轉(zhuǎn)向系設(shè)計資料

1、第十章第十章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計轉(zhuǎn)向系設(shè)計第十章第十章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計轉(zhuǎn)向系設(shè)計 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉(zhuǎn)向器方案分析機械式轉(zhuǎn)向器方案分析 第三節(jié)第三節(jié) 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算機械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算 第五節(jié)第五節(jié) 動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計 第六節(jié)第六節(jié) 轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計10-110-1 概述概述 汽車轉(zhuǎn)向系的功用：汽車轉(zhuǎn)向系的功用：汽車轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)。 在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。汽車轉(zhuǎn)向系的形式和組成汽車轉(zhuǎn)向系的形式和組成：汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)分為機械轉(zhuǎn)向和動力轉(zhuǎn)向兩種形

2、式。機械轉(zhuǎn)向主要是由轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)等組成，動力轉(zhuǎn)向還包括動力系統(tǒng)。機械轉(zhuǎn)向是依靠駕駛員的手力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，經(jīng)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。動力轉(zhuǎn)向是在機械轉(zhuǎn)向的基礎(chǔ)上，加裝動力系統(tǒng)，并借助此系統(tǒng)來減輕駕駛員的手力。 機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 轉(zhuǎn)向系的設(shè)計要求：轉(zhuǎn)向系的設(shè)計要求： 1 1）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。2 2）轉(zhuǎn)向靈敏，最小轉(zhuǎn)彎半徑小。）轉(zhuǎn)向靈敏，最小轉(zhuǎn)彎半徑小。3 3）轉(zhuǎn)向輪傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。）轉(zhuǎn)向輪傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。4 4）在行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動。

3、）在行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動。5 5）轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置產(chǎn)生的運動不協(xié)調(diào)，應(yīng)使）轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置產(chǎn)生的運動不協(xié)調(diào)，應(yīng)使 車輪產(chǎn)生的擺動最小。車輪產(chǎn)生的擺動最小。6 6）操縱輕便。）操縱輕便。 7 7）轉(zhuǎn)向輪具有自動回正能力。）轉(zhuǎn)向輪具有自動回正能力。 8 8）轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中應(yīng)有間隙調(diào)整機構(gòu)。）轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中應(yīng)有間隙調(diào)整機構(gòu)。9 9）轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。）轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。1010）轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向與汽車行駛方向的改變相一致。）轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向與汽車行駛方向的改變相一致。正確設(shè)計轉(zhuǎn)向正確設(shè)計

4、轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)梯形機構(gòu)，可以保證汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部，可以保證汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向系中設(shè)置有轉(zhuǎn)向系中設(shè)置有轉(zhuǎn)向減振器轉(zhuǎn)向減振器時，能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生自振，時，能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生自振，同時又能使傳到轉(zhuǎn)向盤上的反沖力明顯降低。同時又能使傳到轉(zhuǎn)向盤上的反沖力明顯降低。 為了使汽車具有良好的為了使汽車具有良好的機動性能機動性能，必須使轉(zhuǎn)向輪有盡可能，必須使轉(zhuǎn)向輪有盡可能大的轉(zhuǎn)角，其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達(dá)到汽車軸距的大的轉(zhuǎn)角，其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達(dá)到汽車軸距的22.5倍。倍。轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向操縱的輕便性操縱的輕便性通常用轉(zhuǎn)向時駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的通常用轉(zhuǎn)向時駕駛員作

5、用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動圈數(shù)多少兩項指標(biāo)來評價。切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動圈數(shù)多少兩項指標(biāo)來評價。 轎車轎車 貨車貨車機械轉(zhuǎn)向機械轉(zhuǎn)向 50100N 250N動力轉(zhuǎn)向動力轉(zhuǎn)向 2050N 120N轎車轉(zhuǎn)向盤從中間位置轉(zhuǎn)到每一端的圈數(shù)不得超過轎車轉(zhuǎn)向盤從中間位置轉(zhuǎn)到每一端的圈數(shù)不得超過2.0圈，圈，貨車則要求不超過貨車則要求不超過3.0圈。圈。 10-2 10-2 機械式轉(zhuǎn)向器方案分析機械式轉(zhuǎn)向器方案分析 根據(jù)機械式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)特點 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器等蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器等 一、機械式轉(zhuǎn)向器方案分析一、

6、機械式轉(zhuǎn)向器方案分析 1.齒輪齒條式齒輪齒條式 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點是：齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、質(zhì)量輕；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、體積小、質(zhì)量輕；傳動效率高達(dá)傳動效率高達(dá)90%；可自動消除齒；可自動消除齒間間隙間間隙(圖所示圖所示)；沒有轉(zhuǎn)向搖臂和；沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制直拉桿，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。造成本低。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要缺點是：齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要缺點是：逆效率高（逆效率高（60%-70%）。因此，汽）。因此，汽車在不平路面上行駛時，發(fā)生在轉(zhuǎn)車在不平路面上行駛時，發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間的沖擊力，大部分向輪與路面之間的沖擊

7、力，大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤。能傳至轉(zhuǎn)向盤。 根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點不同根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四種形式：中間輸入，兩端輸出（圖有四種形式：中間輸入，兩端輸出（圖a a）；側(cè)面輸入，兩端）；側(cè)面輸入，兩端輸出（圖輸出（圖b b）；側(cè)面輸入，中間輸出（圖）；側(cè)面輸入，中間輸出（圖c c）；側(cè)面輸入，一端）；側(cè)面輸入，一端輸出（圖輸出（圖d d）。）。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種形式齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種形式 根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對前軸位置的不同根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對前軸位置的不同，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；在

8、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，見圖。梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，前置梯形，見圖。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種布置形式齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種布置形式 2. 循環(huán)球式 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由螺桿和螺母共同循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由螺桿和螺母共同形成的螺旋槽內(nèi)裝有鋼球構(gòu)成的傳動形成的螺旋槽內(nèi)裝有鋼球構(gòu)成的傳動副，以及螺母上齒條與搖臂軸上齒扇副，以及螺母上齒條與搖臂軸上齒扇構(gòu)成的傳動副組成，如圖所示。構(gòu)成的傳動副組成，如圖所示。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點是：傳動效循

9、環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點是：傳動效率可達(dá)到率可達(dá)到75%-85%；工作平穩(wěn)可靠；工作平穩(wěn)可靠；齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整容易；適齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整容易；適合用來做整體式動力轉(zhuǎn)向器。合用來做整體式動力轉(zhuǎn)向器。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要缺點是：逆循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要缺點是：逆效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，制造效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，制造精度要求高。精度要求高。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的間隙調(diào)整機構(gòu)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的間隙調(diào)整機構(gòu) 3. 3. 蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式 蝸桿滾輪式蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器由蝸桿和滾輪嚙合而構(gòu)成。主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向器由蝸桿和滾輪嚙合而構(gòu)成。主要

10、優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單；制造容易；強度比較高、工作可靠、壽命長；逆效率低。主要簡單；制造容易；強度比較高、工作可靠、壽命長；逆效率低。主要缺點是：正效率低；調(diào)整嚙合間隙比較困難；傳動比不能變化。缺點是：正效率低；調(diào)整嚙合間隙比較困難；傳動比不能變化。 蝸桿指銷式蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器有固定銷式和旋轉(zhuǎn)銷式兩種形式。根據(jù)銷子數(shù)轉(zhuǎn)向器有固定銷式和旋轉(zhuǎn)銷式兩種形式。根據(jù)銷子數(shù)量不同，又有單銷和雙銷之分。量不同，又有單銷和雙銷之分。蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點是：傳動比可以做成不變的或者變化的；蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點是：傳動比可以做成不變的或者變化的；工作面間隙調(diào)整容易。工作面間隙調(diào)整容易。固定銷式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)簡單、制造

11、容易。但銷子的工作部位磨損固定銷式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。但銷子的工作部位磨損快、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?？?、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，應(yīng)采用雙銷式結(jié)構(gòu)。雙銷式轉(zhuǎn)向器要求搖臂軸有較大的轉(zhuǎn)角時，應(yīng)采用雙銷式結(jié)構(gòu)。雙銷式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸和質(zhì)量大，并且對兩主銷間的位置精度、螺紋槽的的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸和質(zhì)量大，并且對兩主銷間的位置精度、螺紋槽的形狀及尺寸精度等要求高。此外，傳動比的變化特性和傳動間隙特性形狀及尺寸精度等要求高。此外，傳動比的變化特性和傳動間隙特性的變化受限制。的變化受限制。蝸桿滾輪式和蝸桿指

12、銷式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用較少。蝸桿滾輪式和蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用較少。 二、轉(zhuǎn)向盤的尺寸及布置二、轉(zhuǎn)向盤的尺寸及布置 轉(zhuǎn)向盤有輪轂、輪緣和輪輻組成。轉(zhuǎn)向盤有輪轂、輪緣和輪輻組成。若采用若采用大直徑大直徑轉(zhuǎn)向盤，會使駕駛?cè)藛T進(jìn)出駕駛室感到困難；轉(zhuǎn)向盤，會使駕駛?cè)藛T進(jìn)出駕駛室感到困難； 若采用若采用小直徑小直徑轉(zhuǎn)向盤，則在轉(zhuǎn)向時要求駕駛?cè)藛T施加較大的轉(zhuǎn)向盤，則在轉(zhuǎn)向時要求駕駛?cè)藛T施加較大的力量。力量。 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤布置過高布置過高會影響人對道路和儀表盤的視野；會影響人對道路和儀表盤的視野；轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤布置過低布置過低，則在操縱離合器、制動踏板時影響駕駛?cè)?，則在操縱離合器、制動踏板時影響駕駛?cè)藛T腿部的動作。員腿

13、部的動作。在選擇轉(zhuǎn)向盤直徑時，應(yīng)考慮與在選擇轉(zhuǎn)向盤直徑時，應(yīng)考慮與汽車的類型和大小汽車的類型和大小相適應(yīng)。相適應(yīng)。 乘用車、小型客車、小型商用車的轉(zhuǎn)向盤直徑參考直徑為乘用車、小型客車、小型商用車的轉(zhuǎn)向盤直徑參考直徑為400mm；中型客車、中型商用車的轉(zhuǎn)向盤參考直徑為中型客車、中型商用車的轉(zhuǎn)向盤參考直徑為450mm或者或者500mm；大型客車和大型商用車的轉(zhuǎn)向盤的參考直徑為大型客車和大型商用車的轉(zhuǎn)向盤的參考直徑為550mm。 三、防傷安全機構(gòu)方案分析與計算三、防傷安全機構(gòu)方案分析與計算 有關(guān)資料分析表明有關(guān)資料分析表明：汽車正面碰撞時，轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱：汽車正面碰撞時，轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向管柱是使駕駛員

14、受傷的主要元件。是使駕駛員受傷的主要元件。有關(guān)零件在撞擊時產(chǎn)生塑性變形、彈性變形或是利用摩擦有關(guān)零件在撞擊時產(chǎn)生塑性變形、彈性變形或是利用摩擦等來吸收沖擊能量，能防止或者減輕駕駛員受傷。等來吸收沖擊能量，能防止或者減輕駕駛員受傷。 防傷轉(zhuǎn)向傳動軸簡圖 措施一：措施一：轉(zhuǎn)向傳動軸采用萬向節(jié)連接轉(zhuǎn)向傳動軸采用萬向節(jié)連接，并且布置合理，便可防，并且布置合理，便可防止轉(zhuǎn)向盤向駕駛室內(nèi)移動，危及駕駛員安全。如圖所示。止轉(zhuǎn)向盤向駕駛室內(nèi)移動，危及駕駛員安全。如圖所示。措施二：措施二：轉(zhuǎn)向軸分為兩段轉(zhuǎn)向軸分為兩段，上轉(zhuǎn)向軸的下端與下轉(zhuǎn)向軸，上轉(zhuǎn)向軸的下端與下轉(zhuǎn)向軸上端通過兩個圓頭圓柱銷相連。在受到一定數(shù)值的

15、軸向力時，上端通過兩個圓頭圓柱銷相連。在受到一定數(shù)值的軸向力時，上、下轉(zhuǎn)向軸能自動脫開，以保證駕駛員的安全。上、下轉(zhuǎn)向軸能自動脫開，以保證駕駛員的安全。 措施三：措施三：彈性聯(lián)軸器式防傷機構(gòu)彈性聯(lián)軸器式防傷機構(gòu) ，彈性墊片的軸向變形，彈性墊片的軸向變形可以緩和沖擊力并允許上、下轉(zhuǎn)向軸相對移動?？梢跃徍蜎_擊力并允許上、下轉(zhuǎn)向軸相對移動。措施四：措施四：吸能轉(zhuǎn)向管柱 安全聯(lián)軸套管安全聯(lián)軸套管1 1套管套管 2 2塑料銷釘塑料銷釘 3 3軸軸 10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 10.3.1 轉(zhuǎn)向系傳動比轉(zhuǎn)向系傳動比轉(zhuǎn)向系的傳動比包括轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向系的傳動比包括轉(zhuǎn)向系角傳動比角傳動比

16、和轉(zhuǎn)向系和轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)矩傳動比轉(zhuǎn)矩傳動比。 1轉(zhuǎn)向系角傳動比 定義：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量的平均值定義：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量的平均值之比。之比。 hLR2i 10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 轉(zhuǎn)向器角傳動比轉(zhuǎn)向器角傳動比： 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與搖臂軸轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量之比轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量與搖臂軸轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量之比 h0pihp12trh0p2rit齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器沒有轉(zhuǎn)向器角傳動比，僅有齒條增益齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器沒有轉(zhuǎn)向器角傳動比，僅有齒條增益C Cf f 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 fhdCn10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)

17、角傳動比轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)角傳動比：轉(zhuǎn)向搖臂軸轉(zhuǎn)角的增量，與兩側(cè)轉(zhuǎn)向：轉(zhuǎn)向搖臂軸轉(zhuǎn)角的增量，與兩側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量的平均值之比節(jié)轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量的平均值之比 pLLR2i 轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)角傳動比的乘積就是轉(zhuǎn)向器與轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)角傳動比的乘積就是轉(zhuǎn)向系的角傳動比轉(zhuǎn)向系的角傳動比 0 Lii i在使用整體式轉(zhuǎn)向器在使用整體式轉(zhuǎn)向器(循環(huán)球式、曲柄指銷式、蝸輪蝸桿式循環(huán)球式、曲柄指銷式、蝸輪蝸桿式)的的轉(zhuǎn)向系中，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的角傳動比轉(zhuǎn)向系中，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的角傳動比大約在大約在0.851.1之間，之間，可以粗略認(rèn)為是可以粗略認(rèn)為是1。 0 L0ii ii10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要

18、性能參數(shù) 2轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)矩傳動比轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)矩傳動比 定義為 RtTSGSLhTiiT 在實用中在實用中，轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)矩傳動比定義為，轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)矩傳動比定義為 pT00SGhTiiT10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 3轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律 對于一定的轉(zhuǎn)向盤角速度，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)向器對于一定的轉(zhuǎn)向盤角速度，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)向器角度傳動比在反比。角傳動比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對角度傳動比在反比。角傳動比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對轉(zhuǎn)向盤角速度的響應(yīng)變得遲鈍，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低。轉(zhuǎn)向盤角速度的響應(yīng)變得遲鈍，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低。 所以所以“輕輕”和和“

19、靈靈”構(gòu)成一對矛盾。構(gòu)成一對矛盾。 如何解決？如何解決？ 在采用機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的情況下，增大轉(zhuǎn)向器角傳動比，可在采用機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的情況下，增大轉(zhuǎn)向器角傳動比，可以減小駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的力，使操縱輕便；以減小駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤的力，使操縱輕便； 為解決這對矛盾，通常采用為解決這對矛盾，通常采用變速比轉(zhuǎn)向器變速比轉(zhuǎn)向器。 1) 齒輪齒條式變速比轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式變速比轉(zhuǎn)向器 2) 循環(huán)球齒條齒扇式變速比轉(zhuǎn)向器循環(huán)球齒條齒扇式變速比轉(zhuǎn)向器 10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 3轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律 1) 齒輪齒條式變速比轉(zhuǎn)向器 兩齒輪正確嚙合的條件?1122

20、coscosmm 一般是采用一個變位小齒輪一般是采用一個變位小齒輪(其各齒形狀完全相同其各齒形狀完全相同)與一個與一個變模數(shù)、變壓力角的齒條相嚙合，實現(xiàn)變速比傳動。變模數(shù)、變壓力角的齒條相嚙合，實現(xiàn)變速比傳動。 在齒條變模數(shù)和壓力角時，只要這個公式得到滿足，就可在齒條變模數(shù)和壓力角時，只要這個公式得到滿足，就可以保證齒輪和齒條正確嚙合。以保證齒輪和齒條正確嚙合。 小齒輪的節(jié)圓直徑越小，其轉(zhuǎn)動一定圈數(shù)齒條的移動距離小齒輪的節(jié)圓直徑越小，其轉(zhuǎn)動一定圈數(shù)齒條的移動距離越小，速比越大。越小，速比越大。 b2cosdd10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 3轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律轉(zhuǎn)向

21、器角傳動比的變化規(guī)律 變速比齒條的齒面不再是一個平面。現(xiàn)代齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器變速比齒條的齒面不再是一個平面?，F(xiàn)代齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器一般都采用螺旋齒輪傳動，其變速比齒條的表面是復(fù)雜的曲面一般都采用螺旋齒輪傳動，其變速比齒條的表面是復(fù)雜的曲面 10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 3轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律 2) 循環(huán)球齒條齒扇式變速比轉(zhuǎn)向器循環(huán)球齒條齒扇式變速比轉(zhuǎn)向器 循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器的角傳動比循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器的角傳動比02rit設(shè)計原理設(shè)計原理 轉(zhuǎn)向器角傳動比與齒扇嚙合半徑成正比，與螺桿螺距成轉(zhuǎn)向器角傳動比與齒扇嚙合半徑成正比，與螺桿螺距成反比

22、。一般都是將螺距做成固定的，通過改變齒扇嚙合半徑反比。一般都是將螺距做成固定的，通過改變齒扇嚙合半徑的方法來實現(xiàn)變速比。的方法來實現(xiàn)變速比。 當(dāng)轉(zhuǎn)向搖臂軸離開中間位置以后，隨轉(zhuǎn)角的變化使齒扇與當(dāng)轉(zhuǎn)向搖臂軸離開中間位置以后，隨轉(zhuǎn)角的變化使齒扇與齒條嚙合的工作半徑也發(fā)生變化，從而改變角傳動比。齒條嚙合的工作半徑也發(fā)生變化，從而改變角傳動比。 10-310-3 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 3轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律轉(zhuǎn)向器角傳動比的變化規(guī)律 在采用機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的情況下，在采用機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的情況下，主要是解決轉(zhuǎn)向操縱的輕便性問題。主要是解決轉(zhuǎn)向操縱的輕便性問題。由于轉(zhuǎn)向阻力矩一般隨車輪轉(zhuǎn)角的增

23、由于轉(zhuǎn)向阻力矩一般隨車輪轉(zhuǎn)角的增大而增大，故轉(zhuǎn)向器的理想角傳動比大而增大，故轉(zhuǎn)向器的理想角傳動比也應(yīng)該隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增大而增大。也應(yīng)該隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增大而增大。 在采用變速比動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的情在采用變速比動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的情況下，典型的速比變化特性是轉(zhuǎn)向盤況下，典型的速比變化特性是轉(zhuǎn)向盤在中間位置時的轉(zhuǎn)向器角傳動比較大，在中間位置時的轉(zhuǎn)向器角傳動比較大，是由高速操縱性決定的。在低速行駛、是由高速操縱性決定的。在低速行駛、大轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向時，速比小，以使駕駛員大轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)向時，速比小，以使駕駛員為獲得前輪的最大轉(zhuǎn)向角所需要轉(zhuǎn)動為獲得前輪的最大轉(zhuǎn)向角所需要轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的圈數(shù)盡可能少。轉(zhuǎn)向盤的圈數(shù)盡可能少。 傳動副的傳動

24、間隙在轉(zhuǎn)向盤處于中間及其附近位置時要極傳動副的傳動間隙在轉(zhuǎn)向盤處于中間及其附近位置時要極小，最好無間隙。若轉(zhuǎn)向器傳動副存在傳動間隙，一旦轉(zhuǎn)向輪小，最好無間隙。若轉(zhuǎn)向器傳動副存在傳動間隙，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。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。10.3.2 轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙t 1 1轉(zhuǎn)向器傳動間隙特性轉(zhuǎn)向器傳動間隙特性 傳動間隙傳動間隙是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動副之間的間隙。是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動副之間的間隙。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

25、稱為為轉(zhuǎn)向器傳動副傳動間隙特性轉(zhuǎn)向器傳動副傳動間隙特性。研究該特性的意義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)。壽命有關(guān)。10.3.2 10.3.2 轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙t t 轉(zhuǎn)向器傳動副轉(zhuǎn)向器傳動副傳動間隙特性傳動間隙特性 傳動副在中間及其附近位置因使用頻繁，磨損速度要比兩傳動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大時，必須經(jīng)調(diào)整端快。在中間附近位置因磨損造成的間隙過大時，必須經(jīng)調(diào)整消除該處間隙。消除該處間隙。 為此，傳動副傳動間隙特性應(yīng)當(dāng)設(shè)計成下圖所示的逐漸

26、加為此，傳動副傳動間隙特性應(yīng)當(dāng)設(shè)計成下圖所示的逐漸加大的形狀。大的形狀。 10.3.2 10.3.2 轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙t t 2. 2. 如何獲得傳動間隙特性如何獲得傳動間隙特性 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的齒條齒扇傳動副的傳動間隙特性，可通過循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的齒條齒扇傳動副的傳動間隙特性，可通過將齒扇齒做成不同厚度將齒扇齒做成不同厚度來獲取必要的傳動間隙。來獲取必要的傳動間隙。 即將中間齒設(shè)計成正常齒厚，從靠近中間齒的兩側(cè)齒到離開即將中間齒設(shè)計成正常齒厚，從靠近中間齒的兩側(cè)齒到離開中間齒最遠(yuǎn)的齒，其厚度依次遞減。中間齒最遠(yuǎn)的齒，其厚度依次遞減。 2222dpp12tancosc

27、ostRnnRn 10.3.2 10.3.2 轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙t t 2. 2. 如何獲得傳動間隙特性如何獲得傳動間隙特性 2222dpp12tancoscostRnnRn 一、轉(zhuǎn)向器的正效率一、轉(zhuǎn)向器的正效率10.3.3 10.3.3 轉(zhuǎn)向器的效率轉(zhuǎn)向器的效率 轉(zhuǎn)向器的正效率表征的是功率從轉(zhuǎn)向器的正效率表征的是功率從轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤到到車輪車輪時的傳遞特性。時的傳遞特性。 h 0SGpT iTpSGh 0TT i。轉(zhuǎn)向器正效率的另一種表達(dá)式轉(zhuǎn)向器正效率的另一種表達(dá)式 pppppSGh 0phhhTTPT iTP提高轉(zhuǎn)向器正效率有助于減小駕駛員向轉(zhuǎn)向盤上施加的轉(zhuǎn)向力！提

28、高轉(zhuǎn)向器正效率有助于減小駕駛員向轉(zhuǎn)向盤上施加的轉(zhuǎn)向力！ 二、轉(zhuǎn)向器的逆效率二、轉(zhuǎn)向器的逆效率 10.3.3 轉(zhuǎn)向器的效率轉(zhuǎn)向器的效率 轉(zhuǎn)向器的逆效率表征的是功率從轉(zhuǎn)向器的逆效率表征的是功率從車輪車輪到到轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向盤時的傳遞特性。時的傳遞特性。 。轉(zhuǎn)向器逆效率的另一種表達(dá)式轉(zhuǎn)向器逆效率的另一種表達(dá)式 h 0pSGT iTh 0SGpT iTh 0phhhSGpppppT iTPTTP可逆式、不可逆式和極限可逆式轉(zhuǎn)向器可逆式、不可逆式和極限可逆式轉(zhuǎn)向器可逆式轉(zhuǎn)向器：可逆式轉(zhuǎn)向器：轉(zhuǎn)向器具有一定逆效率，以保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向器具有一定逆效率，以保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤的自動返回能力。但為了減小傳至轉(zhuǎn)向盤上的路

29、面沖擊轉(zhuǎn)向盤的自動返回能力。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。力，防止打手，又要求此逆效率盡可能低。不可逆式轉(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)向傳動機構(gòu)的零件承受，因而這些零件容轉(zhuǎn)向器。該沖擊力轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的零件承受，因而這些零件容易損壞。同時，它既不能保證車輪自動回正，駕駛員又缺乏路易損壞。同時，它既不能保證車輪自動回正，駕駛員又缺乏路面感覺，因此，現(xiàn)代汽車不采用這種轉(zhuǎn)向器。面感覺，因此，現(xiàn)代汽車不采用這種轉(zhuǎn)向器。極限可逆式轉(zhuǎn)向器極限可逆式轉(zhuǎn)向器: :介于可逆式與不可逆式轉(zhuǎn)向

30、器兩者之間。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，此力只有較小一部分傳至轉(zhuǎn)向盤。在車輪受到?jīng)_擊力作用時，此力只有較小一部分傳至轉(zhuǎn)向盤。影響轉(zhuǎn)向器效率的因素影響轉(zhuǎn)向器效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點、結(jié)有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。 （1）轉(zhuǎn)向器類型與效率）轉(zhuǎn)向器類型與效率 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。率比較高。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器以滾動摩擦代替滑動摩擦，效率較高，效率可以高循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器以滾動摩擦代替滑動摩擦，效率較高，效率可以高達(dá)達(dá)85%，一般在，一般在75%

31、85%之間。之間。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的效率更高，因為只有一對傳動副。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的效率更高，因為只有一對傳動副。蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的正效率蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的正效率54%75%，逆效率，逆效率54%60%。蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的正效率蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的正效率75%，逆效率，逆效率60%。轉(zhuǎn)向器的效率除了與設(shè)計有關(guān)以外，與制造質(zhì)量也關(guān)系密切。轉(zhuǎn)向器的效率除了與設(shè)計有關(guān)以外，與制造質(zhì)量也關(guān)系密切。 10.3.4 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素（2 2）轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與效率）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，只考慮嚙合副的如果忽略軸承和其經(jīng)地方的摩擦損失，只考慮嚙合

32、副的摩擦損失，對于蝸桿和螺桿類轉(zhuǎn)向器，其正效率可用下式計算摩擦損失，對于蝸桿和螺桿類轉(zhuǎn)向器，其正效率可用下式計算其逆效率可表示為其逆效率可表示為 00tantanSG00tantanSG導(dǎo)程角導(dǎo)程角(螺線升角螺線升角)增大，使正、逆效率都增大。所以，應(yīng)該選增大，使正、逆效率都增大。所以，應(yīng)該選一個合適值，使正、逆效率達(dá)到綜合平衡。一個合適值，使正、逆效率達(dá)到綜合平衡。 一一 轉(zhuǎn)向器計算載荷的確定轉(zhuǎn)向器計算載荷的確定 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力？要克服的阻力？pGfMR313SGswRhiDLMLF021210-4 10-4 機械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算機械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算 計算汽車在瀝青或者

33、混凝土跨面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩計算汽車在瀝青或者混凝土跨面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩M MR R的半徑經(jīng)驗公式的半徑經(jīng)驗公式作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為? ?駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的最大瞬時力為駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的最大瞬時力為700N700N。 轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動的阻力轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動的阻力車輪穩(wěn)定阻力車輪穩(wěn)定阻力輪胎變形阻力輪胎變形阻力轉(zhuǎn)向系中的內(nèi)摩擦阻力等。轉(zhuǎn)向系中的內(nèi)摩擦阻力等。 二二 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 10-4 10-4 機械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算機械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪多數(shù)采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪多數(shù)采用斜齒圓柱齒輪斜齒圓柱齒輪，齒

34、，齒輪模數(shù)取值范圍多在輪模數(shù)取值范圍多在23mm之間。之間。 主動小齒輪齒數(shù)多數(shù)在主動小齒輪齒數(shù)多數(shù)在57個齒范圍變化，壓力角取個齒范圍變化，壓力角取20，齒輪螺旋角取值范圍多為，齒輪螺旋角取值范圍多為915。 齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角時，相應(yīng)的齒條齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角時，相應(yīng)的齒條移動行程應(yīng)達(dá)到的值來確定。移動行程應(yīng)達(dá)到的值來確定。 變速比的齒條壓力角，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在變速比的齒條壓力角，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在1235范圍內(nèi)范圍內(nèi)變化。變化。 應(yīng)驗算齒輪的應(yīng)驗算齒輪的抗彎強度抗彎強度和和接觸強度接觸強度。 三三 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 10-4 10-4 機械式轉(zhuǎn)

35、向器的設(shè)計計算機械式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算 1 1主要尺寸參數(shù)的選擇主要尺寸參數(shù)的選擇 1) 螺桿、鋼球、螺母傳動副螺桿、鋼球、螺母傳動副 三三 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 1主要尺寸參數(shù)的選擇主要尺寸參數(shù)的選擇 1) 螺桿、鋼球、螺母傳動副螺桿、鋼球、螺母傳動副 (1) 鋼球中心距鋼球中心距D、螺桿外徑、螺桿外徑D1、螺母內(nèi)徑螺母內(nèi)徑D2 D 對轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)尺寸和強度有影響。在保證足夠的強度條對轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)尺寸和強度有影響。在保證足夠的強度條件下，盡可能將件下，盡可能將D值取小些。值取小些。 (2) 鋼球直徑鋼球直徑d和數(shù)量和數(shù)量n 鋼球直徑尺寸鋼球直徑尺寸d 取得大能提高承載能力，同時

36、螺桿和螺母取得大能提高承載能力，同時螺桿和螺母傳動機構(gòu)和轉(zhuǎn)向器的尺寸也隨之增大。傳動機構(gòu)和轉(zhuǎn)向器的尺寸也隨之增大。 增加鋼球數(shù)量增加鋼球數(shù)量n，能提高承載能力，但使鋼球流動性變壞，能提高承載能力，但使鋼球流動性變壞，從而使傳動效率降低。，從而使傳動效率降低。 每個環(huán)路中的鋼球數(shù)每個環(huán)路中的鋼球數(shù) 0cosDWnd三三 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 1主要尺寸參數(shù)的選擇主要尺寸參數(shù)的選擇 (3)滾道截面滾道截面 螺桿和螺母各由兩條圓弧組螺桿和螺母各由兩條圓弧組成，形成四段圓弧滾道截面。成，形成四段圓弧滾道截面。鋼球與滾道有四點接觸鋼球與滾道有四點接觸 為了減少摩擦，螺桿和螺母溝槽為了

37、減少摩擦，螺桿和螺母溝槽的半徑應(yīng)大于鋼球半徑的半徑應(yīng)大于鋼球半徑d/2，一般取，一般取 dR)53. 051. 0(2(4) 接觸角接觸角 多取為多取為45，以使軸向力和徑向力分配均勻。，以使軸向力和徑向力分配均勻。 三三 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 1主要尺寸參數(shù)的選擇主要尺寸參數(shù)的選擇 1) 螺桿、鋼球、螺母傳動副 (5) 螺距P和螺旋線導(dǎo)程角 2riP螺距螺距P P 影響轉(zhuǎn)向器角傳動比的值。螺距影響轉(zhuǎn)向器角傳動比的值。螺距P P一般在一般在12121818內(nèi)選取。內(nèi)選取。 (6) 工作鋼球圈數(shù) W 多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)向器用兩個環(huán)路，而每個環(huán)路的工作鋼球多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)向器用兩個環(huán)

38、路，而每個環(huán)路的工作鋼球圈數(shù)圈數(shù)W又與接觸強度有關(guān)：增加工作鋼球總數(shù)，能降低接觸應(yīng)又與接觸強度有關(guān)：增加工作鋼球總數(shù)，能降低接觸應(yīng)力，提高承載能力；但鋼球受力不均勻、螺桿增長而使剛度降力，提高承載能力；但鋼球受力不均勻、螺桿增長而使剛度降低。工作鋼球圈數(shù)有低。工作鋼球圈數(shù)有1.5和和2.5圈兩種。圈兩種。 三三 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 1主要尺寸參數(shù)的選擇主要尺寸參數(shù)的選擇 2) 齒條、齒扇傳動副設(shè)計(看一下) 變厚齒扇變厚齒扇 三三 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 2循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強度計算循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強度計算 1) 鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力 223232

39、2F ERrkR r230coscosFFn21/1/2ArR11/1/2BrR三三 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 2循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強度計算循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強度計算 2) 齒的齒的彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力 w26Fhbs3) 轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑的確定轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑的確定 R300.2KMd10-510-5 動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)動力轉(zhuǎn)向機構(gòu) 一、對動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的要求一、對動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的要求 1 1）“運動學(xué)運動學(xué)”上應(yīng)保持轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角之間保持一定的比上應(yīng)保持轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角之間保持一定的比例關(guān)系。例關(guān)系。2 2）隨著轉(zhuǎn)向輪阻力的增大（或減?。饔迷谵D(zhuǎn)向盤上手力必須增大）隨著轉(zhuǎn)

40、向輪阻力的增大（或減?。?，作用在轉(zhuǎn)向盤上手力必須增大（或減小），稱之為（或減小），稱之為“路感路感”。3 3）當(dāng)作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力）當(dāng)作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力F Fh h2525190N190N時時( (因汽車形式不同而異因汽車形式不同而異) )，動力轉(zhuǎn)向器就應(yīng)開始工作。動力轉(zhuǎn)向器就應(yīng)開始工作。4 4）轉(zhuǎn)向盤應(yīng)自動回正。）轉(zhuǎn)向盤應(yīng)自動回正。 5 5）工作靈敏。）工作靈敏。 6 6）動力轉(zhuǎn)向失靈時，仍能用機械系統(tǒng)操縱車輪轉(zhuǎn)向。）動力轉(zhuǎn)向失靈時，仍能用機械系統(tǒng)操縱車輪轉(zhuǎn)向。7 7）密封性能好，內(nèi)、外泄漏少。）密封性能好，內(nèi)、外泄漏少。汽車采用動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)是為了提高操縱的輕便性和行駛安全性。汽車采

41、用動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)是為了提高操縱的輕便性和行駛安全性。中級以上轎車，采用或者可供選裝動力轉(zhuǎn)向器的逐漸增多。轉(zhuǎn)向軸軸中級以上轎車，采用或者可供選裝動力轉(zhuǎn)向器的逐漸增多。轉(zhuǎn)向軸軸載質(zhì)量超過載質(zhì)量超過2.5t2.5t的貨車可以采用動力轉(zhuǎn)向，當(dāng)超過的貨車可以采用動力轉(zhuǎn)向，當(dāng)超過4t4t時應(yīng)該采動力轉(zhuǎn)向。時應(yīng)該采動力轉(zhuǎn)向。 二、液壓動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)布置方案分析二、液壓動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)布置方案分析 液壓式動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)是由分配閥、轉(zhuǎn)向器、動力缸、液壓泵、貯油罐液壓式動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)是由分配閥、轉(zhuǎn)向器、動力缸、液壓泵、貯油罐和油管等組成。和油管等組成。 根據(jù)分配閥、轉(zhuǎn)向器和動力缸三者相互位置的不同，它分為根據(jù)分配閥、轉(zhuǎn)向器和

42、動力缸三者相互位置的不同，它分為整體式整體式和和分置式分置式兩類。兩類。 分置式按分配閥所在位置不同又分為：聯(lián)閥式（圖分置式按分配閥所在位置不同又分為：聯(lián)閥式（圖b b）、）、連桿式（圖連桿式（圖c c ）和）和 半分置式（圖半分置式（圖d d ）。）。動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)布置方案1分配閥 2轉(zhuǎn)向器 3動力缸 在分析比較動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)布置方案時，要考慮以下幾個方在分析比較動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)布置方案時，要考慮以下幾個方面：面： 1 1）結(jié)構(gòu)上是否緊湊；）結(jié)構(gòu)上是否緊湊； 2 2）轉(zhuǎn)向器主要零件是否承受由動力缸建立起來的載荷；）轉(zhuǎn)向器主要零件是否承受由動力缸建立起來的載荷； 3 3）拆裝轉(zhuǎn)向器是否容易；）拆裝轉(zhuǎn)向

43、器是否容易； 4 4）管路，特別是軟管的管路長短；）管路，特別是軟管的管路長短； 5 5）轉(zhuǎn)向輪在側(cè)向力作用下是否容易產(chǎn)生擺振；）轉(zhuǎn)向輪在側(cè)向力作用下是否容易產(chǎn)生擺振； 6 6）能不能采用典型轉(zhuǎn)向器等方面。）能不能采用典型轉(zhuǎn)向器等方面。 分配閥分配閥有兩種結(jié)構(gòu)方案：分配閥中的閥與閥體以軸向移動方有兩種結(jié)構(gòu)方案：分配閥中的閥與閥體以軸向移動方式來控制油路的稱為式來控制油路的稱為滑閥式滑閥式，以旋轉(zhuǎn)運動來控制油路的稱為，以旋轉(zhuǎn)運動來控制油路的稱為轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)閥式。 三、液壓式動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的計算三、液壓式動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的計算 1動力缸尺寸計算動力缸尺寸計算 動力缸的主要尺寸有動力缸的主要尺寸有動力缸內(nèi)徑動

44、力缸內(nèi)徑、活塞行程活塞行程、活塞桿直徑活塞桿直徑和和動力缸殼體動力缸殼體壁厚壁厚等。等。 1動力缸尺寸計算 11F LFL1動力缸尺寸計算 11F LFLFpS11FLSpL22p4SDd211p4FLDdpL動力缸內(nèi)徑動力缸內(nèi)徑 活塞行程活塞行程是車輪轉(zhuǎn)至最大轉(zhuǎn)角時，由直拉桿的移動置換到活塞桿處的移動量得到的。 活塞移到兩端極限位置，還要留有一定間隙。 1動力缸尺寸計算 活塞厚度活塞厚度可取為0.3BD。 動力缸的最大長度動力缸的最大長度 1100.5 0.60.3sDDs動力缸殼體壁厚動力缸殼體壁厚根據(jù)計算軸向平面拉應(yīng)力來確定 2Tz24DpnDtt2分配滑閥參數(shù)的選擇 。 分配滑閥的主要

45、參數(shù)有滑閥直徑，預(yù)開隙、密封長度和滑閥總移動距離 上述參數(shù)影響分配閥的泄漏量、液流速度和轉(zhuǎn)向靈敏度。 3212rp dQe 321.38 10pv 3分配閥的回位彈簧 四、動力轉(zhuǎn)向器的評價指標(biāo)四、動力轉(zhuǎn)向器的評價指標(biāo) （1 1）動力轉(zhuǎn)向器的）動力轉(zhuǎn)向器的作用效能作用效能 用效能指標(biāo)用效能指標(biāo)s s = =F Fh h/ /F Fh h來評價動力轉(zhuǎn)向器的作用效能。來評價動力轉(zhuǎn)向器的作用效能。 現(xiàn)有動力轉(zhuǎn)向器的效能指標(biāo)現(xiàn)有動力轉(zhuǎn)向器的效能指標(biāo)s s =1=11515。 （2 2）路感路感 駕駛員的路感來自于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，所要克駕駛員的路感來自于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，所要克服的液壓阻力。液壓阻力等于反作用閥

46、面積與工作液壓壓強服的液壓阻力。液壓阻力等于反作用閥面積與工作液壓壓強的乘積。的乘積。在最大工作壓力時，轎車：換算以轉(zhuǎn)向盤上的力增加約在最大工作壓力時，轎車：換算以轉(zhuǎn)向盤上的力增加約303050N50N，貨車：增加，貨車：增加8080100N100N。 （3）轉(zhuǎn)向靈敏度轉(zhuǎn)向靈敏度 轉(zhuǎn)向靈敏度可以用轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向靈敏度可以用轉(zhuǎn)向盤行程行程與滑閥與滑閥行程行程的比值的比值 i 來評價來評價 比值比值 i 越小，則動力轉(zhuǎn)向作用的靈敏度越高。高級轎車的越小，則動力轉(zhuǎn)向作用的靈敏度越高。高級轎車的 i 值在值在6.7以下。以下。轉(zhuǎn)向靈敏度也可以用接通動力轉(zhuǎn)向時，作用到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向靈敏度也可以用接通動力轉(zhuǎn)向時

47、，作用到轉(zhuǎn)向盤的手力的轉(zhuǎn)角來評價，要求此力在手力的轉(zhuǎn)角來評價，要求此力在20-50N，轉(zhuǎn)角在，轉(zhuǎn)角在10-15范圍。范圍。 2swDi 四、動力轉(zhuǎn)向器的評價指標(biāo)四、動力轉(zhuǎn)向器的評價指標(biāo)( (續(xù)續(xù)) )（4）動力轉(zhuǎn)向器的）動力轉(zhuǎn)向器的靜特性靜特性 動力轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)向器的靜特性是指輸入轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩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。之間的變化關(guān)系曲線?？梢杂幂斎朕D(zhuǎn)矩可以用輸入轉(zhuǎn)矩M與輸出油壓與輸出油壓p之間之間的變化關(guān)系曲線來表示動力轉(zhuǎn)向的靜特的變化關(guān)系曲線來表示動力轉(zhuǎn)向的靜特性，如圖所示。性，如圖所示。 靜特性曲線分段示意圖 要求要求動力轉(zhuǎn)向器向右轉(zhuǎn)和向左轉(zhuǎn)的靜特性曲線應(yīng)對稱。對

48、稱性可以評價動力轉(zhuǎn)向器向右轉(zhuǎn)和向左轉(zhuǎn)的靜特性曲線應(yīng)對稱。對稱性可以評價滑閥的加工和裝配質(zhì)量。要求對稱性大于滑閥的加工和裝配質(zhì)量。要求對稱性大于0.850.85。 常將靜特性曲線劃分為常將靜特性曲線劃分為四個區(qū)段四個區(qū)段。在輸入轉(zhuǎn)矩不大的時候，相當(dāng)于圖中在輸入轉(zhuǎn)矩不大的時候，相當(dāng)于圖中A A段段；汽車原地轉(zhuǎn)向或調(diào)頭時，輸入轉(zhuǎn)矩進(jìn)入最大區(qū)段（圖中汽車原地轉(zhuǎn)向或調(diào)頭時，輸入轉(zhuǎn)矩進(jìn)入最大區(qū)段（圖中C C段段）；）；B B區(qū)段區(qū)段屬常用快速轉(zhuǎn)向行駛區(qū)段；屬常用快速轉(zhuǎn)向行駛區(qū)段；D D區(qū)段區(qū)段曲線就表明是一個較寬的平滑過渡區(qū)間。曲線就表明是一個較寬的平滑過渡區(qū)間。 10-610-6 轉(zhuǎn)向梯形轉(zhuǎn)向梯形 轉(zhuǎn)向

49、梯形轉(zhuǎn)向梯形用來保證在汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，所有車輪都盡可用來保證在汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，所有車輪都盡可能繞一個瞬時轉(zhuǎn)向中心，在不同的圓周上作無滑動的純滾動。能繞一個瞬時轉(zhuǎn)向中心，在不同的圓周上作無滑動的純滾動。 轉(zhuǎn)向梯形有轉(zhuǎn)向梯形有整體式整體式和和斷開式斷開式兩種。兩種。轉(zhuǎn)向梯形的轉(zhuǎn)向梯形的設(shè)計要求設(shè)計要求：1）正確選擇轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)，保證汽車轉(zhuǎn)彎時全部車輪繞）正確選擇轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)，保證汽車轉(zhuǎn)彎時全部車輪繞一個瞬時轉(zhuǎn)向中心行駛。一個瞬時轉(zhuǎn)向中心行駛。2）滿足最小轉(zhuǎn)彎直徑的要求，轉(zhuǎn)向輪應(yīng)有足夠大的轉(zhuǎn)角。）滿足最小轉(zhuǎn)彎直徑的要求，轉(zhuǎn)向輪應(yīng)有足夠大的轉(zhuǎn)角。 一、理想的內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系一、理想的內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系 AckermanAckerman轉(zhuǎn)向幾何關(guān)系轉(zhuǎn)向幾何關(guān)系 ocotcotiKL現(xiàn)有轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)僅能近似滿足上式關(guān)系?，F(xiàn)有轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)僅能近似滿足上式關(guān)系。 保證內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角正