機械轉(zhuǎn)向器異響因素及設(shè)計論文

1、機械轉(zhuǎn)向器異響因素及設(shè)計論文 機械轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)分析: 齒輪齒條機械轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)解剖:機械轉(zhuǎn)向器由外球頭、外拉桿、內(nèi)球頭、齒條、小齒輪、壓塊塞、預(yù)緊彈簧、齒條襯套等,如圖1所示:圖1齒輪齒條機械轉(zhuǎn)向器和動力轉(zhuǎn)向器的最大區(qū)別就是:機械轉(zhuǎn)向器較動力轉(zhuǎn)向器少了油管和液壓缸,少了轉(zhuǎn)閥和扭桿。機械轉(zhuǎn)向器的齒條在殼體內(nèi)部的固定方式是一端由襯套固定,另一端由小齒輪和齒條嚙合固定。較之動力轉(zhuǎn)向器,機械轉(zhuǎn)向器純機械連接,受路面激勵很容易產(chǎn)生異響。 機械轉(zhuǎn)向器異響原因分析: 異響的產(chǎn)生肯定是由于兩零部件或者以上零部件間產(chǎn)生相對運動或者相對制約。下面對機械轉(zhuǎn)向器可能產(chǎn)生異響的原因作魚刺分析,如圖2所示:圖2首先排除一些總

2、裝裝配的原因和零部件廠加工的原因?？傃b新下線車輛要進行四輪定位,調(diào)整前束,這樣可以排除內(nèi)外球頭的松動、前束大、齒條背面粗糙度大、拉桿螺母松動等可能原因。然后測量內(nèi)拉桿的啟動力矩,查看是否滿足圖紙要求,如果不滿足圖紙要求,則要求供應(yīng)商重新制作。經(jīng)過測量,海馬轉(zhuǎn)向器的啟動力矩都滿足要求,并且制作啟動力矩更小的樣件后裝車試驗,異響基本沒有改善。運用排除法分析,引起異響的可能原因如下:轉(zhuǎn)向器齒輪齒條預(yù)緊力不夠,壓塊塞軸向和徑向的竄動,齒條襯套和殼體的摩擦。 對比優(yōu)化設(shè)計和驗證的過程: 優(yōu)化措施:異響的轉(zhuǎn)向器彈簧剛度為166nlmm,如果彈簧剛度不足,齒條受到來自路面的激勵后,齒條會有各個方向的分力,如

3、果作用在彈簧上的分力很大,那么彈簧就會壓縮,齒條沿著彈簧軸向運動,當(dāng)受力減小,齒條回彈,回彈后會和小齒輪發(fā)生撞擊,如果頻率達到一定程度則齒輪齒條撞擊產(chǎn)生異響。為了減小該處的異響,分別制作以下幾個樣件:彈簧剛度從166n/mm提高到250nlmm,預(yù)緊力為50on的樣件2件、預(yù)緊力為550n的樣件2件、預(yù)緊力為650n的樣件2件。驗證:分別對這些轉(zhuǎn)向器裝車驗證,發(fā)現(xiàn)異響聲音有所減小,但是仍然能夠察覺,優(yōu)化效果不好。優(yōu)化措施:彈簧的壓塊塞的外徑和轉(zhuǎn)向器殼體是有間隙的,齒條在受到激勵時會傳遞給壓塊塞,如果壓塊塞的外徑和轉(zhuǎn)向器殼體間隙不合理,則壓塊塞可能在殼體內(nèi)部晃動產(chǎn)生異響,為了不讓壓塊塞在殼體內(nèi)部

4、晃動,只有讓壓塊塞和轉(zhuǎn)向器殼體過盈配合或者通過一個軟體讓兩者之間沒有間隙。為了保證易裝配,于是想到了在壓塊塞圓柱表面加工兩道凹槽,加人兩條0型圈。制作樣件2個,加在預(yù)緊力為650n的轉(zhuǎn)向器中,把齒輪齒條間隙調(diào)到0.06mm。驗證:把該0型圈加人轉(zhuǎn)向器后裝車評價,發(fā)現(xiàn)該車以20km小的速度在石塊路上行駛時還是有異響。優(yōu)化措施:齒條襯套是靠外擋圈壓在齒條和殼體之間,如果襯套尺寸選擇不對,齒條和殼體之間間隙達不到合理值,在轉(zhuǎn)向器受到路面特定的激勵的時候就有可能產(chǎn)生異響。更改前的齒條襯套如圖3所示,為了減小此處可能產(chǎn)生的異響,手工改制齒條襯套,在齒條襯套外圈加上兩個0型圈(如圖習(xí)沂示藍色部分),在方案二基礎(chǔ)上,在齒條襯套上增加此兩個0型圈。優(yōu)化措施:方案三中的齒條襯套為手工改制件,手工改制的件可能性能不穩(wěn)定,于是方案四決定采用工裝件裝車評價。驗證:把方案四的轉(zhuǎn)向器裝車后評價,發(fā)現(xiàn)異響聲音完全消除。五、結(jié)論本文對齒輪齒條式機械轉(zhuǎn)向器因結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理而產(chǎn)生轉(zhuǎn)向異響的原因進行了分析,并提出了優(yōu)化方案。并對優(yōu)化前后相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)和測試結(jié)果進行對比。經(jīng)過專業(yè)的車輛評價人員評價后,反饋機械轉(zhuǎn)向器異響完