLIDATEKNOWLEDGE,ACHIEVETHECOMBINATIONOFTHEORYANDPRACTICE,INTHEPREMISEOFTHEORYSTUDY,WITHPRACTICETOBETTERUNDERSTANDTHECONTENTKEYWORDSENERGYSAVINGCARSTEERINGBRAKING北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文1目錄第1章緒論411汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)412汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述413轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介及工作原理5131轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)6132機(jī)械轉(zhuǎn)向器7133轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7第2章節(jié)能小車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1021制動(dòng)器的選擇1022制動(dòng)系統(tǒng)的布置形式1023制動(dòng)總成的相關(guān)計(jì)算1124制動(dòng)系統(tǒng)的安裝與固定12241制動(dòng)手柄的固定12242剎車線的固定13243制動(dòng)器的安裝與固定13第3章機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析1431齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器1432循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器1533蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器1734蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器17第4章轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù)1841轉(zhuǎn)向系的效率18411轉(zhuǎn)向器的正效率18412轉(zhuǎn)向器的逆效率1942傳動(dòng)比變化特性20421轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比20北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文2422力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系20423轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比的選擇2143轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙T2244轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)22第5章轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)計(jì)算2451轉(zhuǎn)向系計(jì)算載荷的確定2452轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)25521參數(shù)的選取25522計(jì)算參數(shù)2553循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算26531鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力26532轉(zhuǎn)向搖臂直徑的確定26第6章動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2761對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求2762轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的計(jì)算27621尺寸計(jì)算27622分配閥的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算2863動(dòng)力轉(zhuǎn)向的評(píng)價(jià)指標(biāo)31第7章轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3371轉(zhuǎn)向傳送機(jī)構(gòu)的臂、桿與球銷3472桿件設(shè)計(jì)結(jié)果35結(jié)論36致謝37參考文獻(xiàn)38北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文3第1章緒論11節(jié)能小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用來(lái)改變或保持車輛行駛或倒退方向的一系列裝置稱為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)STEERINGSYSTEM。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制車的行駛方向。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)車輛的行駛安全至關(guān)重要，因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)都是車輛安全必須要重視的兩個(gè)系統(tǒng)。12節(jié)能小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述節(jié)能小車在行駛的過(guò)程中,需按駕駛員的意志改變其行駛方向。就輪式汽車而言,實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的方法是,駕駛員通過(guò)一套專設(shè)的機(jī)構(gòu),使汽車轉(zhuǎn)向橋一般是前橋上的車輪轉(zhuǎn)向輪相對(duì)于汽車縱橫線偏轉(zhuǎn)一定角度。這一套用來(lái)改變或恢復(fù)汽車行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)，即稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完全靠駕駛員手力操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)借助動(dòng)力來(lái)操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可分為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。13轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡(jiǎn)介及工作原理機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成如圖11所示。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文4圖11轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上圖是一種機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤施加的轉(zhuǎn)向力矩通過(guò)轉(zhuǎn)向軸輸入轉(zhuǎn)向器。從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列零件即屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。作為減速傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向器中有級(jí)減速傳動(dòng)副。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橫拉桿，再傳給固定于轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而改變了汽車的行駛方向。這里，轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂屬于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。131轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器。132機(jī)械轉(zhuǎn)向器機(jī)械轉(zhuǎn)向器也常稱為轉(zhuǎn)向機(jī)是完成由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)或近似直線運(yùn)動(dòng)的一組齒輪機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動(dòng)裝置。目前較常用的有齒輪齒條式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。133轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，且使二轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。1331汽車轉(zhuǎn)向原理汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，要使各車輪都只滾動(dòng)不滑動(dòng)，各車輪必須圍繞一個(gè)中心點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12顯然這個(gè)中心要落在后軸中心線的延長(zhǎng)線上，并且左、右前輪也必須以這個(gè)中心點(diǎn)O為圓心而轉(zhuǎn)動(dòng)。為了滿足上述要求，左、右前輪的偏轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足如下關(guān)系LBCOTCOT北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文5圖12轉(zhuǎn)向角由轉(zhuǎn)向中心O到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)的距離，稱為車轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎半徑越小，則汽車轉(zhuǎn)向所需場(chǎng)地就越小。當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑R最小。1332轉(zhuǎn)向直拉桿轉(zhuǎn)向直拉桿的作用是將轉(zhuǎn)向搖臂傳來(lái)的力和運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向梯形臂或轉(zhuǎn)向節(jié)臂。它所受的力既有拉力、也有壓力，因此直拉桿都是采用優(yōu)質(zhì)特種鋼材制造的，以保證工作可。直拉桿的典型結(jié)構(gòu)如圖13在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)或因懸架彈性變形而相對(duì)于車架跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng)，為了不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，上述三者間的連接都采用球銷。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文6圖13直拉桿的典型結(jié)構(gòu)1螺母2球頭銷3橡膠防塵墊4螺塞5球頭座6壓縮彈簧7彈簧座8油嘴9直拉桿體10轉(zhuǎn)向搖臂球頭銷1333轉(zhuǎn)向減振器隨著車速的提高，現(xiàn)代汽車的轉(zhuǎn)向輪有時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺振（轉(zhuǎn)向輪繞主銷軸線往復(fù)擺動(dòng)，甚至引起整車車身的振動(dòng)），這不僅影響汽車的穩(wěn)定性，而且還影響汽車的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)向減振器是克服轉(zhuǎn)向輪擺振的有效措施。轉(zhuǎn)向減振器的一端與車身（或前橋）鉸接，另一端與轉(zhuǎn)向直拉桿（或轉(zhuǎn)向器）鉸接。圖14減振器1連接環(huán)襯套2連接環(huán)橡膠套3油缸4壓縮閥總成5活塞及活塞桿總成6導(dǎo)向座7油封8擋圈9軸套及連接環(huán)總成10橡膠儲(chǔ)液缸北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文7第2章節(jié)能小車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)21制動(dòng)器的選擇節(jié)能車的宗旨是節(jié)能減排，所以在滿足制動(dòng)力要求的情況下，要求制動(dòng)系統(tǒng)的重量最輕。綜合以上考慮，初步采用自行車用V形剎（圖21）和自行車用V剎（圖22）作為節(jié)能車用制動(dòng)器。V形剎價(jià)格相對(duì)低廉，重量相對(duì)輕，配合V剎邊強(qiáng)化后的車圈，仍然會(huì)相對(duì)輕一些；性能容易調(diào)節(jié)和使用。碟剎價(jià)格昂貴，其中優(yōu)質(zhì)油碟均在千元以上，重量相對(duì)重，雖然有車圈輕量化的優(yōu)勢(shì)，但是綜合而言，相對(duì)較重；性能安裝、調(diào)試比較復(fù)雜，但是磨合后工作相當(dāng)穩(wěn)定，不易受外界條件影響。制動(dòng)力強(qiáng)勁，適合所有條件的騎行，抱死臨界域?qū)?。兩種制動(dòng)器各有優(yōu)缺點(diǎn)，都滿足節(jié)能車的使用要求。圖21自行車用V形剎圖22自行車用碟剎22制動(dòng)系統(tǒng)的布置形式根據(jù)節(jié)能車的總體布置，節(jié)能車的車輪是前兩輪和后一輪的布置形式。在這種車輪布置形式下，節(jié)能車制動(dòng)系統(tǒng)有三種布置方案分別為前左右兩輪用碟剎制動(dòng)器、后輪用兩個(gè)自行車用V形剎制動(dòng)器、后輪用一個(gè)V形剎和一個(gè)碟剎。制動(dòng)系統(tǒng)由大賽規(guī)則確定要求即在11的斜坡上能保證停留，而且制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)平時(shí)訓(xùn)練整車的操作安全性有很高的保證。經(jīng)過(guò)綜合比較研究決定采用兩套高效V形剎制動(dòng)器，因?yàn)槠鋬r(jià)格相對(duì)便宜質(zhì)量與其他制動(dòng)件相對(duì)較輕。因?yàn)榍拜S的定位尺寸控制嚴(yán)格所以決定采用后剎系統(tǒng)。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文823制動(dòng)總成的相關(guān)計(jì)算制動(dòng)力的確定應(yīng)該保證節(jié)能車在滿載情況下于11斜坡上能完全制動(dòng)，即沿斜面分力同制動(dòng)力平衡。GSINGCOSF21式中GGMG11F滑動(dòng)阻力系數(shù)F10已知SIN11019COS11098通過(guò)汽車?yán)碚撝R(shí)分析可以得到如下關(guān)系式FXBFFZ22FXBTUR23式中FXB地面制動(dòng)力F附著力FZ車輪給地面的法向反作用力附著系數(shù)TU摩擦片與鼓盤的制動(dòng)力矩R車輪半徑已知FXBGSIN019100981862NR250MMTM根據(jù)以上的計(jì)算可以確定所需采購(gòu)的制動(dòng)閘的最小制動(dòng)力，以達(dá)到計(jì)算要求為優(yōu)。自行車閘的扳手可以抽象成一個(gè)杠桿的力學(xué)模型，如右圖所示。鋼索一端連在杠桿上的B點(diǎn)，另一端連在曲梁上,當(dāng)人在A端用力時(shí),鋼索被拉動(dòng)。設(shè)人在剎車時(shí)用力集中于一點(diǎn)A，剛索拉力集中于B點(diǎn)，O點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸,可得力矩平衡方程F2L2F1L10計(jì)算得F2F1L1/L2,由于L1L2約為31，可知F2F1約為3；1。即扳手可以簡(jiǎn)化成一個(gè)省力杠桿的模型，使人用較小的力捏閘時(shí)，也可以對(duì)鋼索施加較大的拉力，以這個(gè)較大的拉力帶動(dòng)剎皮壓緊車輪，從而產(chǎn)生摩擦力。自行車V型剎制動(dòng)器也可以抽象為圖1所示的一個(gè)杠桿的力學(xué)模型，杠桿北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文9比為41，傳力比為14。根據(jù)調(diào)查人的握力至少為20KG即200N,綜合扳手和制動(dòng)器的杠桿比,傳送到制動(dòng)閘上的制動(dòng)力至少為4800N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足設(shè)計(jì)要求。24制動(dòng)系統(tǒng)的安裝與固定241制動(dòng)手柄的固定制動(dòng)手柄的固定參照自行車上扳手的固定方式，通過(guò)緊固螺絲將制動(dòng)手柄安裝在節(jié)能車把手上。242剎車線的固定根據(jù)大賽規(guī)則，剎車裝配線等結(jié)構(gòu)需要從車內(nèi)穿過(guò)，以免與地面接觸造成摩擦。剎車線需要通過(guò)扎帶固結(jié)在車架上，防止與地面接觸。243制動(dòng)器的安裝與固定通過(guò)用防松螺栓螺母緊固的方式，將制動(dòng)器固定在車架上，部分地方采用鉚接的方式。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文10第3章機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析31齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由與轉(zhuǎn)向軸做成一體的轉(zhuǎn)向齒輪和常與轉(zhuǎn)向橫拉桿做成一體的齒條組成。與其他形式的轉(zhuǎn)向器比較，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較小；傳動(dòng)效率高達(dá)90；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙以后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧。能自動(dòng)消除齒間間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度。還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用的體積?。粵](méi)有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是因逆效率高，汽車在不平路面上行駛時(shí)，發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間沖擊力的大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤，稱之為反沖。反沖現(xiàn)象會(huì)使駕駛員精神緊張，并難以準(zhǔn)確控制汽車行駛方向，轉(zhuǎn)向盤突然轉(zhuǎn)動(dòng)又會(huì)造成打手，同時(shí)對(duì)駕駛員造成傷害。根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向起有四種形式中間輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，中間輸出；側(cè)面輸入，一端輸出。采用側(cè)面輸入，中間輸出方案時(shí)，與齒條連的左，右拉桿延伸到接近汽車縱向?qū)ΨQ平面附近。由于拉桿長(zhǎng)度增加，車輪上、下跳動(dòng)時(shí)拉桿擺角減小，有利于減少車輪上、下跳動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向系與懸架系的運(yùn)動(dòng)干涉。拉桿與齒條用螺栓固定連接，因此，兩拉桿那與齒條同時(shí)向左或右移動(dòng)，為此在轉(zhuǎn)向器殼體上開(kāi)有軸向的長(zhǎng)槽，從而降低了它的強(qiáng)度。采用兩端輸出方案時(shí)，由于轉(zhuǎn)向拉桿長(zhǎng)度受到限制，容易與懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。側(cè)面輸入，一端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，常用在平頭貨車上。容易齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器采用直齒圓柱齒輪與直齒齒條嚙合，則運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)降低，沖擊大，工作噪聲增加。此外，齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角只能是直角，為此因與總體布置不適應(yīng)而遭淘汰。采用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，重合度增加，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊與工作噪聲均下降，而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿足總體設(shè)計(jì)的要求。因?yàn)樾饼X工作時(shí)有軸向力作用，所以轉(zhuǎn)向器應(yīng)該采用推力軸承，使軸承壽命降低，還有斜齒輪的滑北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文11磨比較大是它的缺點(diǎn)。齒條斷面形狀有圓形、V形和Y形三種。圓形斷面齒條的制作工藝比較簡(jiǎn)單。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??；位于齒下面的兩斜面與齒條托座接觸，可用來(lái)防止齒條繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；Y形斷面齒條的齒寬可以做得寬些，因而強(qiáng)度得到增加。在齒條與托座之間通常裝有用減磨材料（如聚四氟乙烯）做的墊片，以減少滑動(dòng)摩擦。當(dāng)車輪跳動(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)，應(yīng)選用V形和Y形斷面齒條，用來(lái)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)。為了防止齒條旋轉(zhuǎn)，也有在轉(zhuǎn)向器殼體上設(shè)計(jì)導(dǎo)向槽的，槽內(nèi)嵌裝導(dǎo)向塊，并將拉桿、導(dǎo)向塊與齒條固定在一起。齒條移動(dòng)時(shí)導(dǎo)向塊在導(dǎo)向槽內(nèi)隨之移動(dòng)，齒條旋轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)向塊可防止齒條旋轉(zhuǎn)。要求這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的配合要適當(dāng)。配合過(guò)緊會(huì)為轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向輪回正帶來(lái)困難，配合過(guò)松齒條仍能旋轉(zhuǎn)，并伴有敲擊噪聲。根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對(duì)前軸位置的不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在汽車上有四種布置形式轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，前置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，前置梯形。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器廣泛應(yīng)用于乘用車上。載質(zhì)量不大，前輪采用獨(dú)立懸架的貨車和客車有些也用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。32循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器有螺桿和螺母共同形成的落選槽內(nèi)裝鋼球構(gòu)成的傳動(dòng)副，以及螺母上齒條與搖臂軸上齒扇構(gòu)成的傳動(dòng)副組成，如圖31所示。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文12圖31循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器示意圖循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是在螺桿和螺母之間因?yàn)橛锌梢匝h(huán)流動(dòng)的鋼球，將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，因而傳動(dòng)效率可以達(dá)到7585；在結(jié)構(gòu)和工藝上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺桿、螺母上的螺旋槽經(jīng)淬火和磨削加工，使之有足夠的使用壽命；轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以變化；工作平穩(wěn)可靠；齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整工作容易進(jìn)行，適合用來(lái)做整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是逆效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，制造精度要求高。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要用于商用車上。33蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器由蝸桿和滾輪嚙合而構(gòu)成。主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；制造容易；因?yàn)闈L輪的齒面和蝸桿上的螺紋呈面接觸，所以有比較高的強(qiáng)度，工作可靠，磨損小，壽命長(zhǎng)；逆效率低。蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是正效率低；工作齒面磨損以后，調(diào)整嚙合間隙比較困難；轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比不能變化。這種轉(zhuǎn)向器曾在汽車上廣泛使用過(guò)。34蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的銷子如不能自轉(zhuǎn)，稱為固定銷式蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器；銷子除隨同搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)外，還能繞自身州縣轉(zhuǎn)動(dòng)的，稱為旋轉(zhuǎn)銷式轉(zhuǎn)向器。根據(jù)銷子數(shù)量不同，又有單銷和雙銷之分。蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以做成不變的或者變化的；指銷和蝸桿之間的工作面磨損后，調(diào)整間隙工作容易進(jìn)行。固定銷蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易；但是因銷子不能自轉(zhuǎn)，銷子的工作部位基本保持不變，所以磨損快、工作效率低。旋轉(zhuǎn)銷式轉(zhuǎn)向器的效率高、磨損慢，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。要求搖臂軸有較大的轉(zhuǎn)角時(shí)，應(yīng)該采用雙銷式結(jié)構(gòu)。雙銷式轉(zhuǎn)向器在直線行駛區(qū)域附近，兩個(gè)銷子同時(shí)工作，可降低銷子上的負(fù)荷，減少磨損。當(dāng)一個(gè)銷子脫離嚙合狀態(tài)是，另一個(gè)銷子要承受全部作用力，而恰恰在此位置，作用力達(dá)到最大值，所以設(shè)計(jì)師要注意核算其強(qiáng)度。雙銷與單銷蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器比較，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸和質(zhì)量大，并且對(duì)兩主銷間的位置精度、蝸桿上螺紋槽北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文13的形狀及尺寸精度等要求高。此外，傳動(dòng)比的變化特性和傳動(dòng)間隙特性的變化受限制。蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用較少。第4章轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù)41轉(zhuǎn)向系的效率功率從轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率稱為轉(zhuǎn)向器的正效P1率，用符號(hào)表示，；反之稱為逆效率，用符號(hào)表示。正效率計(jì)算公式（4P121）逆效率計(jì)算公式（4P322）式中，為作用在轉(zhuǎn)向軸上的功率；為轉(zhuǎn)向器中的磨擦功率；為作P12P3用在轉(zhuǎn)向搖臂軸上的功率。正效率高，轉(zhuǎn)向輕便；轉(zhuǎn)向器應(yīng)具有一定逆效率，以保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤的自動(dòng)返回能力。但為了減小傳至轉(zhuǎn)向盤上的路面沖擊力，防止打手，又要求此逆效率盡可能低。影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。411轉(zhuǎn)向器的正效率影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文14（1）轉(zhuǎn)向器類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與效率在四種轉(zhuǎn)向器中，齒輪齒條式、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正效率比較高，而蝸桿指銷式特別是固定銷和蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的正效率要明顯的低些。同一類型轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同效率也不一樣。如蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的滾輪與支持軸之間的軸承可以選用滾針軸承、圓錐滾子軸承和球軸承。選用滾針軸承時(shí)，除滾輪與滾針之間有摩擦損失外，滾輪側(cè)翼與墊片之間還存在滑動(dòng)摩擦損失，故這種軸向器的效率僅有54。另外兩種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器效率分別為70和75。轉(zhuǎn)向搖臂軸的軸承采用滾針軸承比采用滑動(dòng)軸承可使正或逆效率提高約10。（2）轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與效率如果忽略軸承和其經(jīng)地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，對(duì)于蝸桿類轉(zhuǎn)向器，其效率可用下式計(jì)算（43）TAN0式中，A0為蝸桿（或螺桿）的螺線導(dǎo)程角；為摩擦角，ARCTANF；F為磨擦因數(shù)。412轉(zhuǎn)向器的逆效率根據(jù)逆效率不同，轉(zhuǎn)向器有可逆式、極限可逆式和不可逆式之分。路面作用在車輪上的力，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤，這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。它能保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動(dòng)回正，既可以減輕駕駛員的疲勞，又可以提高行駛安全性。但是，在不平路面上行駛時(shí)，傳至轉(zhuǎn)向盤上的車輪沖擊力，易使駕駛員疲勞，影響安全行駕駛。屬于可逆式的轉(zhuǎn)向器有齒輪齒條式和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。不可逆式和極限可逆式轉(zhuǎn)向器不可逆式轉(zhuǎn)向器，是指車輪受到的沖擊力不能傳到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向器。該沖擊力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件承受，因而這些零件容易損壞。同時(shí)，它既不能保證車輪自動(dòng)回正，駕駛員又缺乏路面感覺(jué)，因此，現(xiàn)代汽車不采用這種轉(zhuǎn)向器。極限可逆式轉(zhuǎn)向器介于可逆式與不可逆式轉(zhuǎn)向器兩者之間。在車輪受到?jīng)_擊力作用時(shí)，此力只有較小一部分傳至轉(zhuǎn)向盤。如果忽略軸承和其它地方的磨擦損失，只考慮嚙合副的磨擦損失，則逆效率可用下式計(jì)算北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文15（40TAN4）式（43）和式（44）表明增加導(dǎo)程角，正、逆效率均增大。受A0增大的影響，不宜取得過(guò)大。當(dāng)導(dǎo)程角小于或等于磨擦角時(shí)，逆效率為0負(fù)值或者為零，此時(shí)表明該轉(zhuǎn)向器是不可逆式轉(zhuǎn)向器。為此，導(dǎo)程角必須大于磨擦角。42傳動(dòng)比變化特性421轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)向系0IPI的力傳動(dòng)比（4FIWP/25）轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比（46）KKWDTI/0轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比由轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比組成，0III即（47）I0轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比（48）PPWDTI/22轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的角傳動(dòng)比（49）KPKPKDTI/1422力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系轉(zhuǎn)向阻力與轉(zhuǎn)向阻力矩的關(guān)系式FWMR北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文16（410）AMFWR作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力與作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩的關(guān)系式HH（411）SWHD2將式（410）、式（411）代入后得到HWPFI/2（412）AMIHSWRP如果忽略磨擦損失，根據(jù)能量守恒原理，2MR/MH可用下式表示（402IDKHR13）將式（410）代入式（411）后得到（4ADISWP2014）當(dāng)A和DSW不變時(shí)，力傳動(dòng)比越大，雖然轉(zhuǎn)向越輕，但也越大，表明PI0I轉(zhuǎn)向不靈敏。423轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比的選擇轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比可以設(shè)計(jì)成減小、增大或保持不變的。影響選取角傳動(dòng)比變化規(guī)律的主要因素是轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大小和對(duì)汽車機(jī)動(dòng)能力的要求。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小或采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車，不存在轉(zhuǎn)向沉重問(wèn)題，應(yīng)取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比，以提高汽車的機(jī)動(dòng)能力。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大，汽車低速急轉(zhuǎn)彎時(shí)的操縱輕便性問(wèn)題突出，應(yīng)選用大些的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，要求轉(zhuǎn)向輪反應(yīng)靈敏，轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比應(yīng)當(dāng)小些。汽車高速直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤在中間位置的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比不宜過(guò)小。否則轉(zhuǎn)向過(guò)分敏感，使駕駛員精確控制轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)有困難。轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比變化曲線應(yīng)選用大致呈中間小兩端大些的下凹形曲線，如圖41所示。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文17圖41轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比變化特性曲線43轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙T傳動(dòng)間隙是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動(dòng)副之間的間隙。該間隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小不同而改變，并把這種變化關(guān)系稱為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性（圖42）。研究該特性的意義在于它與直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器的使用壽命有關(guān)。傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙在轉(zhuǎn)向盤處于中間及其附近位置時(shí)要極小，最好無(wú)間隙。若轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副存在傳動(dòng)間隙，一旦轉(zhuǎn)向輪受到側(cè)向力作用，車輪將偏離原行駛位置，使汽車失去穩(wěn)定。傳動(dòng)副在中間及其附近位置因使用頻繁，磨損速度要比兩端快。在中間附近位置因磨損造成的間隙過(guò)大時(shí)，必須經(jīng)調(diào)整消除該處間隙。為此，傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成圖42所示的逐漸加大的形狀。圖42轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性圖中曲線1表明轉(zhuǎn)向器在磨損前的間隙變化特性；曲線2表明使用并磨損后的間隙變化特性，并且在中間位置處已出現(xiàn)較大間隙；曲線3表明調(diào)整后并消除中間位置處間隙的轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙變化特性。44轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)轉(zhuǎn)向盤從一個(gè)極端位置轉(zhuǎn)到另一個(gè)極端位置時(shí)所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)稱為轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)。它與轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比有關(guān)，并影響轉(zhuǎn)向的操縱輕便性和靈敏性。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文18第5章轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)計(jì)算51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，地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)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力、車輪穩(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)算這些力是困難的，為此推薦用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力距（NMM,即MR51PFGR1314762329NMM式中，F(xiàn)為輪胎和路面見(jiàn)的摩擦因素，一般取07；為轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷1（N）P為輪胎氣壓（MPA）。作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為（52）IDLMFSWRH214154N式中，為轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)；為轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)；為轉(zhuǎn)向盤直徑；為轉(zhuǎn)12SWI向器角傳動(dòng)比；為轉(zhuǎn)向器正效率。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文1952轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)521參數(shù)的選取搖臂軸直徑/MM26鋼球中心距D/MM25螺桿外徑/MMD123鋼球直徑D/MM5556螺距P/MM8731工作圈數(shù)W15螺母長(zhǎng)度L/MM45導(dǎo)管壁厚/MM15鋼球直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑之間的間隙E/MM05螺線導(dǎo)程角/0A7法向壓力角/20接觸角/45環(huán)流行數(shù)2522計(jì)算參數(shù)1螺母內(nèi)徑應(yīng)大于，一般要求D21北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文20（5D105123）（510）D2582521272鋼球數(shù)量NN個(gè)（519256DDWCOS0A4）22個(gè)3滾道截面半徑R2R（051053）D05255562889MM（525）53轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算531接觸應(yīng)力K（532RREF6）225334式中，K為系數(shù)，根據(jù)A/B值查表，A（1/R）1/2,B1/R1/2R1R/2為滾道截面半徑，K取2271；R為鋼球半徑；為螺桿外徑；E為材料彈2R1性模量，等于2110MP；為鋼球與螺桿之間的正壓力，即5A3F（53ONCS027）34243式中，為螺桿螺線的導(dǎo)程角；為接觸角；N為參與工作的鋼球數(shù)；0AO為作用在螺桿上的軸向力當(dāng)接觸表面硬度為5864HRC；拍時(shí)，許用接觸F2應(yīng)力2500MPA北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文21由于,因此滿足強(qiáng)度。532轉(zhuǎn)向搖臂直徑的確定轉(zhuǎn)向搖臂直徑D為02RKMD式中，K為安全系數(shù)，根據(jù)汽車使用條件不同可取2535；為轉(zhuǎn)向阻R力矩；為扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限。0搖臂軸用20CRMNTI鋼制造，表面滲碳，滲碳層深度在0812MM。對(duì)于前軸負(fù)荷大的汽車，滲碳層深度為105145MM。表面硬度為5863HRC第6章轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)61對(duì)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?。饔迷谵D(zhuǎn)向盤上的手力必須增大（或減?。?，稱之為“路感”。3當(dāng)作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力00250190KN時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器就應(yīng)開(kāi)FH始工作。4轉(zhuǎn)向后,轉(zhuǎn)向盤應(yīng)自動(dòng)回正，并使汽車保持在穩(wěn)定的直線行駛狀態(tài)。5工作靈敏，即轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)后，系統(tǒng)內(nèi)壓力能很快增長(zhǎng)到最大值。6動(dòng)力轉(zhuǎn)向失靈時(shí)，仍能用機(jī)械系統(tǒng)操縱車輪轉(zhuǎn)向。7密封性能好，內(nèi)、外泄漏少。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文2262轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的計(jì)算621尺寸計(jì)算動(dòng)力缸的主要尺寸有動(dòng)力缸內(nèi)徑、活塞行程、活塞桿直徑和動(dòng)力缸體壁厚。動(dòng)力缸產(chǎn)生的推力F為（61）L1式中，為轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)度；L為轉(zhuǎn)向搖臂軸到動(dòng)力缸活塞之間的距離。1因?yàn)閯?dòng)力缸活塞兩側(cè)的工作面積不同，應(yīng)按較小一側(cè)的工作面積來(lái)計(jì)算，即（62）42DDPS式中，D為動(dòng)力缸內(nèi)徑；為活塞桿直徑，初選035D，壓力PDPP63MPA。聯(lián)立式61和式（62）后得到（6LFP213）所以D22MM活塞行程是車輪轉(zhuǎn)制最大轉(zhuǎn)角時(shí)，由直拉桿的的移動(dòng)量換算到活塞桿處的移動(dòng)量得到的?；钊穸瓤扇锽03D。動(dòng)力缸的最大長(zhǎng)度S為64DS1306501130MM動(dòng)力缸殼體壁厚T,根據(jù)計(jì)算軸向平面拉應(yīng)力來(lái)確定，即Z（6NDTPSZ425）式中，P為油液壓力；D為動(dòng)力缸內(nèi)徑；T為動(dòng)力缸殼體壁厚；N為安全系數(shù)，N3550為殼體材料的屈服點(diǎn)。殼體材料用球墨鑄鐵采用SQT50005，抗拉強(qiáng)度為500MPA,屈服點(diǎn)為350MPA。T5MM活塞桿用45剛制造，為提高可靠性和壽命，要求表面鍍鉻并磨光。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文23622分配閥的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算分配閥的要參數(shù)有滑閥直徑D、預(yù)開(kāi)隙密封長(zhǎng)度、滑閥總移動(dòng)量E、E12滑閥在中間位置時(shí)的液流速度V、局部壓力降和泄漏量等。1油泵排量與油罐容積的確定轉(zhuǎn)向油泵的排量應(yīng)保證轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸能比無(wú)動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)以更高的轉(zhuǎn)向時(shí)汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向，否則動(dòng)力轉(zhuǎn)向反而會(huì)形成快速轉(zhuǎn)向的輔加阻力。油泵排量要達(dá)到這一要求，必須滿足如下不等式DDTSCVQ241式中Q油泵的計(jì)算排量；油泵的容積，計(jì)算時(shí)一般取075085；VV泄漏系數(shù)，005010；動(dòng)力缸缸徑；DC動(dòng)力缸活塞移動(dòng)速度；DTS/TS/0TANHS式中轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最大可能頻率，計(jì)算時(shí)對(duì)轎車取1517則NHNHS1動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的油泵排量Q可表達(dá)為VHSCDDQ14TA026647L/S2預(yù)開(kāi)隙E1預(yù)開(kāi)隙，為滑閥處于中間位置時(shí)分配閥內(nèi)各環(huán)形油路沿滑閥軸向的開(kāi)啟量，也是為使分配閥內(nèi)某油路關(guān)閉所需的滑閥最小移動(dòng)量。值過(guò)小會(huì)使油液E1常流時(shí)局部阻力過(guò)大；值過(guò)大則轉(zhuǎn)向盤需轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)大的角度才能使動(dòng)力缸E1工作，轉(zhuǎn)向靈敏度低。一般要求轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角時(shí)滑閥就移動(dòng)的距離。521北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文2467E1T360T5202MM式中相應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，（）；T轉(zhuǎn)向螺桿的螺距，MM3滑閥總移動(dòng)量滑閥總移動(dòng)量E過(guò)大時(shí)，會(huì)使轉(zhuǎn)向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)后滑閥回到中間位置的行程長(zhǎng)，致使轉(zhuǎn)向車輪停止偏轉(zhuǎn)的時(shí)刻也相應(yīng)“滯后”，從而使靈敏度降低；如E值過(guò)小，則使密封長(zhǎng)度過(guò)小導(dǎo)致密封不嚴(yán)，這就容易產(chǎn)生油液泄漏致使12進(jìn)、回油路不能完全隔斷而使工作油液壓力降低和流量減少。通常，當(dāng)滑閥總移動(dòng)量為E時(shí)，轉(zhuǎn)向盤允許轉(zhuǎn)動(dòng)的角度約為20左右。68T3602049MM4局部壓力降P當(dāng)汽車宜行時(shí)，滑閥處于中間位置，油液流經(jīng)滑閥后再回到油箱。油液流經(jīng)滑閥時(shí)產(chǎn)生的局部壓力降MPA為（6VP24210839）式中油液密度，KG/M3局部阻力系數(shù)，通常取30；V油液的流速，M/S。的允許值為003004MPA。P5油液流速的允許值V由于的允許值003004MPA,代入上式，則可得到油液流速的允許P值北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文25V610SMP/3856481306滑閥直徑DVVDEQ1MAX1MAX7362611110MM式中溢流閥限制下的油液最大排量，L/MIN,般約為發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)油QMAX泵排量的15倍；預(yù)開(kāi)隙，MME1V滑閥在中間位置時(shí)的油液流速，M/S7滑閥在中間位置時(shí)的油液流速V612EQDDV1MAX1MAX73625M/S8分配閥的泄漏量Q（6EP23113）226CM/S01式中滑閥也閥體建的徑向間隙，一般00005000125CM滑閥進(jìn)、出口油液的壓力差；PD滑閥直徑；密封長(zhǎng)度；E2油液的動(dòng)力粘度。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文2663轉(zhuǎn)向的評(píng)價(jià)指標(biāo)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能用效能指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能。現(xiàn)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的FHS效能指標(biāo)S115。路感駕駛員的路感來(lái)自于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，所要克服的液壓阻力。液壓阻力等于反作用閥面積與工作液壓壓強(qiáng)的乘積。在最大工作壓力時(shí)，轎車換算以轉(zhuǎn)向盤上的力增加約3050N。轉(zhuǎn)向靈敏度轉(zhuǎn)向靈敏度可以用轉(zhuǎn)向盤行程與滑閥行程的比值來(lái)評(píng)價(jià)I6142DSWI比值越小，則動(dòng)力轉(zhuǎn)向作用的靈敏度越高。I動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的靜特性動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的靜特性是指輸入轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩之間的變化關(guān)系曲線，是用來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的主要特性指標(biāo)。因輸出轉(zhuǎn)矩等于油壓壓力乘以動(dòng)力缸工作面積和作用力臂，對(duì)于已確定的結(jié)構(gòu)，后兩項(xiàng)是常量，所以可以用輸入轉(zhuǎn)矩M與輸出油壓P之間的變化關(guān)系曲線來(lái)表示動(dòng)力轉(zhuǎn)向的靜特性，如圖61示。常將靜特性曲線劃分為四個(gè)區(qū)段。在輸入轉(zhuǎn)矩不大的時(shí)候，相當(dāng)于圖中A段；汽車原地轉(zhuǎn)向或調(diào)頭時(shí)，輸入轉(zhuǎn)矩進(jìn)入最大區(qū)段（圖中C段）；B區(qū)段屬常用快速轉(zhuǎn)向行駛區(qū)段；D區(qū)段曲線就表明是一個(gè)較寬的平滑過(guò)渡區(qū)間。要求動(dòng)力轉(zhuǎn)向器向右轉(zhuǎn)和向左轉(zhuǎn)的靜特性曲線應(yīng)對(duì)稱。對(duì)稱性可以評(píng)價(jià)滑閥的加工和裝配質(zhì)量。要求對(duì)稱性大于085。北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文27圖61靜特性曲線分段示意圖第7章轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由轉(zhuǎn)向搖臂至左、右轉(zhuǎn)向車輪之間用來(lái)傳遞力及運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向桿、臂系統(tǒng)。其任務(wù)是將轉(zhuǎn)向器輸出端的轉(zhuǎn)向搖臀的擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽蟆⒂肄D(zhuǎn)北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文28向車輪繞其轉(zhuǎn)向主銷的偏轉(zhuǎn)，并使它們偏轉(zhuǎn)到繞同一瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心的不向軌跡圓上，實(shí)現(xiàn)車輪無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)轉(zhuǎn)向。為了使左、右轉(zhuǎn)向車輪偏轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系能滿足這一汽車轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求，則要由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的精確設(shè)計(jì)來(lái)保證。非獨(dú)立懸架汽車的轉(zhuǎn)向系中，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、兩個(gè)相同的轉(zhuǎn)向梯形臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿組成。后者與左、右轉(zhuǎn)向梯形臂又組成轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向器在汽車上應(yīng)這樣安置首先應(yīng)使轉(zhuǎn)向搖臂下端與縱拉桿鉸接的球頭中心在轉(zhuǎn)向過(guò)程中是在平行于汽車縱向平面的平面內(nèi)移動(dòng)在圖71A中為了清楚地表明桿、臂間的連接關(guān)系，已將該球心所在乎面移至該圖平面上；其次，為了使轉(zhuǎn)向縱拉桿與縱置鋼板彈簧協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)以避免轉(zhuǎn)向車輪的擺振，如圖72所示，轉(zhuǎn)向搖臂下端的球頭中心B應(yīng)盡量與轉(zhuǎn)向節(jié)臂與縱拉桿鉸接球頭中心的擺動(dòng)中心重合。A2O2圖71與非獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向輪匹配是轉(zhuǎn)向系簡(jiǎn)圖圖72轉(zhuǎn)向縱拉桿與縱置鋼板彈簧的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)分析71轉(zhuǎn)向傳送機(jī)構(gòu)的臂、桿與球銷轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和梯形臂由中碳鋼或中碳合金鋼如35CR，40，40CR和40CRNI用模鍛加工制成。多采用沿其長(zhǎng)度變化尺寸的橢圓形截面以合理地利北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文29用材料和提高其強(qiáng)度與剛度。轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向搖臂軸用三角花鍵聯(lián)接，且花鍵軸與花鍵孔具有一定的錐度以得到無(wú)隙配合，裝配時(shí)花鍵軸與孔應(yīng)按標(biāo)記對(duì)中以保證轉(zhuǎn)向搖臂的正確安裝位置。轉(zhuǎn)向搖臂的長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置及傳動(dòng)比等因素有關(guān)，一般在初選時(shí)對(duì)小型汽車可取100150MM，我的設(shè)計(jì)尺寸為140MM。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的桿件應(yīng)選用剛性好、質(zhì)量小的20、30或35號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管制造，其沿長(zhǎng)度方向的外形可根據(jù)總布置的需要確定。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各元件間采用球形鉸接球形鉸接的主要特點(diǎn)是能夠消除由于鉸接處的表而磨損而產(chǎn)生的間隙，也能滿足兩鉸接件間復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在現(xiàn)代球形鉸接的結(jié)構(gòu)中均是用彈簧將球頭與襯墊壓緊。彈簧沿拉桿軸線壓緊的結(jié)構(gòu)制造容易，常為中、重型載貨汽車所采用。但這種結(jié)構(gòu)有明顯的缺點(diǎn)，即彈簧的壓緊力必須顯著地大于汽車在最壞的行駛條件下作用于拉桿上的軸向力，這對(duì)于球頭和襯墊的壽命也有不利的影響。彈簧沿球銷軸線壓緊的結(jié)構(gòu)無(wú)上述缺點(diǎn)。在這種結(jié)構(gòu)中彈簧的彈性壓緊力必須顯著地大于由于車輪通過(guò)不平路面而產(chǎn)生的作用于拉桿的最大垂向慣性力。以免在球形鉸接處出現(xiàn)間隙。整體式轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端和分段式橫拉桿左右邊桿外端的球形鉸接應(yīng)作為單獨(dú)組件，組裝好后以其殼體上的螺紋旋到桿的端部。以使桿長(zhǎng)可調(diào)以便用于調(diào)節(jié)前束。其他桿端的球形鉸接，其外殼應(yīng)與桿件制成一個(gè)整體。球頭與襯墊需潤(rùn)滑，并應(yīng)采用有效結(jié)構(gòu)措施保持住潤(rùn)滑材料及防止灰塵污物進(jìn)入。球銷與襯墊均采用低碳合金鋼如12CRNI3A，18MNTI，或20CRN制造，工作表面經(jīng)滲碳淬火處理，滲碳層深1530MM，表面硬度HRC5663。允許采用中碳鋼40或45制造并經(jīng)高頻淬火處理，球銷的過(guò)渡圓角處則用滾壓工藝增強(qiáng)。球形鉸接的殼體則用鋼35或40制造。為了提高球頭和襯墊工作表面的耐磨性，可采用等離子或氣體等離子金屬噴鍍工藝；對(duì)于轎車亦可采用耐磨性好的工程塑料制造襯墊。后者在制造過(guò)程中可滲入專門的成分例如尼龍二硫化鉬，對(duì)這類襯墊則可免去潤(rùn)滑。72桿件設(shè)計(jì)結(jié)果轉(zhuǎn)向搖臂/MM1