汽車動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)緒論1.1汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車底盤的重要構(gòu)成部分，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的利害直接影響到汽車行駛的安全性、控制穩(wěn)固性和駕駛酣暢性，它關(guān)于保證車輛的行駛安全、減少交通事故以及保護(hù)駕駛員的人身安全、改良駕駛員的工作條件起側(cè)重要作用。跟著現(xiàn)代汽車技術(shù)的快速發(fā)展，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已從純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系（HPS）、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS），發(fā)展到利用現(xiàn)代電子和控制技術(shù)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）。按轉(zhuǎn)向力能源的不一樣，可將轉(zhuǎn)向系分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系。機(jī)械轉(zhuǎn)向系的能量根源是人力，所有傳力件都是機(jī)械的，由轉(zhuǎn)向控制機(jī)(方向盤)、轉(zhuǎn)向器、

2、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)三大部分構(gòu)成。此中轉(zhuǎn)向器是將控制機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃訖C(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(嚴(yán)格講是近似直線運(yùn)動)的機(jī)構(gòu)，是轉(zhuǎn)向系的核心零件2。動力轉(zhuǎn)向系除擁有以上三大零件外，其最主要的動力根源是轉(zhuǎn)向助力裝置。因?yàn)檗D(zhuǎn)向助力裝置最常用的是一套液壓系統(tǒng)，所以也就離不開泵、油管、閥、活塞和儲油罐，它們分別相當(dāng)于電路系統(tǒng)中的電池、導(dǎo)線、開關(guān)、電機(jī)和地線的作用。平常，對轉(zhuǎn)向系的主要要求是:保證汽車有較高的靈巧性，在有限的場所面積內(nèi)，擁有快速和小半徑轉(zhuǎn)彎的能力，同時(shí)操作輕盈;1頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)(2)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，所有車輪應(yīng)繞一個(gè)剎時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，不該有側(cè)滑;傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖要盡可能的小;轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤應(yīng)

3、自動回正，并應(yīng)使汽車保持在穩(wěn)固的直線行駛狀;發(fā)生車禍時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向軸因?yàn)檐嚰芎蛙嚿碜冃我煌笠茣r(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最好有保護(hù)機(jī)構(gòu)防范傷及乘員機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動是由駕駛員控制方向盤，經(jīng)過轉(zhuǎn)向器和一系列的桿件傳達(dá)到轉(zhuǎn)向輪來達(dá)成的。機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作過程為：駕駛員對轉(zhuǎn)向盤施加的轉(zhuǎn)向力矩經(jīng)過轉(zhuǎn)向軸輸入轉(zhuǎn)向器，減速傳動裝置的轉(zhuǎn)向器中有1、2級減速傳動副，經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動傳到轉(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)，從而實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)依據(jù)轉(zhuǎn)向器形式能夠分為：齒輪齒條式、循全世界式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式。純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為了產(chǎn)生足

4、夠大的轉(zhuǎn)向扭矩需要使用大直徑的轉(zhuǎn)向盤，需占用較大的空間，整個(gè)機(jī)構(gòu)蠢笨，特別是對轉(zhuǎn)向阻力較大的重型汽車，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向難度很大，這就大大限制了其使用范圍。但因結(jié)構(gòu)簡單、工作靠譜、造價(jià)便宜，目前該類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)除在一些轉(zhuǎn)向控制力不大、對控制性能要求不高的農(nóng)用車上使用外已極少被采納。2頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS）裝置機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車，在停車和低速行駛時(shí)駕駛員的轉(zhuǎn)向控制負(fù)擔(dān)過于深重，為解決這個(gè)問題，美國GM公司在20世紀(jì)50年月?lián)屜仍谵I車上采納了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)是成立在機(jī)械系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，額外增加了一個(gè)液壓系統(tǒng)。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是由液壓和機(jī)械等兩部分構(gòu)成，它是以液壓油做動力傳達(dá)

5、介質(zhì)，經(jīng)過液壓泵產(chǎn)生動力來推進(jìn)機(jī)械轉(zhuǎn)向器，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。液壓助力轉(zhuǎn)向系一致般由機(jī)械轉(zhuǎn)向器、液壓泵、油管、分派閥、動力缸、溢流閥和限壓閥、油缸等零件構(gòu)成。為保證系統(tǒng)安全，在液壓泵上裝有限壓閥和溢流閥。其分派閥、轉(zhuǎn)向器和動力缸置于一個(gè)整體，分派閥和主動齒輪軸裝在一同（閥芯與齒輪軸垂直部署），閥芯上有控制槽，閥芯經(jīng)過轉(zhuǎn)向軸上的撥叉撥動。轉(zhuǎn)向軸用銷釘與閥中的彈性扭桿相接，該扭桿起到閥的中心定位作用。在齒條的一端裝有活塞，并位于動力缸之中，齒條左端與轉(zhuǎn)向橫拉桿相接。轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)向軸（連主動齒輪軸）帶動閥芯相對滑套運(yùn)動，使油液通道發(fā)生變化，液壓油從油泵排出，經(jīng)控制閥流向動力缸的一側(cè)，推動活塞帶動齒條運(yùn)

6、動，經(jīng)過橫拉桿使車輪偏轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)向。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在駕駛員的控制下，借助于汽車發(fā)動機(jī)帶動液壓泵產(chǎn)生的壓力來實(shí)現(xiàn)車輪轉(zhuǎn)向。因?yàn)橐簤恨D(zhuǎn)向能夠減少駕駛員手動轉(zhuǎn)向力矩，從而改良了汽車的轉(zhuǎn)向輕盈性和控制穩(wěn)固性。為保證汽車原地轉(zhuǎn)向或許低速轉(zhuǎn)向時(shí)的輕盈性，液壓泵的排量是以發(fā)動機(jī)怠速時(shí)的流量來確立。汽車起動以后，不論車子能否轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)都要處于工作狀態(tài)，并且在大轉(zhuǎn)向車速較低時(shí)，需要液壓泵輸出更大的功率以獲取比較大的助力，所以在必定程度上浪費(fèi)了發(fā)動靈巧力資源。并且轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還存在低溫工作性能差等弊端。3頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）因?yàn)橐簤褐D(zhuǎn)向系統(tǒng)沒法兼?zhèn)滠囕v低速時(shí)的轉(zhuǎn)向輕盈性和高

7、速時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)固性，所以，在1983年日本Koyo公司推出了具備車速感覺功能的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）。EHPS是在液壓助力系統(tǒng)基礎(chǔ)上倡導(dǎo)來的，在傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了電控裝置，其特色是原出處發(fā)動機(jī)帶動的液壓助力泵改由電機(jī)驅(qū)動，取代了由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的方式，節(jié)儉了燃油耗費(fèi)；擁有無效保護(hù)系統(tǒng)，電子元件失靈后仍可依賴原轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全工作；低速時(shí)轉(zhuǎn)向成效不變，高速時(shí)能夠自動依據(jù)車速逐漸減小助力，增大路感，提升車輛履行穩(wěn)固性。電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是將液壓助力轉(zhuǎn)向與電子控制技術(shù)相聯(lián)合的機(jī)電一體化產(chǎn)品。一般由電氣和機(jī)械兩部分構(gòu)成，電氣部分由車速傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器和電控單元ECU構(gòu)成；機(jī)械部分

8、包含齒輪齒條轉(zhuǎn)向器、控制閥、管路和電動泵。此中電動泵的工作狀態(tài)由電子控制單元依據(jù)車輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向角度等信號計(jì)算出的最理想狀態(tài)。簡單地說，在低速大轉(zhuǎn)向時(shí)，電子控制單元驅(qū)動液壓泵以高速運(yùn)行輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時(shí)，液壓控制單元驅(qū)動液壓泵以較低的速度運(yùn)行，在不至影響高速打轉(zhuǎn)向的需要的同時(shí)，節(jié)儉一部發(fā)散動機(jī)功率。電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理：在汽車直線行駛時(shí)，方向盤不轉(zhuǎn)動，電動泵以很低的速度運(yùn)行，大部分工作油經(jīng)過轉(zhuǎn)向閥流回儲油罐，少部分經(jīng)液控閥而后流回儲油罐；當(dāng)駕駛員開始轉(zhuǎn)動方向盤時(shí)，ECU依據(jù)檢測到的轉(zhuǎn)角、車速以及電動機(jī)轉(zhuǎn)速的反應(yīng)信號等，判斷汽車的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，決定供給助力大

9、4頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)小，向驅(qū)動單元發(fā)出控制指令，使電動機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)速以驅(qū)動油泵，從而輸出相應(yīng)流量和壓力的高壓油。高壓油經(jīng)轉(zhuǎn)向控制閥進(jìn)入齒條上的動力缸，推進(jìn)活塞以產(chǎn)生適合的助力，輔助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，從而獲取理想的轉(zhuǎn)向成效。電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上有了較大的改良，但液壓裝置的存在，使得該系統(tǒng)仍有難以戰(zhàn)勝如滲油、不便于安裝維修及檢測等問題。電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)向電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的過渡。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）1988年日本Suzuki公司第一在小型轎車Cervo上裝備了Koyo公司研發(fā)的轉(zhuǎn)向柱助力式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。1990年日本Ho

10、nda公司也在運(yùn)動型轎車NSX上采納了自主研發(fā)的齒條助力式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，此后揭開了電動助力轉(zhuǎn)向在汽車上應(yīng)用的歷史。EPS是在EHPS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它撤消EHPS的液壓油泵、油管、油缸和密封圈等零件,完整依賴電動機(jī)經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),其結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目大大減少、靠譜性加強(qiáng),解決了長遠(yuǎn)以來向來存在的液壓管路泄漏和效率低下的問題。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在本田飛度、思域以及豐田新皇冠、奔馳新A-class等車型上紛繁被采納。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)構(gòu)成電動助力轉(zhuǎn)向系一致般是由轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)向）傳感器、電子控制單元ECU、電5頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)動機(jī)、電磁離合器以及減速機(jī)構(gòu)構(gòu)成。電動助力轉(zhuǎn)向系

11、統(tǒng)工作原理電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作過程其工作過程為：扭矩傳感器檢測駕駛員打方向盤的扭矩，而后依據(jù)這個(gè)扭矩給控制單元一個(gè)信號。同時(shí)控制單元也會收到來自方向盤地點(diǎn)傳感器的信號，這個(gè)傳感器一般是和扭矩傳感器裝在一起的（有些傳感器已經(jīng)將這2個(gè)功能集成為一體）。扭矩和方向盤地點(diǎn)信息經(jīng)過控制單元辦理，連同傳入控制單元的車速信號，依據(jù)早先設(shè)計(jì)好的程序產(chǎn)生助力指令。該指令傳到電機(jī)，由電機(jī)產(chǎn)生扭矩傳到助力機(jī)構(gòu)上去，這里的齒輪機(jī)構(gòu)則起到增大扭矩的作用。這樣，助力扭矩就傳到了轉(zhuǎn)向柱并最后達(dá)成了助力轉(zhuǎn)向。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特色節(jié)儉了能源耗費(fèi)。與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對比，沒有系統(tǒng)要求的常運(yùn)行轉(zhuǎn)向油泵，且電動機(jī)不過在需要轉(zhuǎn)

12、向時(shí)才接通電源，所以動力耗費(fèi)和燃油耗費(fèi)均可降到最低。還除去了因?yàn)檗D(zhuǎn)向油泵帶來的噪音污染。液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動機(jī)帶動液壓油泵，使液壓油不斷地流動，再加上存在管流損失等要素，浪費(fèi)了部分能量。相反EPS僅在需要轉(zhuǎn)向操作時(shí)才需要向電機(jī)供給的能量。并且，EPS系統(tǒng)能量的耗費(fèi)與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向及目前的車速有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤不轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)不工作；需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)在控制模塊的作用下開始工作，輸出相應(yīng)大小及方向的轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生助動轉(zhuǎn)向力矩。該系統(tǒng)真的確現(xiàn)了“按需供能”，是真切的“按需供能型”（on-demand）系統(tǒng)，在各樣行駛條6頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)件下可節(jié)能80%左右。改良了轉(zhuǎn)向回正特征。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤

13、一角度而后松開時(shí)，EPS系統(tǒng)能夠自動調(diào)整使車輪回到正中。同時(shí)還可利用軟件在最大限度內(nèi)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)以獲取最正確的回正特征。經(jīng)過靈巧的軟件編程，簡單獲取電機(jī)在不一樣車速及不一樣車況下的轉(zhuǎn)矩特征，這些轉(zhuǎn)矩特征使得該系統(tǒng)能明顯地提升轉(zhuǎn)向能力，供給了與車輛動向性能相般配的轉(zhuǎn)向回正特征。而在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中，要改良這類特征一定改造底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)起來很困難。提升了控制穩(wěn)固性。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是影響汽車控制穩(wěn)固性的重要要素之一。傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向因?yàn)椴豢梢院芎玫貙χM(jìn)行及時(shí)調(diào)理與控制，所以協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向力與路感的能力較差，特別是汽車高速行駛時(shí)，仍舊會供給較大助力，使駕駛員缺少路感，甚至感覺汽車發(fā)飄，從而影響控制穩(wěn)

14、固性。但EPS是由電動機(jī)供給助力，助力大小由電子控制單元（ECU）依據(jù)車速、方向盤輸入扭矩等信號進(jìn)行及時(shí)調(diào)理與控制，能夠很好地解決這個(gè)矛盾。安全靠譜。EPS系統(tǒng)控制單元ECU擁有故障自診療功能，當(dāng)ECU檢測到某一組件工作異樣，如各傳感器、電磁離合器、電動機(jī)、電源系統(tǒng)及汽車點(diǎn)火系統(tǒng)等，便會馬上控制電磁離合器分別停止助力，并顯示出相應(yīng)的故障代碼，轉(zhuǎn)為手動轉(zhuǎn)向，按一般轉(zhuǎn)向控制方式進(jìn)行工作，保證了行車的安全。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）在車輛高速化、駕駛?cè)藛T一般化、車流密集化的今日，針對更多不一樣水平的駕駛?cè)巳海嚨囊卓刂菩栽O(shè)計(jì)顯得尤其重要。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)7頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)Steering-By

15、-WireSysterm，簡稱SBW）的發(fā)展，正是滿足這類客觀需求。它是繼EPS后發(fā)展起來的新一代轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，擁有比EPS控制穩(wěn)固性更好的特色，它撤消轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連結(jié)，完整由電能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，完全掙脫傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所固有的限制，提升了汽車的安全性和駕駛的方便性。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成SBW系一致般由轉(zhuǎn)向盤模塊、轉(zhuǎn)向履行模塊和主控制器ECU、自動防故障系統(tǒng)以及電源等模塊構(gòu)成。轉(zhuǎn)向盤模塊包含路感電機(jī)和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器等，轉(zhuǎn)向盤模塊向駕駛員供給適合的轉(zhuǎn)向感覺（也稱為路感）并為前輪轉(zhuǎn)角提供參照信號。轉(zhuǎn)向履行模塊包含轉(zhuǎn)向電機(jī)、齒條位移傳感器等,實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功:追蹤參照前輪轉(zhuǎn)角、向轉(zhuǎn)向盤模塊反應(yīng)輪胎所受外力的

16、信息以反應(yīng)車輛行駛狀態(tài)。主控制器控制轉(zhuǎn)向盤模塊和轉(zhuǎn)向履行模塊的協(xié)調(diào)工作。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時(shí),轉(zhuǎn)向傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器檢測到駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎氲紼CU,ECU依據(jù)車速傳感器和安裝在轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)上的位移傳感器的信號來控制轉(zhuǎn)矩反應(yīng)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,并依據(jù)轉(zhuǎn)向力模擬,生成反應(yīng)轉(zhuǎn)矩,控制轉(zhuǎn)向電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)角度,經(jīng)過機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向地點(diǎn)，使汽車沿著駕駛員希望的軌跡行駛。8頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特色1）撤消了方向盤和轉(zhuǎn)向車輪之間的機(jī)械連結(jié)，經(jīng)過軟件協(xié)調(diào)它們之間的運(yùn)動關(guān)系，因此除去了機(jī)械拘束和轉(zhuǎn)向干預(yù)問題，能夠依據(jù)車速和

17、駕駛員喜好由程序依據(jù)汽車的行駛工況及時(shí)設(shè)置傳動比。2）去掉了本來轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各個(gè)模塊之間的剛性機(jī)械連結(jié)，采納柔性連結(jié)，使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的部署更為靈巧，轉(zhuǎn)向盤的地點(diǎn)能夠方便地部署在需要的地點(diǎn)。3）提升了汽車的控制性。因?yàn)槟軌驅(qū)崿F(xiàn)傳動比的隨意設(shè)置，并針對不一樣的車速，轉(zhuǎn)向狀況進(jìn)行參數(shù)賠償，從而提升了汽車的控制性。4）改良駕駛員的“路感”。因?yàn)檗D(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪之間無機(jī)械連結(jié)，駕駛員“路感”經(jīng)過模擬生成。使得在回正力矩控制方面能夠從信號中提出最能夠反應(yīng)汽車實(shí)質(zhì)行駛狀態(tài)和路面狀況的信息，作為轉(zhuǎn)向盤回正力矩的控制變量，使轉(zhuǎn)向盤不過向駕駛員供給實(shí)用信息，從而為駕駛員供給更為真切的“路感”。（5）減少了機(jī)構(gòu)零件數(shù)

18、目，而減少了從履行機(jī)構(gòu)到轉(zhuǎn)向車輪之間的傳達(dá)過程，使系統(tǒng)慣性、系統(tǒng)摩擦和傳動零件之間的總空隙都得以降低，從而使系統(tǒng)的響應(yīng)速度和響應(yīng)的正確性得以提升。9頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)1.2齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器概括齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)及工作原理齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩頭輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。1-1轉(zhuǎn)向橫拉桿2.防塵套3.球頭座4.轉(zhuǎn)向齒條5.轉(zhuǎn)向器殼體6.調(diào)整螺塞壓緊彈簧鎖緊螺母9.壓塊10.萬向節(jié)11.轉(zhuǎn)向齒輪軸12.向心球軸承13.滾針軸承兩頭輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器如圖1-1所示，作為傳動副主動件的轉(zhuǎn)向齒輪軸11經(jīng)過軸承12和13安裝在轉(zhuǎn)向器殼體5中，其上端經(jīng)過花鍵與萬向10頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力

19、轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)節(jié)叉10和轉(zhuǎn)向軸連結(jié)。與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的轉(zhuǎn)向齒條4水平部署，兩頭經(jīng)過球頭座3與轉(zhuǎn)向橫拉桿1相連。彈簧7經(jīng)過壓塊9將齒條壓靠在齒輪上，保證無空隙嚙合。彈簧的預(yù)緊力可用調(diào)整螺塞6調(diào)整。當(dāng)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向器齒輪11轉(zhuǎn)動，使與之嚙合的齒條4沿軸向挪動，從而使左右橫拉桿帶動轉(zhuǎn)向節(jié)左右轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)向車輪偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器如圖1-2所示，其結(jié)構(gòu)及工作原理與兩頭輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基實(shí)情同，不一樣之處在于它在轉(zhuǎn)向齒條的中部用螺6與左右轉(zhuǎn)向橫拉桿7相連。在單端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上，齒條的一端經(jīng)過內(nèi)外托架與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。1-2萬向節(jié)叉2.轉(zhuǎn)向齒輪軸3.調(diào)整螺母4.向

20、心球軸承5.滾針軸承6.固定螺栓7.轉(zhuǎn)向橫拉桿8.轉(zhuǎn)向器殼體9.防塵套10.轉(zhuǎn)向齒條11.調(diào)整螺塞12.鎖緊螺母13.壓緊彈簧14.壓塊11頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器功能特色結(jié)構(gòu)筒單,結(jié)構(gòu)輕盈。因?yàn)辇X輪箱小,齒條自己擁有傳動桿系的作用,所以,它不需耍循全世界式轉(zhuǎn)向器上所使用的拉桿因齒輪和齒條直接嚙合,控制敏捷性特別高。滑動和轉(zhuǎn)動阻力小,轉(zhuǎn)矩傳達(dá)性能較好,所以,轉(zhuǎn)向力特別輕。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)總成完整關(guān)閉,可免于保護(hù)。1.3電控液壓助力轉(zhuǎn)向器概括的簡單介紹：電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡稱為EHPAS(Electro-HydraulicPowerAssistSteering)，系統(tǒng)零件主要包含電

21、動機(jī)、液壓泵、轉(zhuǎn)向機(jī)、轉(zhuǎn)向角速度傳感器、轉(zhuǎn)向控制單元、EHPAS警示燈以及助力油儲液罐等，此中轉(zhuǎn)向控制單元和電動機(jī)及液壓泵平常安裝在一同。的工作原理：電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是轉(zhuǎn)閥液壓常流式工作原理，不過增添了電控系統(tǒng)，對車速的高低有感知能力，隨機(jī)反應(yīng)調(diào)理轉(zhuǎn)向助力油壓，產(chǎn)生優(yōu)秀的手感，無轉(zhuǎn)向發(fā)飄的感覺。油泵利用曲軸的皮帶盤驅(qū)動，多采納葉片式或齒輪式油泵，都裝有量孔及流量控制閥和安全閥（限壓閥），控制油泵的輸出流量的多少和油壓的高低。即12頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)利用節(jié)流原理，保持油壓不變，但其流量隨轉(zhuǎn)速變化，轉(zhuǎn)速高流量少（助力?。D(zhuǎn)速低流量大（助力大）。在此只重溫液壓常流式工作原理，其余

22、內(nèi)容從略。1不轉(zhuǎn)向時(shí)。油泵輸出的油液，經(jīng)過分派閥直接流回油罐，是“低壓循環(huán)常流”狀態(tài)（0.10.4MPa），油泵無負(fù)荷運(yùn)行，發(fā)動機(jī)功率損失小。2轉(zhuǎn)向時(shí)。油液經(jīng)過分派閥的變換油道，流入動力缸的右邊R或左邊L，進(jìn)行油液換位。因?yàn)橛鸵翰恍袎嚎s，積聚產(chǎn)生壓力，助力油壓多為67MPa，有些重型車的助力油壓可達(dá)1416MPa，壓力差推進(jìn)活塞而轉(zhuǎn)向助力。實(shí)質(zhì)上液壓轉(zhuǎn)向助力，是力的爭斗和均衡過程。其關(guān)系式為：P=R/F1-1）P助力油壓；R轉(zhuǎn)向阻力；F活塞的工作面積。P老是和R成正比；與F成反比；R不是定值（與路面有關(guān)），并與車速成反比。PR不斷助力轉(zhuǎn)向；P=R保持助力轉(zhuǎn)向；PR不可以助力轉(zhuǎn)向。的技術(shù)特色：有

23、關(guān)于機(jī)械助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)而言，電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)擁有以下特色：長處因?yàn)殡娮涌刂浦D(zhuǎn)向系統(tǒng)采納了電動機(jī)取代發(fā)動機(jī)驅(qū)動機(jī)械液壓泵，這在必定程度上降低了發(fā)動機(jī)的負(fù)荷，從而降低了燃油耗費(fèi)。依據(jù)技術(shù)性統(tǒng)計(jì)結(jié)果，車輛在正常行駛時(shí)，在超出85%的行駛時(shí)間內(nèi)助13頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不需要供給助力。電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的電動機(jī)在不需要提供助力時(shí)只有很小的電流經(jīng)過，只有在需要供給助力時(shí)才會提升經(jīng)過的電流，這樣能夠防范耗費(fèi)不用要的電能。電子控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)擁有調(diào)校靈巧的特色，經(jīng)過改正轉(zhuǎn)向控制單元內(nèi)儲存的軟件，能夠很簡單地依照行駛需要設(shè)定或改正轉(zhuǎn)向助力的特征，因此在低速和高速行駛時(shí)都能有優(yōu)秀的助

24、力成效。因?yàn)椴杉{了轉(zhuǎn)向控制單元，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能夠使用故障診療儀輔助故障的檢修。弊端固然采納了電能作為動力源，可是仍舊保存有液壓動力傳達(dá)系統(tǒng)，因此電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)仍舊擁有一些機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)弊端，比方系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以及液壓管路有泄漏的可能等問題。電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和機(jī)械式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相同，都帶有液壓管路和儲油罐等，系統(tǒng)不可以實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，各零件在車身上的部署仍舊有必定的限制性。14國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r跟著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已從簡單的純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HydraulicPowerSteering，簡稱HPS）、電動液

25、壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ElectricHydraulicPowerSteering，簡稱EHPS）發(fā)展到現(xiàn)在的更為節(jié)能及14頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)控制性能更為優(yōu)勝的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（ElectricalPowerSteering，簡稱EPS）。EHPS和EPS等助力系統(tǒng)在汽車上的采納，改良了汽車轉(zhuǎn)向力的控制特征，降低了駕駛員的轉(zhuǎn)向負(fù)擔(dān)，可是汽車轉(zhuǎn)向系一致直處于機(jī)械傳動階段，因?yàn)檗D(zhuǎn)向傳動比固定，汽車轉(zhuǎn)向特征隨車速變化進(jìn)行必定的操作賠償，從而控制汽車按其意向行駛。假如轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪經(jīng)過控制信號連結(jié)，即采納電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Steering-By-WireSystem，簡稱SBWS），轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角和汽車前

26、輪轉(zhuǎn)角之間關(guān)系（汽車轉(zhuǎn)向的角傳達(dá)特征）的設(shè)計(jì)就能夠獲取改良，從而降低駕駛員的控制負(fù)擔(dān)，改良人車閉環(huán)系統(tǒng)性能1.5本課題研究的目的和意義改革開放以來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛。作為汽車要點(diǎn)零件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也獲取了相應(yīng)的發(fā)展，基本已形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)的場面。有資料顯示，外國有很多國家的轉(zhuǎn)向器廠，都已發(fā)展成大規(guī)模生產(chǎn)的專業(yè)廠，年產(chǎn)超出百萬臺，壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，并且銷售點(diǎn)遍及了全世界。因?yàn)槠囖D(zhuǎn)向器屬于汽車系統(tǒng)中的要點(diǎn)零件，它在汽車系統(tǒng)中據(jù)有重要地點(diǎn)，因此它的發(fā)展同時(shí)也反應(yīng)了汽車工業(yè)的發(fā)展，它的規(guī)模和質(zhì)量也成為了衡量汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)記之一。跟著汽車高速化和超低扁平胎的通用化，過去采納循全

27、世界轉(zhuǎn)向器和循全世界變傳動比轉(zhuǎn)向器只好相對地解決轉(zhuǎn)向輕盈性和控制靈巧性的問題，要想從跟本上解決這兩個(gè)問題只有安裝動力轉(zhuǎn)向器。所以，除了重型汽車和高檔轎車早已安裝動力轉(zhuǎn)向器外，最近幾年來在中型貨車、豪華客車及中檔轎車上都已經(jīng)開始安裝動力轉(zhuǎn)向器，跟著動力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)水平的提升、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和市場的需要，其余的一些車型也15頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)一定陸續(xù)安裝動力轉(zhuǎn)向器。液壓式動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因?yàn)楣ぷ鲏毫凸ぷ髅艚荻容^高，外廓尺寸較小，因此獲取了寬泛的應(yīng)用。在采納氣壓制動或空氣懸架的大型車輛上，也有采納氣壓動力轉(zhuǎn)向的。1.6本文主要研究內(nèi)容汽車動力轉(zhuǎn)向系在給出數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果下所采納適合的轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向

28、助力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采納內(nèi)容為齒輪齒條轉(zhuǎn)向器與電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。汽車主要參數(shù)的選擇2.1汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸參數(shù)包含軸距、輪距、總長、總寬、總高、前懸、后懸、湊近角、離開角、最小離地空隙等，如圖2-1所示。圖2-1汽車的主要參數(shù)尺寸16頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)軸距L軸距L的選摘要考慮它對整車其余尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。軸距短一些，汽車總長、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向經(jīng)過半徑就小一些。但軸距很短也會帶來一系列問題，比方車廂長度不足或后懸過長；汽車行駛時(shí)其縱向角振動過大；汽車加快、制動或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過大而以致其制動性和控制穩(wěn)固性變壞；萬向節(jié)傳動的夾角過大等。所以，在選擇

29、軸距時(shí)應(yīng)綜合考慮對有關(guān)方面的影響。自然，在滿足所設(shè)計(jì)汽車的車廂尺寸、軸荷分派、主要性能和整體部署等要求的前提下，將軸距設(shè)計(jì)得短一些為好。一般車的軸距轎車的軸距與其種類、用途、總長有親近關(guān)系。微型及一般級轎車要求制造成本低，使用經(jīng)濟(jì)性好，靈巧靈巧，所以汽車應(yīng)輕而短，故軸距應(yīng)取短一些；中高級轎車對乘坐酣暢性、行駛乎順性和控制穩(wěn)固性要求高，故軸距應(yīng)設(shè)計(jì)得長一些。轎車的軸距約為總長的5460。軸距與總長之比越大，則車廂的縱向乘坐空間就愈大，這對改良汽車縱向角振動也有益。但若軸距與總長之比超出62，則會使發(fā)動機(jī)、行李箱和備胎的部署困難，外形的各部分比率也不協(xié)調(diào)。表2-1供給的數(shù)據(jù)可供初選軸距時(shí)參照17頁

30、揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)表2-1各種汽車的軸距和輪距車型種類軸距L/mm輪距B/mmV1.02000220011001380發(fā)動機(jī)排量1.0V1.62100254011501500乘用車V/L1.6V2.525002860130015002.54.02900390015601620客車城市客車4500500017402050長途客車50006500汽車總質(zhì)量商用車1.8170029001150135042貨車1.86.023003600130016506.014.0360055001700200014.04500560018402000前輪距B1和后輪距B2改變汽車輪距B會影響車廂或駕駛室內(nèi)

31、寬、汽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等要素發(fā)生變化、增大輪距則車廂內(nèi)寬隨之增添，并以致汽車的比功率、轉(zhuǎn)矩指標(biāo)降落，靈巧性變壞。受汽車總寬不得超出2.5m限制，輪距不宜過大。但在選定的前輪距B1范圍內(nèi)，應(yīng)能部署下發(fā)動機(jī)、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)18頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動空隙。在確立后輪距B2時(shí)，應(yīng)試慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度以及它們之間應(yīng)留有必需的空隙。各種汽車的輪距可參照表1-1供給的數(shù)據(jù)進(jìn)行初選。外廓尺寸汽車的外廓尺寸包含其總長、總寬、總高。它應(yīng)依據(jù)汽車的種類、用途、承載員、道路條件、結(jié)構(gòu)選型與部署以及

32、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法例限制等因向來確立。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)力爭減小汽車的外廓尺寸，以減小汽車的質(zhì)量，降低制造成本，提升汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性和靈巧性。GB15891989對汽車外廓尺寸界線作了規(guī)定。2.2汽車質(zhì)量參數(shù)的確定汽車的質(zhì)量參數(shù)包含整車整備質(zhì)量m0、載客量裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量ma、軸荷分派等。整車整備質(zhì)量m0整車整備質(zhì)量是指車上帶有所有裝備（包含隨車工具、備胎等），加滿燃料、水、但沒有裝貨和在人時(shí)的整車質(zhì)量。整車整備質(zhì)量對汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)型有影響。整車整備質(zhì)量在設(shè)計(jì)階段需估量確立。在平常工作中，采集大批同類汽車各總成、零件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，聯(lián)合新車設(shè)計(jì)的特色、工藝水

33、相同初步估量各總成、部件的質(zhì)量，再累計(jì)成整車整備質(zhì)量。19頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)乘用車和商用客車的整備質(zhì)量，也可按每人所占汽車整備質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)均勻值預(yù)計(jì)，可參照表2-2表2-2乘用車和商用客車人均整備質(zhì)量值2乘用車人均整備質(zhì)商用客車人均整備量值質(zhì)量值V1.00.150.1610.00.096發(fā)動1.60.170.24車輛總長0.1601.0V機(jī)排2.50.210.29La/m1.6V量V/L2.510.00.065V4.00.290.340.130汽車的載客量和裝載質(zhì)量（1）汽車的載客量乘用車的載客量包含駕駛員在內(nèi)不超出9座，又稱之為M1類汽車，其余M2、M3類汽車的座位數(shù)、乘員數(shù)及汽車的

34、最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量本次設(shè)計(jì)未波及，不予示例。（2）汽車的裝載質(zhì)量me汽車的載質(zhì)量是指在硬質(zhì)優(yōu)秀路面上行駛時(shí)所同意的額定載質(zhì)量。汽車在碎石路面上行駛時(shí)，載質(zhì)量約為好的行駛路面的7585。越野汽車的載質(zhì)量是指越野汽車行駛時(shí)或在土路上行駛的額定載質(zhì)量。商用貨車載質(zhì)量me的確定，第一應(yīng)與公司商品規(guī)劃切合，其次要考慮到20頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)汽車的用途和使用條件。原則上，貨流大、運(yùn)距長或礦用自卸車應(yīng)采納大噸位貨車以利降低運(yùn)輸成本，提升效率；對貨源變化屢次、運(yùn)距短的市內(nèi)運(yùn)輸車，宜采納中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟(jì)。質(zhì)量系數(shù)m0質(zhì)量系數(shù)是指汽車車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即m0=me。該系m0m0數(shù)反應(yīng)了汽

35、車的設(shè)計(jì)水平易工藝水平，值越大，說明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造m0工藝越先進(jìn)。汽車總質(zhì)量ma汽車總質(zhì)量ma是指裝備齊備，并按規(guī)定裝滿客、貨時(shí)的整車質(zhì)量。乘用車和商用客車的總質(zhì)量ma由整備質(zhì)量m0、乘員和駕駛員質(zhì)量以及乘員的行李質(zhì)量三部分構(gòu)成。此中，乘員和駕駛員每人質(zhì)量按65kg計(jì)，于是mm65nna0（2-1）式中，n為包含駕駛員在內(nèi)的載客數(shù)；為行李系數(shù)。軸荷分派汽車的軸荷分派是汽車的重要質(zhì)量參數(shù)，它對汽車的牽引性、經(jīng)過性、制動性、控制件和穩(wěn)固性等主要使用性能以及輪胎的使用壽命都有很大的影響。所以，在整體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)依據(jù)汽車的部署型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分派。汽車的部署型式對軸荷分派影響較

36、大，對轎車而言，前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的轎車滿載時(shí)的前軸負(fù)荷最幸虧55以上，以保證爬坡時(shí)21頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)有足夠的附著力；前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動的轎車滿載時(shí)的后軸負(fù)荷一般不大于52；后置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動的轎車滿載時(shí)后軸負(fù)荷最好不超出59，不然，會以致汽車擁有過多轉(zhuǎn)向特征而使控制性變壞。2.3輪胎的選擇輪胎的尺寸和型號是進(jìn)行汽車性能計(jì)算和繪制總部署圖的重要原始數(shù)據(jù)之一，所以，在整體設(shè)計(jì)開始階段就應(yīng)選定，而選擇的依照是車型、使用條件、輪胎的靜負(fù)荷、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車的行駛速度。自然還應(yīng)試慮與動力傳動系參數(shù)的般配以及對整車尺寸參數(shù)(比方汽車的最小離地空隙、總高等)的影響輪胎所承受的最大靜負(fù)荷

37、與輪胎額定負(fù)荷之比，稱為輪胎負(fù)荷系數(shù)。大多半汽車的輪胎負(fù)荷系數(shù)取為0.91.0，免得超載。轎車、輕型客車及輕型貨車的車速高、輪胎受動負(fù)荷大，故它們的輪胎負(fù)荷系數(shù)應(yīng)湊近下限。為了提升汽車的動力因數(shù)、降低汽車及其質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量，對公路用車在其輪胎負(fù)荷系數(shù)以及汽車離地空隙同意的范圍內(nèi)應(yīng)盡量采納尺寸較小的輪胎。采納高強(qiáng)度尼龍簾布輪胎可使輪胎的額定負(fù)荷大大提升，從而使輪胎直徑尺寸也大為減小。比方裝載員4t的載貨汽車在20世紀(jì)50年月多用的9.020輪胎早己被8.2520，7.5020至8.2516等更小尺寸的輪胎所取代。越野汽車為了提升在柔軟地面上的經(jīng)過能力常采納胎面較寬、直徑較大、擁有越野

38、花紋的超低壓輪胎。山區(qū)使用的汽車制動屢次，制動鼓與輪輞之間的空隙應(yīng)大一些，以便散熱，故應(yīng)采納輪輞尺寸較大的輪胎。轎車都采納直徑較小、面形狀扁平的寬輪輞低壓輪胎，以便降低質(zhì)心高度，改良22頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)行駛平順性、橫向穩(wěn)固性、輪胎的附著性能并保證有足夠的承載能力。轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)概括3.1對轉(zhuǎn)向系的要求）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，所有車輪應(yīng)繞剎時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪不該有側(cè)滑。不滿足這項(xiàng)要求會加快輪胎磨損，并降低汽車的行駛穩(wěn)固性。2）汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，在駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動返回到直線行駛地點(diǎn)，并穩(wěn)固行駛。3）汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有搖動。4）轉(zhuǎn)向傳動

39、機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)動不協(xié)調(diào)使車輪產(chǎn)生的搖動應(yīng)最小。5）保證汽車有較高的靈巧性，擁有快速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。6）控制輕盈。23頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向輪碰撞到阻礙物此后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的球頭處，有除去因磨損而產(chǎn)生空隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。在車禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤因?yàn)檐嚰芑蜍嚿碜冃味餐笠茣r(shí)，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減少損害的防傷裝置。進(jìn)行運(yùn)動校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向一致。3.2轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)包含轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向管柱。有時(shí)為了部署方便，減小因?yàn)檠b置地點(diǎn)偏差及零件相對運(yùn)動所惹起的附帶載荷，提升汽車正面碰撞的安全性以及便于拆

40、裝，在轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器的輸入端之間安裝轉(zhuǎn)向萬向節(jié)，如圖3-1。采納柔性萬向節(jié)可減少傳至轉(zhuǎn)向軸上的振動，但柔性萬向節(jié)假如過軟，則會影響轉(zhuǎn)向系的剛度。采納動力轉(zhuǎn)向時(shí)，還應(yīng)有轉(zhuǎn)向動力系統(tǒng)。圖3-1轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)1-轉(zhuǎn)向萬向節(jié)；2-轉(zhuǎn)向傳動軸；3-轉(zhuǎn)向管柱；4-轉(zhuǎn)向軸；5-轉(zhuǎn)向盤1-steeringuniversalshaft;2-steeringpropeller;3-steering24頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)column;4-steeringaxis;5-steeringwheel3.3轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)包含轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向縱拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形臂以及轉(zhuǎn)向橫拉桿等。（見圖3-2）轉(zhuǎn)向傳動機(jī)

41、構(gòu)用于把轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動傳給左、右轉(zhuǎn)向節(jié)并使左、右轉(zhuǎn)向輪按必定關(guān)系進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。圖3-2轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)Fig3-2thetransmissionsystemofsteering1-轉(zhuǎn)向搖臂；2-轉(zhuǎn)向縱拉桿；3-轉(zhuǎn)向節(jié)臂；4-轉(zhuǎn)向梯形臂；5-轉(zhuǎn)向橫拉桿3.4轉(zhuǎn)向器機(jī)械轉(zhuǎn)向器是將司機(jī)對轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的搖動（或齒條沿轉(zhuǎn)向車軸軸向的挪動），并按必定的角轉(zhuǎn)動比和力轉(zhuǎn)動比進(jìn)行傳達(dá)的機(jī)構(gòu)。機(jī)械轉(zhuǎn)向器與動力系統(tǒng)相聯(lián)合，構(gòu)成動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。高級轎車和重型載貨汽車為了使轉(zhuǎn)向輕盈，多采納這類動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。采納液力式動力轉(zhuǎn)向時(shí)，因?yàn)橐后w的阻尼作用，汲取了路面上的沖擊載荷，故可采納可逆程度大、正25頁揚(yáng)州大學(xué)汽車

42、動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)效率又高的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)。為了防范汽車在撞車時(shí)司機(jī)遇到的轉(zhuǎn)向盤的損害，除了在轉(zhuǎn)向盤中間可安裝安全氣囊外，還可在轉(zhuǎn)向系中設(shè)置防傷裝置。為了和緩來自路面的沖擊、衰減轉(zhuǎn)向輪的擺振和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的震動，有的還裝有轉(zhuǎn)向減振器。多半兩軸及三軸汽車僅用前輪轉(zhuǎn)向；為了提升控制穩(wěn)固性和靈巧性，某些現(xiàn)代轎車采納全四輪轉(zhuǎn)向；多軸汽車依據(jù)對靈巧性的要求，有時(shí)要增添轉(zhuǎn)向輪的數(shù)目，遏止采納全輪轉(zhuǎn)向。3.5轉(zhuǎn)角及最小轉(zhuǎn)彎半徑汽車的靈巧性，常用最小轉(zhuǎn)彎半徑來衡量，但汽車的高靈巧性則應(yīng)由兩個(gè)條件保證。即第一應(yīng)使左、右轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角時(shí)前外輪的轉(zhuǎn)彎值在汽車軸距的22.5倍范圍內(nèi)；其次，應(yīng)這樣選擇轉(zhuǎn)向系的角傳動比。兩軸汽車

43、在轉(zhuǎn)向時(shí)，若不考慮輪胎的側(cè)向偏離，則為了滿足上述對轉(zhuǎn)向系的第(2)條要求，其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪理想的轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖3-3所示，由下式?jīng)Q定：cotocotiDOCOKBDL(3-1)式中：o外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角；i內(nèi)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角；兩轉(zhuǎn)向主銷中心線與地面交點(diǎn)間的距離；軸距內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的合理般配是由轉(zhuǎn)向梯形來保證。26頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)圖3-3理想的內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角間的關(guān)系汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin與其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪在最大轉(zhuǎn)角imax與omax、軸距L、主銷距K及轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)臂a等尺寸有關(guān)。在轉(zhuǎn)向過程中除內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角外，其余參數(shù)是不變的。最小轉(zhuǎn)彎半徑是指汽車在轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角的條件下以低速轉(zhuǎn)彎時(shí)前外

44、輪與地面接觸點(diǎn)的軌跡構(gòu)成圓周的半徑?？砂聪率接?jì)算：RminL(3-2)sinaomax平常imax為35o40o，為了減小Rmin值，imax值有時(shí)可達(dá)到45o控制輕盈型的要求是經(jīng)過合理地選擇轉(zhuǎn)向系的角傳動比、力傳動比和傳動效率來達(dá)到。對轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤或轉(zhuǎn)向輪能自動回正的要乞降對汽車直線行駛穩(wěn)動性的要求則主假如經(jīng)過合理的選擇主銷后傾角和內(nèi)傾角，除去轉(zhuǎn)向器傳動空隙以及采納可逆式轉(zhuǎn)向器來達(dá)到。但要使傳達(dá)到轉(zhuǎn)向盤上的反向沖擊小，則轉(zhuǎn)向27頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)器的逆效率有不宜太高。至于對轉(zhuǎn)向系的最后兩條要求則主假如經(jīng)過合理地選擇結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)部署來解決。轉(zhuǎn)向器及其縱拉桿與緊固件的稱重，約為中級以及

45、上轎車、載貨汽車底盤干重的1.0%1.4%；小排量以及下轎車干重的1.5%2.0%。轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)型式對汽車的自己質(zhì)量影響較小。轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù)4.1轉(zhuǎn)向系的效率功率p1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)向器的正效率，用符號表示，；反之稱為逆效率，用符號表示。正效率計(jì)算公式：p1p2（4-1）p1逆效率計(jì)算公式：p3p2p3（4-2）式中，p1為作用在轉(zhuǎn)向軸上的功率；p2為轉(zhuǎn)向器中的磨擦功率；p3為作用在轉(zhuǎn)向搖臂軸上的功率。正效率高，轉(zhuǎn)向輕盈；轉(zhuǎn)向器應(yīng)擁有必定逆效率，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)向盤上的路面沖擊力，防范打手，又28頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系

46、設(shè)計(jì)要求此逆效率盡可能低。影響轉(zhuǎn)向器正效率的要素有轉(zhuǎn)向器的種類、結(jié)構(gòu)特色、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。轉(zhuǎn)向器的正效率影響轉(zhuǎn)向器正效率的要素有轉(zhuǎn)向器的種類、結(jié)構(gòu)特色、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。1）轉(zhuǎn)向器種類、結(jié)構(gòu)特色與效率在四種轉(zhuǎn)向器中，齒輪齒條式、循全世界式轉(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。同一種類轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不一樣效率也不一樣樣。如蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的滾輪與支持軸之間的軸承能夠采納滾針軸承、圓錐滾子軸承和球軸承。采納滾針軸承時(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摩擦損失，故這類軸向器的效率+僅有54%。其余兩種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器效率

47、分別為70%和75%。轉(zhuǎn)向搖臂軸的軸承采納滾針軸承比采納滑動軸承可使正或逆效率提升約10%。2）轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與效率假如忽視軸承和其經(jīng)地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，關(guān)于蝸桿類轉(zhuǎn)向器，其效率可用下式計(jì)算tana0（4-3）tan(a0)式中，a0為蝸桿（或螺桿）的螺線導(dǎo)程角；為摩擦角，=arctanf；f29頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)為磨擦因數(shù)。轉(zhuǎn)向器的逆效率依據(jù)逆效率不一樣，轉(zhuǎn)向器有可逆式、極限可逆式和不行逆式之分。路面作用在車輪上的力，經(jīng)過轉(zhuǎn)向系可大部分傳達(dá)到轉(zhuǎn)向盤，這類逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。它能保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動回正，既能夠減少駕駛員的疲憊，又能夠提升行駛安全性。

48、可是，在不平路面上行駛時(shí)，傳至轉(zhuǎn)向盤上的車輪沖擊力，易使駕駛員疲憊，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全世界式轉(zhuǎn)向器。不行逆式和極限可逆式轉(zhuǎn)向器不行逆式轉(zhuǎn)向器，是指車輪遇到的沖擊力不可以傳到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向器。該沖擊力轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的零件承受，因此這些零件簡單破壞。同時(shí)，它既不可以保證車輪自動回正，駕駛員又缺少路面感覺，所以，現(xiàn)代汽車不采納這類轉(zhuǎn)向器。極限可逆式轉(zhuǎn)向器介于可逆式與不行逆式轉(zhuǎn)向器二者之間。在車輪遇到?jīng)_擊力作用時(shí)，此力只有較小一部分傳至轉(zhuǎn)向盤。假如忽視軸承和其余地方的磨擦損失，只考慮嚙合副的磨擦損失，則逆效率可用下式計(jì)算tan(a0)（4-4）tana0式（4-3）和式（

49、4-4）表示：增添導(dǎo)程角a0，正、逆效率均增大。受增大的影響，a0不宜獲得過大。當(dāng)導(dǎo)程角小于或等于磨擦角時(shí)，逆效率為負(fù)值或許為零，此時(shí)表示該轉(zhuǎn)向器是不行逆式轉(zhuǎn)向器。為此，導(dǎo)程角一定大于30頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)磨擦角。4.2傳動比變化特征轉(zhuǎn)向系傳動比轉(zhuǎn)向系的傳動比包含轉(zhuǎn)向系的角傳動比i0和轉(zhuǎn)向系的力傳動比ip。轉(zhuǎn)向系的力傳動比:ip2FW/F（4-5）轉(zhuǎn)向系的角傳動比:wd/dtdi0dk/dtdkk（4-6）轉(zhuǎn)向系的角傳動比i0由轉(zhuǎn)向器角傳動比i和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比i構(gòu)成,即i0ii轉(zhuǎn)向器的角傳動比:iwd/dtdpdp/dtdp（4-7）（4-8）轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的角傳動比:ipdp/

50、dtdpkdk/dtdk（4-9）31頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)力傳動比與轉(zhuǎn)向系角傳動比的關(guān)系轉(zhuǎn)向阻力FW與轉(zhuǎn)向阻力矩Mr的關(guān)系式：Mr（4-10）Fwa作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力Fh與作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩Mh的關(guān)系式：2Mh（4-11）FhDsw將式（4-10）、式（4-11）代入ip2FW/Fh后獲取MrDswip4-12）Mha假如忽視磨擦損失，依據(jù)能量守恒原理，2Mr/Mh可用下式表示2Mrd（4-13）Mhi0dk將式（4-10）代入式（4-11）后獲取ipi0Dsw（4-14）2aa和Dsw不變時(shí)，力傳動比ip越大，固然轉(zhuǎn)向越輕，但i0也越大，表示轉(zhuǎn)向不敏捷。轉(zhuǎn)向器角傳動比的選擇轉(zhuǎn)向器

51、角傳動比能夠設(shè)計(jì)成減小、增大或保持不變的。影響采納角傳動比變化規(guī)律的主要要素是轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大小和對汽車靈巧能力的要求。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小或采納動力轉(zhuǎn)向的汽車，不存在轉(zhuǎn)向深重問題，應(yīng)取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動比，以提升汽車的靈巧能力。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大，汽車低速32頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)急轉(zhuǎn)彎時(shí)的控制輕盈性問題突出，應(yīng)采納大些的轉(zhuǎn)向器角傳動比。汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，要求轉(zhuǎn)向輪反應(yīng)敏捷，轉(zhuǎn)向器角傳動比應(yīng)當(dāng)小些。汽車高速直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤在中間地點(diǎn)的轉(zhuǎn)向器角傳動比不宜過小。不然轉(zhuǎn)向過分敏感，使駕駛員精準(zhǔn)控制轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動有困難。轉(zhuǎn)向器角傳動比變化曲線應(yīng)采納大概呈中間小兩頭大些的下凹形曲線，如圖3-1所示。圖

52、4-1轉(zhuǎn)向器角傳動比變化特征曲線4.3轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動空隙t傳動空隙是指各樣轉(zhuǎn)向器中傳動副之間的空隙。該空隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小不一樣而改變，并把這類變化關(guān)系稱為轉(zhuǎn)向器傳動副傳動空隙特征（圖4-2）。研究該特征的意義在于它與直線行駛的穩(wěn)固性和轉(zhuǎn)向器的使用壽命有關(guān)。傳動副的傳動空隙在轉(zhuǎn)向盤處于中間及其周邊地點(diǎn)時(shí)要極小，最好無空隙。若轉(zhuǎn)向器傳動副存在傳動空隙，一旦轉(zhuǎn)向輪遇到側(cè)向力作用，車輪將偏離原行駛地點(diǎn)，使汽車失掉穩(wěn)固。傳動副在中間及其周邊地點(diǎn)因使用屢次，磨損速度要比兩頭快。在中間33頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)周邊地點(diǎn)因磨損造成的空隙過大時(shí)，一定經(jīng)調(diào)整除去該處空隙。為此，傳動副傳動空隙特征應(yīng)當(dāng)

53、設(shè)計(jì)成圖4-2所示的逐漸加大的形狀。4-2轉(zhuǎn)向器傳動副傳動空隙特征轉(zhuǎn)向器傳動副傳動空隙特征圖中曲線1表示轉(zhuǎn)向器在磨損前的空隙變化特征；曲線2表示使用并磨損后的空隙變化特征，并且在中間地點(diǎn)處已出現(xiàn)較大空隙；曲線3表示調(diào)整后并除去中間地點(diǎn)處空隙的轉(zhuǎn)向器傳動空隙變化特征。4.4轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動圈數(shù)轉(zhuǎn)向盤從一個(gè)極端地點(diǎn)轉(zhuǎn)到另一個(gè)極端地點(diǎn)時(shí)所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)稱為轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動圈數(shù)。它與轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向系的角傳動比有關(guān)，并影響轉(zhuǎn)向的控制輕盈性和敏捷性。轎車轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動圈數(shù)較少，一般約在3.6圈之內(nèi)；貨車一般不宜超出6圈。34頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析及設(shè)計(jì)5.1齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒

54、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構(gòu)成。與其余形式的轉(zhuǎn)向器比較，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的長處是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；殼體采納鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較?。粋鲃有矢哌_(dá)90%；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)空隙此后，利用裝在齒條背部、湊近主動小齒輪處的壓緊力能夠調(diào)理的彈簧。能自動除去齒間空隙，這不但能夠提升轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度。還能夠防范工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用的體積??；沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角能夠增大；制造成本低。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要弊端是：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

55、沖現(xiàn)象會使駕駛員精神緊張，并難以正確控制汽車行駛方向，轉(zhuǎn)向盤忽然轉(zhuǎn)動又會造成打手，同時(shí)對駕駛員造成損害。依據(jù)輸入齒輪地點(diǎn)和輸出特色不一樣，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向起有四種形式，如5-1所示：中間輸入，兩頭輸出(a)；側(cè)面輸入，兩頭輸出(b)；側(cè)面輸入，中間輸出(c)；側(cè)面輸入，一端輸出(d)。35頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)5-1齒輪齒條式轉(zhuǎn)向起有四種形式采納側(cè)面輸入，中間輸出方案時(shí)，與齒條連的左，右拉桿延長到湊近汽車縱向?qū)ΨQ平面周邊。因?yàn)槔瓧U長度增添，車輪上、下跳動時(shí)拉桿擺角減小，有益于減少車輪上、下跳動時(shí)轉(zhuǎn)向系與懸架系的運(yùn)動干預(yù)。拉桿與齒條用螺栓固定連結(jié)，所以，兩拉桿會與齒條同時(shí)向左或右挪動，為此在

56、轉(zhuǎn)向器殼體上開有軸向的長槽，從而降低了它的強(qiáng)度。采納兩頭輸出方案時(shí)，因?yàn)檗D(zhuǎn)向拉桿長度遇到限制，簡單與懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動干預(yù)。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。采納齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器采納直齒圓柱齒輪與直齒齒條嚙合，則運(yùn)行安穩(wěn)降低，沖擊大，工作噪聲增添。其余，齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角只好是直角，為此因與整體部署不適應(yīng)而遭裁減。采納斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，重合度增添，運(yùn)行安穩(wěn)，沖擊與工作噪聲均降落，并且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿足整體設(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)當(dāng)采納推力軸承，使軸承壽命降低，還有斜齒輪的滑磨比較大是

57、它的弊端。36頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)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單。V形和Y形斷面齒條與圓形斷面比較，耗費(fèi)的資料少，約節(jié)儉20%，故質(zhì)量?。晃挥邶X下邊的兩斜面與齒條托座接觸，可用來防范齒條繞軸線轉(zhuǎn)動；Y形斷面齒條的齒寬能夠做得寬些，因此強(qiáng)度獲取增添。在齒條與托座之間通常裝實(shí)用減磨資料（如聚四氟乙烯）做的墊片，以減少滑動摩擦。當(dāng)車輪跳動、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V形和Y形斷面齒條，用來防范因齒條旋轉(zhuǎn)而破壞齒輪、齒條的齒不可以正確嚙合的狀況出現(xiàn)。為了防范齒條旋轉(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

58、、導(dǎo)向塊與齒條固定在一同。齒條挪動時(shí)導(dǎo)向塊在導(dǎo)向槽內(nèi)隨之挪動，齒條旋轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)向塊可防范齒條旋轉(zhuǎn)。要求這類結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的配合要適合。配合過緊會為轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向輪回正帶來困難，配合過松齒條還能旋轉(zhuǎn)，并伴有敲擊噪聲。依據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對前軸地點(diǎn)的不一樣，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在汽車上有四種部署：形式轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，后置梯形(a)；轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，前置梯形(b)；轉(zhuǎn)向器位于前軸前面，后置梯形(c)；轉(zhuǎn)向器位于前軸前面，前置梯形(d)。37頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)圖5-2齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在汽車上有四種部署齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器寬泛應(yīng)用于乘用車上。車載質(zhì)量不大，前輪采納獨(dú)立懸架的貨車和

59、客車有些也用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。5.2其余轉(zhuǎn)向器有循全世界式轉(zhuǎn)向器，蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器，蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器等。循全世界式轉(zhuǎn)向器的主要弊端是：逆效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，制造精度要求高。循全世界式轉(zhuǎn)向器主要用于商用車上。蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的主要弊端是：正效率低；工作齒面磨損此后，調(diào)整嚙合空隙比較困難；轉(zhuǎn)向器的傳動比不可以變化。固定銷蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)簡單、制造簡單；可是因銷子不可以自轉(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。所以我的設(shè)計(jì)采納齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器為動力轉(zhuǎn)向裝置。38頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)5.3齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器部署和結(jié)構(gòu)形式的

60、選擇圖5-3采納以以下圖的部署形式。圖5-4采納以以下圖的側(cè)面輸入兩頭輸出的結(jié)構(gòu)形式。39頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)5.4數(shù)據(jù)的確定依據(jù)以上的論述，本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以下：表5-1給出數(shù)據(jù)輪距1440mm軸距2750mm滿載軸荷分派：前/后877/1643(kg)總質(zhì)量ma/kg1255(kg)輪胎175/60R14（附2）主銷偏移距a50mm輪胎壓力p/MPa0.45方向盤直徑DSW307mm最小轉(zhuǎn)彎半徑6.9m轉(zhuǎn)向梯形臂200mm5.5設(shè)計(jì)計(jì)算過程轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角計(jì)算40頁揚(yáng)州大學(xué)汽車動力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)L2750(5-1)sin0.39855R690023.4876L27500.56257(5-2)t