機動車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS設(shè)計(論文資料)

1、/*汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS設(shè)計電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering system)作為轉(zhuǎn)向助力新的研究方向，因為具有節(jié)能、環(huán)保、占用空間小、反應(yīng)靈敏等優(yōu)點受到廣大汽車公司和科 研人員的青睞。毋庸置疑，電助力在不久的將來將會完全取代傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用按先后順序可以分為：機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電 子控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。本文研究的是齒條助力式轉(zhuǎn)向裝置。其以齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計為核心，主要包括轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)設(shè)計、齒輪齒條傳動設(shè)計、轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)的硬件 選擇等。電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作過程中，當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時，扭矩傳感器和車速

2、 傳感器會將信息傳輸給控制器，使其發(fā)出命令控制電機的正反轉(zhuǎn)和輸出力矩的大 小。從而使駕駛員可以輕松地駕駛汽車和增加汽車的轉(zhuǎn)向靈敏性。關(guān)鍵詞 電助力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 齒輪齒條 自動控制業(yè)設(shè)計外文摘要Title The desig n of automotive steeri ng systemAbstractElectric po wer steeri ng is a new po wer steeri ng tech no logy for vehicles. Merit such as en ergy con servati on , en vir onmen tal p rotect ion ,

3、 fast react ion and small foot print that the person has accepts the respectively big automobiles of company and the reserchers favour .Needless to say,home and abroad developing trend is to use electric power-assistanee to change to the hydraulic p ressure po wer-assista nee verge nee substituti ng

4、 traditi on in future.Automotive steering system application can be divided into Mechanical steering. Hydraulic power steering,Electro ni cally con trolled hydraulic steeri ng system Electro nic Po wer SystemThis paper studies the steeri ng rack po wer device, the desig n of the steeri ng gear and r

5、ack as th core, mainly in clud ing the desig n of steeri ng mecha ni sm, gear and rack tran smissi on desig n, the design of steering trapezoidal mechanism and control system hardware selection, etc. The work ing p rocess of the electric po wer steeri ng system, the driver turned the steeri ng wheel

6、, the torque sensor and speed sensor will transfer the information to the controller, make it a comma nd con trol and revers ing and the size of the out put torque of the motor. So that the driver can easily drive a car and in crease automobile steeri ng sen sitivity.Key Words Electric Power Steerin

7、g System Gear and Rack Automatic control1引言1.1汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介1.2汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計思路1.3 EPS的研究意義2 EPS控制裝置的硬件分析2.1汽車電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機理以及類別10122.2電助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的主要元件3電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計3.1動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的性能要求123.2齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算123.3轉(zhuǎn)向橫拉桿的運動分析233.4轉(zhuǎn)向器傳動受力分析2425264轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 4.1傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與裝配4.2利用解析法求解出內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系274.3 建立目標(biāo)函數(shù)295控制系統(tǒng)設(shè)計305.1電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力特性305.2 EPS

8、電助力電動機的選擇315.3控制系統(tǒng)框圖設(shè)計3234致謝36參考文獻(xiàn)371引言1.1汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，顧名思義是為了能夠使車輛按照駕駛員的意愿向左或者向右轉(zhuǎn)彎或者直線行駛。轉(zhuǎn)向裝置有很多種，也一直在經(jīng)歷一個循序漸進(jìn)不斷更新不 斷創(chuàng)新的過程。從發(fā)明家本茨發(fā)明汽車的初期，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)知識最簡單的形式來轉(zhuǎn) 向，其機構(gòu)為單純的扶把式，沒有助力，所以笨重，費力，以及行駛狀態(tài)不穩(wěn)定。從在原始的雛形開始，各國人士不斷創(chuàng)新改革，到現(xiàn)在為止，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng) 用按先后順序可以分為：機械轉(zhuǎn)向裝置、液壓助力轉(zhuǎn)向裝置、電子控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、主動前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)目前市場

9、大部分中低檔轎車采用的液壓式轉(zhuǎn)向器， 當(dāng)然電控的也很常見，所 以在該種系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器技術(shù)的發(fā)展如今已經(jīng)遇到了瓶頸。隨著人們對乘車舒適， 節(jié)能，安全，穩(wěn)定的期望，電控液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)逐漸取代了先前的版本，但隨著 科技的進(jìn)步，越來越多的科學(xué)家期待有路感的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)問世， 所以流量閥式液壓 助力轉(zhuǎn)向器出現(xiàn)了，在不同車速下，駕駛員手握方向盤，感覺到了路感的存在，助力特性曲線描述的就是“路感”，但是美中不足的是這種液壓式轉(zhuǎn)向器依然存 在很多缺陷，電機，液壓泵，轉(zhuǎn)向器，流量閥等等轉(zhuǎn)向器在發(fā)動機旁的布置問題 又出現(xiàn)了，還有就是液壓油的泄漏問題越來越的突出尖銳。電助力EPS(Electro nicPo wer st

10、eeri ngsystem )是在純機械轉(zhuǎn)向機構(gòu)的前提下，設(shè)計加裝了扭矩和車速等信號傳感器、電子控制單元和轉(zhuǎn)向助力裝置等2。所以電助力式轉(zhuǎn)向器彌補了上述的不足，而且節(jié)能環(huán)保，易于線性控制，所以現(xiàn)在很多研究 人員把目光轉(zhuǎn)向了電助力式轉(zhuǎn)向機，瞬時其成為了國際汽車工業(yè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)新的研 究主題，且這種系統(tǒng)也正在慢慢實現(xiàn)整車量產(chǎn)狀態(tài)。1.1.1 EPS在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r 國外EPS發(fā)展之路:談到國際上EPS轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的發(fā)展，地處亞洲的日本和美國最具有代表性 和發(fā)言權(quán)。日本研究EPS系統(tǒng)最早的國家，其初衷是因為在微型車上布置液壓式 助力系統(tǒng)比較困難，空間狹小，液壓泵等裝置無法布置，而電動式零件、體積小,

11、易于布置安裝，所以在微型車上開發(fā)研究出了 EPS先進(jìn)技術(shù)，并成功應(yīng)用在了鈴木CERV（汽車上，如今在我國比較常見的奧拓汽車應(yīng)用的就是日本的這種轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)。另外，日本是一個十分注重資源節(jié)約的國家， 正是由于EPS相比于HPS具有 突出的節(jié)油優(yōu)點，所以日本國家政策也是相當(dāng)傾向于扶持其研發(fā)制作的。隨著時間的檢驗，EPS技術(shù)在日本迅速發(fā)展起來。歐美等國出于節(jié)能環(huán)保的 目的，也相繼開發(fā)和研究EPS系統(tǒng)，且目前此項技術(shù)已經(jīng)相對成熟。 但是美國走 了不同于日本的EPS開發(fā)道路，研制基于無刷直流電動機的EPS系統(tǒng)，因為其控 制器的硬件和軟件調(diào)劑比較復(fù)雜，所以經(jīng)歷了多年的努力才試制完成。對于電助 力的兩種不同電

12、動機，我們會發(fā)現(xiàn)有刷電機的不足之處， 如轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動噪聲大，電 刷磨損嚴(yán)重，使用壽命短，以及具有嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的電子干擾等。國內(nèi)EPS發(fā)展之路:中國由于歷史原因，解放以前的舊中國還主要是以輕工業(yè)為主， 沒有大型的 重工業(yè)基地，更別說汽車的研發(fā)制造了，解放初期，我國的汽車工業(yè)嚴(yán)重滯后, 基本上式從外國進(jìn)口或者委托國外廠家制造。 第一代紅旗轎車是引進(jìn)德國汽車的 基礎(chǔ)上吸收改進(jìn)和更新，產(chǎn)出了第一代紅旗 CA771,其轉(zhuǎn)向器當(dāng)然也只是普通的MS轉(zhuǎn)向器，所以對于中國老說，汽車整車性能的更新?lián)Q代是任重道遠(yuǎn)的。中國EPS東方汽車制造廠也是在八九十年代開始生產(chǎn)液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轎車。隨著中國綜 合國力和高新技術(shù)不斷實現(xiàn)質(zhì)

13、的飛越，現(xiàn)如今比亞迪的唐和宋部分使用了 轉(zhuǎn)向助力穩(wěn)定系統(tǒng)。但其適用性和日本、美國等發(fā)達(dá)國家還有一定的差距。 近年 來，國人對晴天白云，綠水藍(lán)天的訴求越來越強烈，所以汽車工業(yè)節(jié)能環(huán)保的技 術(shù)成為國家重點推廣的新主題，所以我相信EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在中國自主研發(fā)制造的 轎車上會得到顛覆性的普及。1.1.2 EPS與其它汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的對比常流量閥液壓泵助力轉(zhuǎn)向器由于只是提供單一的動力轉(zhuǎn)向扭矩，是一種非線 性助力工作方式，汽車只要啟動工作后，液壓泵就持續(xù)不斷的轉(zhuǎn)動輸送液壓能。以現(xiàn)代人的眼光審視，其是非常不合理的；流量閥式液壓泵雖然具有助力特性, 但助力效果不理想，且故障頻發(fā)；電控液壓助力轉(zhuǎn)向裝置助力效果顯著

14、， 盡管依然沒有擺脫掉液壓式助力的一些弊端，可他毋庸置疑就是EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)生的 雛形，電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在其基礎(chǔ)上應(yīng)運而生。液壓助力轉(zhuǎn)向裝置以油為工作介質(zhì)， 因為工作介質(zhì)易泄露，系統(tǒng)不易保壓，若液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油管進(jìn)入空氣或液壓油不足， 液壓泵工作時將會產(chǎn)生較高的噪 音，且影響助力效果；而EPS僅僅在電機工作時產(chǎn)生輕微噪音，且污染環(huán)境。但是電助力系統(tǒng)的燃油消耗量僅為通狀態(tài)下液壓式的20% y以下，且占用底盤空間少，模塊化安裝，易拆裝和維修，不存在液體泄漏。EPS進(jìn)行助力工作時，因為 不具有限位彈簧和油壓阻力的干擾，所以轉(zhuǎn)動方向盤時的摩擦阻力相比于液壓式 要小一些，另外，EPS裝置沒有供油泵、流

15、量閥和各種管路，所以整體結(jié)構(gòu)相對 小些和更加輕便一些，但更為突出的優(yōu)點是其助力特性靈敏可靠， 可變助力在較 廣泛的區(qū)域調(diào)節(jié)，“路感”十足，既增加了駕駛安全性，又在一定程度上使汽車 向更智能的方向邁進(jìn)一部。1.1.3 EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(1) EPS節(jié)能環(huán)保，其以空心電機為原動件，通過電子控制單元控制電機，對 環(huán)境幾乎零污染。(2)裝配簡單便捷，其集成度高，易于布置，沒有油泵、油管路、流量閥、儲 油罐的制約。(3)EPS高效率，液壓式的一般為 60%-70% 但EPS可達(dá)到90%(4)具有良好的路感。(5)主動回程性好(因為不存在液壓泵工作介質(zhì)的阻力和回位彈簧的回程反力) 。1.2汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

16、的設(shè)計思路汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在司機開始扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時閉合離合器和空心電機輸出助力,固然應(yīng)用動力轉(zhuǎn)扭矩由轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)傳遞動能使兩前轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)彎行駛。向裝置的汽車必須要裝備有動力器件， 依靠此來減輕駕駛員的手力。以下為我們 研究轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時應(yīng)提出的設(shè)計思路(1)力求避免產(chǎn)生側(cè)滑，且前轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)彎弧線過一定點。在設(shè)定的轉(zhuǎn)向輪阻力范圍以下,方向盤應(yīng)具有回正特性。(6)輪胎動平衡在誤差允許范圍內(nèi),避免轉(zhuǎn)向裝置和懸架裝置干涉,汽車要具有較高的行駛靈敏性,操縱輕便靈敏。方向盤不會“發(fā)抖”空間上進(jìn)行合理的布置。小轉(zhuǎn)彎機動性靈敏。(7) 前轉(zhuǎn)向輪劇烈撞擊時，沖擊力傳至方向盤的破壞力盡可能小 (逆效率低)。(8)

17、轉(zhuǎn)向橫拉桿端部與轉(zhuǎn)向搖臂連接件球頭應(yīng)具有磨損補償裝置。(9) 車輛高速前行撞擊使鈑金嚴(yán)重變形時， 方向盤立即下移減輕駕駛員受傷程 度。(10)方向盤轉(zhuǎn)動方向和兩轉(zhuǎn)向前輪擺動方向一致。1.3 EPS的研究意義現(xiàn)今國內(nèi)的轎車，絕大部分還是液壓式助力轉(zhuǎn)向，無論是常流式還是流量閥式液壓泵，但無疑的是電助力系統(tǒng)比其具有更突出的節(jié)能、環(huán)保和輕便，以及給 駕駛帶來前所未有的“路感”。眾所周知，如今能源危機愈演愈烈，我國是人口 大國，資源的匱乏始終是擺脫不掉的噩夢，所以新能源是新世界中國的發(fā)展主題, 電能比原油更加經(jīng)濟(jì)和節(jié)能，所以轉(zhuǎn)向裝置以電為動力源是合理和明智的。另外, 智能化是我們始終追求的目標(biāo)，利用軟件

18、編程來實現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速和車速工況下的助 力效果，更個性和智能。本課題對該EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作了深入的調(diào)查研究，這不僅 可以激勵和推動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研發(fā)和最終批量化生產(chǎn)，而且也可以鼓勵和引導(dǎo)相關(guān) 的機械制造業(yè)、電子元件領(lǐng)域走向更寬廣的舞臺。在將來，相信電助力在汽車工業(yè)得到空前的應(yīng)用和普及。本章小結(jié)后介紹了汽車轉(zhuǎn)系統(tǒng)的定義，設(shè)計思路，EPS單片機驅(qū)動控制的特點及應(yīng)用,EPS系統(tǒng)在國內(nèi)外的展?fàn)顩r以及EPS的研究意義。ts|£2O4J會丞'LDPnr21 1)«sgpHT3L5LDPRrGB_tJkrENtH_&OLTP V11CX&.M&內(nèi)F-繪譽梵SPRT丸

19、 ELMRI齒縱aSlDPRI首SSftS. £LD£MaUlUPFHS.mLUPRTELDcHtISLDPflT彈喝4出嚴(yán)匕iS.StDPftT嘶圉£ SLDHtrit片 ；2.SL0PArTa 桿-B!4-SLPPfl'-KfK SLDPflT(42 .泌 StPPRT科 Z.StDPRT址生S iJ iSlDPRT驚fc屋.SLORTJsiEia 4 SLOT呵Ei趣1*=332SE.±謝5崗»F.4!W£.SLDPRrSLWRTLSLWRT&lDPKTSlDPRT&LDASMSLDPRTft叩吋FW.w

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21、-1字業(yè)設(shè)計（詒玄律籃表S機就L2,前期工作材料封面dgS外立翻潘TtJC2 EPS控制裝置的硬件分析汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的作用是采集車速和扭矩信息以及將其傳遞不同的命 令給電機和離合器，協(xié)調(diào)助力轉(zhuǎn)向的特性，完成轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的助力作用。2.1汽車電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機理以及類別電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)擁有廣闊的應(yīng)用前景是毋庸置疑的,具有液壓助力不可超越的優(yōu)點，同時由于自身機械結(jié)構(gòu)緊湊簡單， 采用單片機驅(qū)動控制，其應(yīng)當(dāng)滿足以F要求：故障診斷和LED燈報警功能；良好的抗震及抗干擾能力；當(dāng)出現(xiàn)過載工 作時應(yīng)有過載保護(hù)電路；逆效率盡可能的低，使前轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)至方向盤的反沖擊力 ??；方向盤的軟件消抖功能等等4。2.1.1電助力

22、系統(tǒng)的機理電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的單片機控制器元器件框圖如下圖2-1所示，包括控制單元P87C591單片機,車速和扭矩傳感器，傳遞和終止動力的電磁離合器，滾珠絲杠 式減速機構(gòu)，永磁式直流電機，齒輪齒條轉(zhuǎn)向器等。圖2-1電助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)示意圖其工作原理是：汽車司機轉(zhuǎn)動方向盤進(jìn)行轉(zhuǎn)彎行駛時，車速、扭矩檢測信 號的傳感器測量各自的電信號，當(dāng)扭矩電壓不等于 2.5V時，采集車速信號，否 則指令循環(huán)檢測電壓信號；根據(jù)車速信號控制電子離合器的閉合和斷開， 離合器閉合時電動機的動能才能轉(zhuǎn)至齒條實現(xiàn)助力作用，在此設(shè)定車速小于45KM/h時, 電磁離合器處于工作狀態(tài)，一旦車速超過這一設(shè)定值，即使電動機還在供能，但由于離合

23、器已經(jīng)將主動軸和電機軸斷開， 所以此時電機失去助力作用。根據(jù)預(yù)先 設(shè)定的程序，進(jìn)行PW脈寬調(diào)制，計算占空比，驅(qū)動電動機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和輸出力 矩的大小。下圖2-2為單片式電磁離合器，包括通過聯(lián)軸器和電動機軸連接的主動輪1,鑲嵌在主動輪的電磁線圈2,利用摩擦力傳動動能的壓盤3,壓盤和從動軸5 通過花鍵4傳動，采用有刷直流式電動機 8,軸承采用滾珠球軸承6。電磁離合器工作原理：電磁離合器的功用是連接兩傳動件， 電動機主軸和離 合器的主動輪固定裝配在一起，主動輪內(nèi)裝有放置線圈的支撐，線圈和其緊緊纏 繞在一起，主動輪和壓盤同軸心布置。當(dāng)接線柱觸點通電時，電磁線圈通電，使 主動輪和壓盤緊緊的貼合在一起，通過

24、花鍵連接的壓盤和從動軸，使從動軸向下 一級傳遞動能來發(fā)揮轉(zhuǎn)向助力效果。在不同車速情況下，電磁離合器的工作情況是不同的。比如在速度超過 45KM/h時，電磁離合器會自動脫開，停止傳遞動力。當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)自診斷系統(tǒng)判 斷出故障時，離合器也會停止工作，防止破壞轉(zhuǎn)向裝置。1o1.主動輪2.磁化線圈3.壓盤4.花鍵5.從動軸6軸承7滑環(huán)8電動機I圖2-2電磁離合器工作原理圖EPS轉(zhuǎn)向機構(gòu)的工作原理:只有在指定的速度范圍內(nèi)EPS才可以發(fā)揮助力作用，司機旋轉(zhuǎn)方向盤時，位 于轉(zhuǎn)向機齒條處的扭桿式檢測器件，將產(chǎn)生錯動的角位移信號轉(zhuǎn)變成電子助力信號傳輸給控制器。同時將車速信號和扭矩信號經(jīng)過處理后傳送至控制器，控制器根

25、據(jù)系統(tǒng)嵌入的數(shù)據(jù)指令確定要輸出的轉(zhuǎn)動方向和扭矩大小，經(jīng)過DA模數(shù)轉(zhuǎn)換 輸出模擬信號，通過電流控制電路控制直流電動機進(jìn)行動作， 此時電磁離合器閉 合，傳遞動力，實現(xiàn)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能。2.1.2電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類別裝有電動助力的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在研發(fā)設(shè)計時可以由三種安裝選擇方式。如在 轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)的轉(zhuǎn)向軸特定部位上安裝，還可以設(shè)計在齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的齒輪旁邊或者水平布置在轉(zhuǎn)向器殼體上。 如下圖2-3所示，分別代表了截然不同的設(shè)計 方案，各有各自的優(yōu)點和缺陷。具體設(shè)計時應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體車型和不同的性能要求 進(jìn)行綜合考慮和加以選擇。(a)(1) 轉(zhuǎn)向助力式：該轉(zhuǎn)向機構(gòu)的電動機布置在方向盤下方，減速機構(gòu)米用 蝸輪

26、蝸桿式。該布置方案特點是具有良好的工作條件， 因為電機輸出的轉(zhuǎn)向助力 扭矩通過減速機構(gòu)提高后傳遞給轉(zhuǎn)向軸，因此電機整體會變的相對更加的緊湊； 直流電動機、減速機構(gòu)集成在一起，占用車體空間小，基本不會干涉其他零部件 的布置和裝配，且拆卸與維護(hù)工作等操作簡便，給維修人員帶來了很多便利條件;還有但是電機距離駕駛員和方向盤較近，所以電機的噪聲和震動會干擾駕駛員,就是方向盤下方的空間可能會制約腿部的活動空間；轉(zhuǎn)向軸也要承受電機傳遞的 轉(zhuǎn)矩，在設(shè)計轉(zhuǎn)向軸時應(yīng)當(dāng)充分考慮其危險截面的受力情況。、電磁離'(2) 齒輪助力式：這種轉(zhuǎn)向機構(gòu)比轉(zhuǎn)向式助力電動機對駕駛員的干擾小些, 因為布置在下轉(zhuǎn)向軸的下方部位

27、，直流電機、減速機構(gòu)(渦輪蝸桿式) 合器和轉(zhuǎn)向器主動齒輪配合在一起， 轉(zhuǎn)子的噪聲由底板相隔，很小的分貝傳遞到 車廂內(nèi)，且不占用駕駛員空間；因其在底板下方，所以需要盡可能做到防塵、密 封;直流電機的力矩不經(jīng)過上下轉(zhuǎn)向軸，所以轉(zhuǎn)向軸只傳遞來自方向盤的轉(zhuǎn)向力矩，所以轉(zhuǎn)向軸受力不會太大。更重要的是這種布置方案的逆效率低， 當(dāng)輪胎受 到撞擊時，阻力矩傳至主動齒輪處時，轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)會阻止其繼續(xù)增加力矩消除 反沖力。雖然如此，但是噪音，震動對駕駛員還是有一定影響的。(3) 齒條助力式：這種結(jié)構(gòu)相對來說復(fù)雜一些，電動機采用的是空心直流電 機，而且其與轉(zhuǎn)向器殼體是一個整體， 減速機構(gòu)是滾珠絲杠式，絲杠是齒條的一

28、部分結(jié)構(gòu)，雖然這種裝置不存在電磁離合器，但結(jié)構(gòu)是非?？b密的，很多零部件 都不標(biāo)準(zhǔn)，需要單獨設(shè)計制造，且工藝要求嚴(yán)格，增加了制造成本。但其喜人的特點是已經(jīng)使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的逆效率降低到了極點，大概30%左右。且轉(zhuǎn)向器位于前 橋半軸正后方，與懸架，元寶梁下擺臂結(jié)構(gòu)之間的間隙很大，不存在干涉；進(jìn) 步降低了噪音，因為轉(zhuǎn)向器殼體本身就具有隔離噪聲的作用；距離方向盤更遠(yuǎn), 加之助力的性能，方向盤的的防抖效果更佳顯著。2.2電助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的主要元件2.2.1 電動機空心電動機由定子、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)角傳感器組成（如圖2-4），空心電機經(jīng)過滾珠絲杠式減速增扭機構(gòu)將動能直接傳遞到齒條上,發(fā)揮其助力特性。通過轉(zhuǎn)角傳感器檢測出電

29、動機的轉(zhuǎn)角防止扭矩攢動。ft齒條軸帶磁體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角傳感器 檢測凸臺線圈圖2-4電動機結(jié)構(gòu)圖2.2.2減速機構(gòu)減速機構(gòu)顧名思義,目的是降速和放大電動機的扭矩。齒條助力式轉(zhuǎn)向器利用的是滾珠絲杠式減速,絲杠與和主動齒輪嚙合的齒條做成一個整體，所以齒條就相當(dāng)于“轉(zhuǎn)子”。2.2.3 P 87C591 單片機單片機就相當(dāng)于控制器的中樞神經(jīng)， 將車速和扭矩傳感器測得的電壓信號分析對比，比對助力特性函數(shù)關(guān)系輸出相應(yīng)的電流，經(jīng)過整流電路和DA模數(shù)轉(zhuǎn)換 命令電動機動作。單片機內(nèi)部設(shè)置有看門狗定時器，可以高頻率的監(jiān)測系統(tǒng)運行 情況，并自診斷系統(tǒng)故障，同時打開故障燈，生成錯誤報告。224車速傳感器車速傳感器有磁感應(yīng)式和

30、霍爾效應(yīng)式兩種，前者通過借助磁性線圈讀取速度信號，后者利用安裝在輪轂上的齒行盤傳感器獲得速度數(shù)據(jù)。2.2.2.扭矩傳感器扭矩傳感器如圖所示由扭轉(zhuǎn)桿，輸入輸出軸，分相器單元1、2組成。扭矩 值和扭轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)角之間存在等價關(guān)系，輸入軸和輸出軸在傳遞扭矩過程中，由于產(chǎn) 生微小變形，分相器單元利用磁感幸運輸出電壓信號， 在控制算法函數(shù)輸出扭矩轉(zhuǎn)向主軸（輸入軸）扭轉(zhuǎn)桿*1分相器單元2 （定子部分）小齒輪軸 （鬍出軸）值。F丿"分相器單元1 （轉(zhuǎn)子部分 一分相器單元2 （轉(zhuǎn)子部分）圖2-5扭距傳感器本章小結(jié)本章主要介紹了電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機理以及類別，EPS單片機驅(qū)動控制器硬 件的簡單介紹。3電助力轉(zhuǎn)

31、向系統(tǒng)的設(shè)計轉(zhuǎn)向裝置的機械機構(gòu)主要包括三部分：轉(zhuǎn)向操作機構(gòu) 齒輪齒條機構(gòu)和轉(zhuǎn)向 梯形機構(gòu)組成。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計計算是對各自機構(gòu)的分層設(shè)計和互相的匹配校核 計算。3.1動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的性能要求(1) 路面阻力變化時，反映在方向盤上的扭矩必須同時增加或減少。(2) 駕駛員打完轉(zhuǎn)向松開方向盤時，方向盤主動回正的回程系數(shù)滿足設(shè)計要求。(3) 動力反映靈敏(4) 當(dāng)助力失靈時，機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以獨立工作。3.2齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器與其他形式的轉(zhuǎn)向器相比，其突出的優(yōu)點是質(zhì)量輕，緊湊，正效率高達(dá)百分之九十，沒有轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角增大。但由于 采用斜齒輪齒條嚙合傳動，所以逆效率在百分之

32、六十左右，殼體采用鋁鎂合金壓 住而成。根據(jù)動力傳遞方式的不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分為如下圖3-1所示的四 種布置方式:1沖說入兩威出弘胞曹竝人申直拚岀圖3-1齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種形式3.2.1轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計計算為了保證汽車行駛安全，轉(zhuǎn)向助力裝置的零件通過受力分析進(jìn)行計算校核,使其滿足強度要求。轉(zhuǎn)向阻力矩 MR（N- mm沒有非常準(zhǔn)確的計算公式，因為影 響阻力矩的因素眾多且復(fù)雜（道路具體情況、四輪輪胎氣壓、輪胎品牌的差異以 及不同車型的傳動機構(gòu)的不同參數(shù)等等），下式為工程技術(shù)人員在多年的工作經(jīng)驗中總結(jié)出來的經(jīng)驗公式。f綜合滑動摩擦因數(shù)二遡 347N mm3 V 0.23(3-1),取0.7 ；Gi

33、 轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷，已知為9800N;P輪胎壓力（MPa ；代入Mr，計算作用在方向盤上的切向力Fh：Fh” 濟(jì) 34.7NL2 DSWi(3-2)L1 轉(zhuǎn)向搖臂長（mm；Mr 原地轉(zhuǎn)向阻力矩（N- mmL2 轉(zhuǎn)向節(jié)臂長（mm；Dsw 為轉(zhuǎn)向盤直徑,取350mmi 轉(zhuǎn)向器角傳動比；轉(zhuǎn)向器正效率。已知齒輪齒條式轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)沒有轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)，故L1、L2不需要代入數(shù)值。對紳寶D50,用以上公式計算出來的是最大值，所以可用此值作為計算載荷。梯形臂長度L2計算:輪輞直徑 DSw= 16in=16 X 25.4=406.4mm梯形臂長度 L2 =DSwX 0.8/2= 406.4 X 0.8/2=162.6m

34、m(3-3)取 L2=160mm輪胎直徑的計算RT:RtDsw 0.55 205=406.4+0.55 X 225=530.2mm(3-4)取 Rt =530mm轉(zhuǎn)向橫拉桿直徑的確定:d 3 4MR0.16t 3.47 216 10 3m 3.578mm(3-5)a = L2； 216MPa;MR 347N m因此取dmin =15mm初步估算主動齒輪軸的直徑:d6MnmaxJ16 122.5 Em 8.935mmV*3.14 140(3-6)=140MPa所以取dmin =18mm上述計算只是初步對所研究的轉(zhuǎn)向系載荷的確定。322齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計 （一）EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的主要元

35、件（1）齒條內(nèi)置在轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)，輸入端與轉(zhuǎn)向主動齒輪嚙合，輸出的兩端分別 通過螺紋連接轉(zhuǎn)向橫拉桿。齒條既是空心電機的（轉(zhuǎn)子），又取代轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu), 優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。齒條在轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi)，在導(dǎo)向環(huán)的支撐下左右移動，為了防止 齒條轉(zhuǎn)動，在齒條的背面裝有間隙 V型支撐架。表3-1齒條設(shè)計參數(shù)序號項目符號尺寸參數(shù)（mm）1長度L7282直徑253齒數(shù)Z2284法向模數(shù)Mn23（2）齒輪軸是轉(zhuǎn)向機的主動件，在殼體上由滾珠球軸承支撐。萬向節(jié)連接，一端與齒條相互嚙合，齒輪可以設(shè)計成斜齒輪的齒形，因為斜齒輪比直齒輪重合度高，所以傳動平穩(wěn)可靠，承載能力強，傳動效率高，所以設(shè)計時采用螺旋角為 14°的 斜

36、齒。表3-2齒輪軸的尺寸設(shè)計參數(shù)序號項目符號尺寸參數(shù)（mm）長度142齒寬Bi425 =3 :谷4 =£ " ' 1 Kt1 II12齒數(shù)法向模數(shù)螺旋角14螺向左旋(3)轉(zhuǎn)向橫拉桿1-橫拉桿2-鎖緊螺母3-外接頭殼體4-球頭銷5-六角開槽螺母6.球碗7.端蓋8.梯形臂9.開口銷圖3-2轉(zhuǎn)向橫拉桿外接頭轉(zhuǎn)向橫拉桿簡稱拉桿，是汽車轉(zhuǎn)向裝置的重要零件，是將齒條的橫向滑移運動轉(zhuǎn)變?yōu)闄M拉桿的搖桿擺動。運動的軌跡直接影響前轉(zhuǎn)向輪的使用年限， 方向盤操縱的穩(wěn)定性，和駕駛的舒適度。獨立式懸架式汽車一般轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)被轉(zhuǎn)向橫 拉桿代替，除了傳遞運動以外，還具有吸收反向沖擊的作用，作用在

37、轉(zhuǎn)向輪的路 面沖擊力首先影響拉桿的運動，所以拉桿的強度的剛度一定要滿足要求， 避免折 彎和斷裂。如上圖所示，鎖緊螺母是緊固橫拉桿和外球頭殼體的作用，需要一定的預(yù)緊力鎖死兩者，防止轉(zhuǎn)動和攢動。(4)齒條間隙調(diào)整機構(gòu)，主動齒輪和轉(zhuǎn)向齒條之間因為長時間的嚙合傳動，齒 形的磨損是不可避免的，所以在齒輪齒條轉(zhuǎn)向器中必須裝有自動消除間隙裝置, 其原理是根據(jù)裝在齒條齒形背面、接近主動小齒輪處的預(yù)緊力可調(diào)的彈簧實現(xiàn)主動補償齒間間隙。(見圖3-3 )。ISfI I 斗Pt圖3-3齒條間隙調(diào)整裝置齒條采用45號鋼制造，其上切制的齒形和供減速機構(gòu)的絲杠制成一體。齒條斷面的齒行有圓形，V形和丫形三種。后兩種形狀齒形相

38、比與前一種，切下來 的廢料少，齒條強度高。在齒條的背面有齒條導(dǎo)向運動裝置， 因為齒條在運動過 程中，是不允許其相對軸線擺動的，另外當(dāng)輪胎受到路面沖擊時傳至齒條處， 由 于導(dǎo)向裝置的作用，不僅消除擺動，也是駕駛員免遭“打手” 。當(dāng)前轉(zhuǎn)向輪遇到 不平整路面發(fā)生震動、轉(zhuǎn)彎或電機工作狀態(tài)時，齒條兩端作用有能使齒條轉(zhuǎn)動的 扭矩時，應(yīng)當(dāng)使用V型和丫型式的齒條。導(dǎo)向裝置的“ V''形裝置處也附有聚 四氟乙烯做的墊片。（二）轉(zhuǎn)向器傳動比 在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中角傳動比的實質(zhì)是車輪轉(zhuǎn)動方向和方向盤轉(zhuǎn) 動的比例。如轉(zhuǎn)向輪左轉(zhuǎn)動2度，方向盤向左轉(zhuǎn)動10度，則角傳動比為1/5，傳動比也稱為角速度比或速比。轎車轉(zhuǎn)

39、向輪向左或向右大概轉(zhuǎn)向35度，而方向盤一般是三圈的行程，及向左或向右轉(zhuǎn)動540度，所以傳動比大概為18。對于 家用轎車，角傳動比推薦在1725度范圍內(nèi)選定；商用車，角傳動比在 2332 度范圍內(nèi)選擇。由于家用乘用車的轉(zhuǎn)向輪阻力矩不是很大， 所以我們選定傳動比 為18度。（三）EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的裝配：齒輪齒條轉(zhuǎn)向器安裝在前車身地板 旁邊，機艙圍板上安裝有固定轉(zhuǎn)向機的支架，在此位置的圍板應(yīng)該做加固處理, 轉(zhuǎn)向器的殼體上有支架的卡槽，在殼體的兩端布置。在裝配是應(yīng)注意轉(zhuǎn)向機與下 三角臂平行布置，以及安裝高度應(yīng)按說明書準(zhǔn)確布置。 在支座卡槽處，設(shè)計有橡 膠隔振套，目的是防止發(fā)動機本身的劇烈抖

40、動影響轉(zhuǎn)向器的工作，且較少轉(zhuǎn)向器 的工作噪聲。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器因為結(jié)構(gòu)緊湊，零部件數(shù)目比液壓式，機械式的少 了很多，所以機械傳動部分的磨損部分減少了。 齒條的兩端車有螺紋，通過球鉸 機構(gòu)機構(gòu)連接拉桿，使拉桿可以向任意轉(zhuǎn)動。1轉(zhuǎn)矩啊卜E2847$750Vo轉(zhuǎn)向禍拉桿4»栓和塑、轉(zhuǎn)由“門嚴(yán)聲*博阿©«栓和*總成®W慈腔（訝®轉(zhuǎn)向R圖3-4轉(zhuǎn)向器的安裝位置（四）齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計要求在機械零件的設(shè)計和制造過程中，選用材料的性能不但要滿足其工作條件, 具有良好的抗疲勞強度，而且材料要有較好的加工工藝，來達(dá)到提高生產(chǎn)率，縮 減成本和合理利用資源的能力。因

41、此小齒輪采用15CrNi6或16MnCr5材料，齒條 只進(jìn)行橫向運動，一般選用45號鋼就滿足使用的剛度和強度要求。殼體在底盤上 安裝,重量對其德影響很大，所我們?yōu)榱藴p輕重量殼體重量而采用壓鑄的鋁鎂合 金鑄造而成。主動小齒輪選用斜齒圓柱齒輪。模數(shù)一般在2mm,2.5mm,3mr三個數(shù)值中選 擇，由于齒輪承受的扭矩偏大，我們選用 3mm齒數(shù)多數(shù)在57個齒范圍變化, 壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值20°,螺旋角取值范圍浮動在9°15°之間。齒條齒數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn) 向輪達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角時，對應(yīng)的齒條移動行程S應(yīng)達(dá)到的值來確定。齒條的齒行 應(yīng)設(shè)計成變速比式，壓力角在12°35°范

42、圍內(nèi)變化。（五）齒輪、齒條的設(shè)計計算 1.選擇齒輪材料、熱處理方式和計算齒輪齒條許用應(yīng)力值 （1）選擇材料及熱處理方式（HRC洛氏硬度）齒輪16MnCr5滲碳淬火,齒面硬度48-55HRC齒條輪45鋼表面淬火,齒面硬度48-55HRC（2）確定許用應(yīng)力H lim ZNh sFminfFlim YNTYNSFmina）確定齒形 H limFlim 值H lim1 1500MPaH lim21300M PaFlim1 425MPa F lim 2375MPab）設(shè)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為N,計算確定壽命系數(shù)Zn YnN160naLh 60118108 3002.59 107 N2(3-7)式中n 齒輪轉(zhuǎn)速（

43、r/mi n）；a 齒輪旋轉(zhuǎn)一種的嚙合次數(shù);Lh 齒輪的工作壽命（h）;Y NT 彎曲疲勞壽命系數(shù);Zn1 1.32Yn11 Yn2C）計算許用應(yīng)力取 SH min 1 , SF min1.4 （彎曲疲勞強度在1.251.5范圍內(nèi)選?。〩1H lim1Z N1SHmin1980M Pa1(3-8)H 2】H lim2ZN2SHmin空心 1716M Pa1(3-9)應(yīng)力修正系數(shù)YntF1F lim 1丫NT 丫 N1SFmin425 2 1607.14MPa1.4(3-10)F2Flim2YNTYN2 375 2 1535.7MPaSFmin1.4(3-11)2、確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸(

44、1)選擇齒輪類型為了增加齒輪傳動的承受載荷的極限數(shù)值， 所以齒輪設(shè)計成斜齒圓柱齒輪,齒條與齒輪配合使用，因此選用齒輪齒條的斜齒嚙合傳動方案。(2)選擇齒輪傳動精度等級在機械設(shè)計(濮良貴版)書籍中標(biāo)明了輕型汽車精度等級范圍為58 級,在此我們選用7級精度。(3)初選參數(shù)值初選 Kt 1.420 Z18 Z2 20 d 0.8 Y 0.7 Y 0.89按當(dāng)量齒數(shù)ZV Z/cos'6/cos3 207.23Yfs15.6(3)初步計算齒輪模數(shù)轉(zhuǎn)矩 T1Ras f 0.25mn20050N m 50000N mm(3-12)齒根按彎曲疲勞強度設(shè)計計算(齒輪齒條為閉式硬齒面?zhèn)鲃?mntl2KtT

45、1 cos2 YY YfsVVT(3-13)0.8 622 1.4 50000 cos2 140.7 0.895.6607.14=2.71 mm(5)確定載荷系數(shù)Kmnt Z1 口KA 1，由 Vt 60 10000.0116m/s,cosVZ1/1OO 0.000696, Kv1 ;對稱布置，取K 1.06 ；取 K 1.3貝U K KA KV K K1 1 1.06 1.31.378修正法向模數(shù)mtmn mnt2.71 嚴(yán)了弘厶 2.297(3-14)圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取mn 3mm3.齒輪傳動主要參數(shù)和幾何尺寸分度圓直徑d1皿cos旦旦26.3mmcos14(3-15)齒頂圓直徑d a1d

46、1d12ha25.2 2mn ( hanXn)=16+2X 3(1+0)=29.3 mm(3-16)齒根圓直徑dfdf1 ch 2hf162 mn (hanCnX n) =16-2 X 3X 1.25=21.5 mm(3-17)齒寬bb dd10.82620.8mm(3-18)計算兩者齒距，即Pb1Pb2o齒輪法面基圓齒距Pb1% cos齒條法面基圓齒距Pb2mn2 cos取齒條法向模數(shù)為mn2齒條齒頂高h(yuǎn)a2ha2mn hanXn3 (10) 3mm(3-19)齒條齒根高h(yuǎn)f2mn hanCn Xn3 (10.250)3.75mm(3-20)法面齒距Sn2Sn2/22Xn tan n mn

47、4.68mm(3-21)4.齒面接觸疲勞強度的校核查表,得Ze查圖,得Zh0.8,所以189.8MPaH22KT1 u 1HH189.8J MPa2.45ZJcos0.9692.45 0.8 0.969K 20 162因此齒面接觸疲勞強度滿足要求。3.3轉(zhuǎn)向橫拉桿的運動分析2.5=1677.6當(dāng)方向盤從正中位置向一個方向轉(zhuǎn)到行程末端時，前轉(zhuǎn)向輪向單方向轉(zhuǎn)向35°，所以轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向行程大約70度10。當(dāng)轉(zhuǎn)向輪向右轉(zhuǎn)動對應(yīng)角度時，即梯形臂或轉(zhuǎn)向節(jié)由OC繞圓心O轉(zhuǎn)至OA時，齒條左端點 E移至EA的距離。OD OAcos35° =160X cos35° =138.564 mm

48、DC OC OD =160-138.564=21.436 mmAD OAsin 35° =80mmDC AEA CE BEB 340mm A C ADAAA Ea JaeA AA'2 = J340221.4362 =339.3 mmCEA A EA A C =339.3-80=259.32 mml1 CE CEa=340-259.32=80.7 mm同理轉(zhuǎn)向輪向相等角度時，轉(zhuǎn)向節(jié)由 OC繞圓心O運動到至OB時，齒條左 端點E移至Eb的位移為12DB DA=80mm DC BBBEb JbeBI2 EEb cb齒輪齒條嚙合長度應(yīng)大于l1BB 2BEbl2L 1iJ340221.

49、4362 =339.3 mmCE =80+3393340=79.3 mm12=80.7+79.3=160 mm圓整取L=170mm3.4轉(zhuǎn)向器傳動受力分析齒輪齒條傳動，一是傳動扭矩，而是轉(zhuǎn)變運動方向，所以齒輪齒條的受力因 素對性能的影響很大。對于直齒圓柱齒輪的受力情況，因為他的齒行方向與齒輪 軸線平行，所有與軸線垂直的平面內(nèi)情形完全相同，所以緊緊要考慮其端面就可 以替代整個齒輪11。因為齒輪存在一定寬度，其端面的線和點就可以替代整個齒 輪的面和線。該直齒輪上的基圓可以當(dāng)成基圓圓柱，切于基圓的發(fā)生線可以當(dāng)成 切于基圓圓柱的發(fā)生面。發(fā)生線和發(fā)生面做單純的純滾動運動時， 齒輪齒條的嚙 合特點是同時進(jìn)

50、行嚙合傳動和同時卸掉載荷。 若采用的是斜齒輪斜齒條，載荷是 逐漸進(jìn)入嚙合和逐漸退出嚙合。所以采用斜齒輪的受力相對比較均勻，運動平穩(wěn), 傳動效率高。對于斜齒輪傳動的受力分析。若略去齒面間的摩擦因素，則節(jié)點P的法向力Fn可分解為徑向力Fr和分力F,分力F又可分解為圓周力Ft和軸向力Fa 。Ft2Ti/di=2X 50000/16=6250 N本章小結(jié)FrFaFt tan n / cos6250 tan20 /cos14 =2641.12 NFt tan2641 tan14 =1090.8 N本章是電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計，以下為主要內(nèi)容:介紹了電助力轉(zhuǎn)向器的一種設(shè)計思路，且這種設(shè)計方法具有可行性，能夠

51、設(shè) 計出符合助力要求的電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這種設(shè)計方法在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上是比較合適的；根據(jù)已知條件，對電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器做了齒輪軸和齒條的設(shè)計計算。4轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計轉(zhuǎn)向器機發(fā)生干涉, 對稱裝配。i4.1傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與裝配很多齒輪齒條轉(zhuǎn)向器都布置在半軸前后方，這種布局可以避免與機艙的布置發(fā)生沖突，又便于和下轉(zhuǎn)向軸連接。安裝時齒條軸中心線應(yīng)與汽車縱向?qū)ΨQ軸 垂直，而且當(dāng)轉(zhuǎn)向器在中立位置時，齒條兩端球鉸中心對稱地處于汽車縱向?qū)ΨQ 軸的兩端。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器機構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，具有良好的制造工藝，所以不僅僅適合 于整體懸架，也適用于獨立懸架，因此被廣泛應(yīng)用于輕型客貨車， 袖珍和緊湊型 轎車。其

52、中，使用的齒輪齒條轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)與整體轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)有很大的差異。在一般情況下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要用于如圖4-1所示。通過萬向接頭連接 到轉(zhuǎn)向齒輪軸的轉(zhuǎn)向軸的端部，轉(zhuǎn)向器殼被固定在底圍板上。齒條的兩端分別與 拉桿連接，并通過兩個車輪的梯形臂周圍連接到球頭銷。 因此，齒輪齒條轉(zhuǎn)向器 的傳動機構(gòu)代替了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)。般都是布置在如圖所示半軸的前后方平行的地方，及避免了與發(fā)動 有利于轉(zhuǎn)向齒輪和轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)連接。 齒條軸安裝時中心線應(yīng)縱向1-轉(zhuǎn)向軸2-齒輪3-齒條4-左橫拉桿5-左梯形臂6-右梯形臂7-右橫拉桿圖4-1轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)簡圖對于紳寶D50,其軸距、主銷后傾角以及左右主銷軸線與地面交角間的距離K 均已為定值。對于選用的轉(zhuǎn)向器，其齒條兩端中心也為定值。在設(shè)計轉(zhuǎn)向傳動系 統(tǒng)時，要確定梯形底角丫，梯形臂長11和齒條軸線至梯形的底