汽車設計第七章轉向系設計

1、汽車工程系第七章 轉向系設計第一節(jié) 概述第二節(jié) 機械式轉向器方案分析第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算第五節(jié) 動力轉向機構第六節(jié) 轉向梯形第七節(jié) 轉向減振器第八節(jié) 轉向系結構元件第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、設計要求1汽車轉彎行駛時，全部車輪應繞瞬時轉向中心旋轉，任何車輪不應有側滑2轉向后，轉向輪應能自動回正3轉向輪不得產(chǎn)生自振，轉向盤沒有擺動4轉向傳動機構和懸架導向機構共同工作時，由于運動不協(xié)調使車輪產(chǎn)生的擺動應最小5保證汽車有較高的機動性，具有迅速和小轉彎行駛能力6操縱輕便7逆效率低，反沖小8有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調整機構9有

2、防傷裝置10保證轉向盤與轉向輪轉動方向一致第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、設計要求操縱輕便性評價指標 指標 車型 切向力 N 轉 向 盤 半 程轉動圈數(shù) 沒有動力轉向時 50100 行 駛 中 的 轎車 有動力轉向時 2050 20 沒有動力轉向時 250 貨車以va=10km/h 進入 R=12m 圓周行駛 有動力轉向時 120 30 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第一節(jié)第一節(jié) 概述概述二、組成 轉向系轉向器轉向傳動機構轉向盤轉向傳動軸轉向器直拉桿 轉向梯形第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、分類1. 轉向

3、器 轉 向 器機械轉向器動力轉向齒輪齒條式循環(huán)球式蝸桿滾輪式蝸桿指銷式液壓式氣壓式電動式滑閥式轉閥式轉向傳動軸助力齒 條 助 力主動齒輪助力第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、分類2. 轉向梯形斷開式非斷開式第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分析機械式轉向器方案分析一、機械式轉向器方案分析蝸桿指銷式 形式 特點 齒 輪 齒條式 循環(huán)球式 蝸桿滾輪式 死銷 旋轉銷 正效率 + 高(90%) 高(75%85%) 低 低 較高 逆效率 - 高(60%70%) 高 低 較高 較高 iw 可變 可變 不可變 可變 可變 第七章第七

4、章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分析機械式轉向器方案分析一、機械式轉向器方案分析 *殼體用鋁合金 蝸 桿 指 銷 式 形 式 特 點 齒 輪 齒 條式 循 環(huán) 球 式 蝸 桿 滾輪 式 死 銷 旋 轉 銷 磨 損 慢 慢 慢 快 慢 調 整 間 隙 容 易 容 易 困 難 容 易 容 易 工 作 可 靠 性 可 靠 可 靠 可 靠 較 差 較 差 結 構 簡 單 復 雜 簡 單 簡 單 較 復 雜 制 造 工 藝 容 易 困 難 容 易 容 易 容 易 制 造 精 度 不 高 高 不 高 雙 銷 變 速 比 時 要 求 高 用 做 整 體 式 動力 轉 向 可

5、以 可 以 困 難 困 難 困 難 質 量 輕 * 居 中 居 中 單 銷 輕 、 雙 銷 重 車 輪 轉 角 大 小 小 小 小 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分析機械式轉向器方案分析一、機械式轉向器方案分析1. 齒輪齒條式轉向器1）齒輪齒條式轉向器輸入齒輪位置與輸出特點第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分析機械式轉向器方案分析一、機械式轉向器方案分析1. 齒輪齒條式轉向器1）齒輪齒條式轉向器輸入齒輪位置與輸出特點形式 特點 中間輸入 兩端輸出 側面輸入 兩端輸出 側面輸入 中間輸出 側面輸入 一端輸出 備

6、注 車輪上下跳動時 拉桿擺角 大 大 小 拉桿短 擺角 轉向拉桿與懸架系的運動干涉 大 大 小 轉向器殼體強度 大 大 小 大 滿足總布置要求 不好 較好 較好 應用 平頭車 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分析機械式轉向器方案分析一、機械式轉向器方案分析1. 齒輪齒條式轉向器2） 齒條斷面形狀齒條斷面形狀 形狀 特點 圓形 V形 Y形 備注 制造工藝 簡單 復雜 復雜 材料消耗 多 少 少 約少20% 質量 大 小 小 強度 小 小 大 Y形齒寬寬 齒條自轉 能 不能 不能 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分

7、析機械式轉向器方案分析一、機械式轉向器方案分析1. 齒輪齒條式轉向器3） 齒輪齒條式轉向器的布置形式(1) 轉向器在前軸后方, 后置梯形(2) 轉向器在前軸后方, 前置梯形(3) 轉向器在前軸前方, 前置梯形(4) 轉向器在前軸前方, 后置梯形第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分析機械式轉向器方案分析二、防傷安全機構方案分析防傷安全機構方案分析交通事故表明:汽車發(fā)生碰撞事故,可以是正面、側面、追尾等碰撞事故,其中正面碰撞事故 約占40% 50%。正面碰撞事故中，駕駛員可能與轉向盤、儀表板、轉向管柱、擋風玻璃、室內后視鏡、遮陽板等發(fā)生身體接觸，并遭受傷害，

8、嚴重時會傷及性命，因此采取有效措施保護駕駛員是十分重要的。當前采取的有效措施主要有：安全帶、安全氣囊、轉向系中的防傷安全機構。有的汽車上述三種措施同時并存（如檔次比較高的轎車），有些汽車只有其中的12項（如平頭客車只有安全帶，貨車中當前也很少裝氣囊）。第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分析機械式轉向器方案分析二、防傷安全機構方案分析防傷安全機構方案分析1、法規(guī)要求1）汽車以48km/h的速度正面同其它物體碰撞的實驗中， 轉向管柱和轉向軸在水平方向的后移量不得大于127mm；2）在臺架試驗中用人體模型的驅干以6.7m/s的速度碰撞轉向盤時，作用在轉向盤上的

9、水平力不得超過11123N（GB115571998）2、防傷安全機構安全帶可以有效地限制乘員前移量。安全氣囊可以在乘員頭、胸前部與轉向盤（儀表板）之間形成隔離帶，緩和沖擊，減緩乘員前移量和前移速度。而在駕駛員不可避免的與轉向盤發(fā)生身體接觸時，防傷安全機構可以減輕駕駛員受到傷害的程度。第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第二節(jié)第二節(jié) 機械式轉向器方案分析機械式轉向器方案分析二、防傷安全機構方案分析防傷安全機構方案分析防 傷 轉 向 軸 萬 向 節(jié) 聯(lián) 接 叉 安 全 聯(lián) 軸套 管 彈 性 聯(lián) 軸器 吸 能 轉 向管 柱 方 案 特 點 結 構 簡 單 簡 單 簡 單 簡 單 復 雜 吸

10、能 不 能 不 能 能 能 能 零 件 受 載 大 小 大 大 大 制 造 工 藝 簡 單 簡 單 簡 單 簡 單 復 雜 制 造 精 度 不 高 不 高 不 高 不 高 高 工 作 可 靠 性 可 靠 可 靠 可 靠 可 靠 可 靠 撞 后 實 現(xiàn) 轉 向 能 不 能 能 不 能 能 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)一、轉向器的效率1.定義+=（P1-P2）/P1-=（P3-P2）/P3P1 作用在轉向軸上的功率P2轉向器中的磨檫功率P3作用在轉向搖臂軸上的功率第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性

11、能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)一、轉向器的效率2.正效率+影響+ 的主要因素：轉向器類型；轉向器的結構特點；螺線導程角、磨擦角等；制造與裝配質量。+齒輪齒條式 斜齒齒條 90% 循環(huán)球式 螺桿螺母 指銷式 齒條齒扇式 7585% 蝸桿指銷式 固定銷 55% 旋轉銷 75% 蝸桿滾輪式 針 55% 錐 70% 珠 75% +第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)一、轉向器的效率2.正效率+轉向器結構參數(shù)與+0為蝸桿（或螺桿）的螺線導程角；為摩擦角，=t g-1f； f為摩擦因數(shù)。當滾道表面良好，表面硬度為58HRC以上時，=19分析上式可知： +

12、 與0、有關0，則 + 070以后， + 緩慢)(00tgtg第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)一、轉向器的效率3.逆效率- 的種類可逆式：易打手，回正性能好不可逆式：轉向零件受載大，無路感，不能回正極限可逆式：回正性能、路感、轉向系零件受載等均居中轉向器結構參數(shù)與-分析上式可知： - 與0、有關0，則 - ，且在0=80100以后增加速度大于+增加速度。 0不宜大于801000時，則得- - 說明不可逆00)(tgtg第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性1

13、.轉向系傳動比轉向系傳動比轉向系力傳動比 轉 向 系 角 傳 動 比 轉 向 器 角 傳 動 比轉向傳動機構角傳動比hwpFFi2kkkw0dddtddtdipppwdddtddtdikpkpkpdddtddtdi第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性2.力傳動比與轉向系角傳動比的關系aTFrwswnhDTF2aTDTihswrp02iddTTkhr又aDiiswp20第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性2.力傳動比與轉向系角傳動比的關系a則

14、 i p，轉向沉重，為此應減少a 轎車 （0.40.6）B B輪胎胎面寬度貨車 4060 D sw與a均為定值, i p僅與 iw0 呈正比變化第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性3.轉向系角傳動比a則 i p，轉向沉重，為此應減少a 轎車 （0.40.6）B B輪胎胎面寬度貨車 4060 D sw與a均為定值, i p僅與 iw0 呈正比變化0iddiiK112llddiKP又ii0第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性4.轉向器角傳動比及

15、其變化規(guī)律（1）分析 式可知：iw0 （ i w ）即 由 可知 F h , 轉向“輕便”。（2） ，dk與 iw0（ i w）成反比，轉向“不靈” 解決“輕”與“靈”的矛盾，可以采用變速比轉向器。aDiiswp20hWpFFi2Kddi0第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性4.轉向器角傳動比及其變化規(guī)律齒輪齒條式轉向器變速比工作原理如下：一對相互嚙合齒輪的基本條件是基圓齒距相等，即：其中齒輪基圓齒距 齒條基圓齒距當齒輪用標準模數(shù)m1 和壓力角1 ，而齒條用非標準的模數(shù)和壓力角m2 和 2，并始終保持兩者便可以嚙合運

16、轉21bbPP 111cosmPb222cosmPb2211coscosmm第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性4.轉向器角傳動比及其變化規(guī)律齒輪齒條式轉向器變速比工作原理如下：當齒條中部2的為最大向兩端逐漸減小時，則齒條中部的 m2也應當大于兩端處齒的 m2 。2大時，齒槽上寬下窄，節(jié)圓半徑R1也大，反之亦反之。第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性4.轉向器角傳動比及其變化規(guī)律齒輪齒條式轉向器變速比工作原理如下：轉向盤轉d角，則齒條移動距

17、離分別為：速比變化特性：2變化范圍 120350dRdSdRdS221121dSdS 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性5.轉向器角傳動比變化規(guī)律的選擇 1）前軸負荷小或裝有動力轉向的汽車轉向輕便性好，上述兩種汽車應以解決汽車有良好的機動性為主，即應取用較小的i w 以減少轉向盤總轉動圈數(shù)。2）轉向軸負荷大（2040KN）、未裝動力轉向的汽車，應以解決輕便性為主要矛盾。 Tr與k 成正比變化，急轉彎時的輕便性問題更突出，應選中間位置處 i w小，兩端位置處選用 i w 應大些的變化特性。第七章第七章 轉向系設計轉向

18、系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性6. i wmin 的確定 i w增大以后，轉向器輸出的力F，相對降低了轉向傳動裝置剛度，希望i w 取小些。當i wmin 過于小時，帶來如下問題：1）對的變化特敏感，駕駛員難于準確控制汽車方向高速轉彎行駛容易發(fā)生交通事故。2）壞路上行駛反沖效應增大經(jīng)驗與建議：i wmin不低于1516第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第三節(jié)第三節(jié) 轉向系主要性能參數(shù)轉向系主要性能參數(shù)二、傳動比的變化特性7. i wmax 的確定i wmax 過大帶來下述問題：1）轉向傳動裝置剛度、強度不足；2）轉向器尺寸大、質

19、量，在汽車上難于布置；3）轉向盤轉動圈數(shù)n。建議 i wmax 700N時，已超出人體生理極限，此時對轉向器及動力缸以前的零件的計算載荷，取Fh=700NiDLTLFswRh212第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算二、齒輪齒條式轉向器設計1主要參數(shù)的確定2. 強度驗算：抗彎強度；接觸強度3. 材料：齒輪 16MnCr5 、15CrNi6齒條 45鋼殼體 鋁合金模 數(shù) 小 齒 輪 齒 數(shù) 壓 力 角 螺 旋 角 齒 條 齒 數(shù) 2 3 5 7 2 00 90 1 50 由 行 程 確 定 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工

20、程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副（1）鋼球中心距D、螺桿外、內徑D1、D2第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副（1）鋼球中心距D、螺桿外、內徑D1、D2 D：是指螺桿兩側剛球中心間的距離，是轉向器的基本尺寸。影響選取D的因素有：D1、D2和剛球直徑d。如果D選取的比較大，轉向器的尺寸及質量均增加，螺桿尺寸也隨之增大，表明剛度大，承載能力強。要求：在保證有足夠的強

21、度、剛度條件下為減小尺寸、質量應盡可能選取小一些的D，D的變化范圍為2040。D應隨m 的變化而變化，當m時，D也應。 D1、D2：（D2D1）=（510）%DD1=20、23、25、28、29、34、38第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副（2）剛球直徑d及數(shù)量n 影響選取d的因素（常用的標準范圍： 79 ）：第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1

22、螺桿、鋼球、螺母傳動副（2）剛球直徑d及數(shù)量n選取d的原則：在保證有足夠的承載能力條件下，盡可能取尺寸小些的d。如果是系列產(chǎn)品，要求d的選取規(guī)格盡可能少，常用有三種規(guī)格已足夠。第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副（2）剛球直徑d及數(shù)量n影響選取n的因素 n 影 響 因 素 要 求 n 取 備 注 承 載 能 力 多 工 作 可 靠 性 少 n 多 時 ， 尺 寸 誤 差 導 致 受 力 不 均勻 且 易 堵 塞 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四

23、節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副（2）剛球直徑d及數(shù)量nn選擇：原則在保證有足夠的承載能力的條件下，n應取少些為宜。n的選取范圍： n 60粒/環(huán)路為保證每個剛球都承載，要求對剛球進行分組（至少 分四組）裝配。（同時螺桿、螺母也應當分組）。不包含環(huán)流導管中鋼球數(shù)時，每個環(huán)路中的鋼球數(shù)n用下式計算：dDWdDWn0cos第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副(3)工作鋼球圈

24、數(shù)W 環(huán)路數(shù)：1個或者2個，且多數(shù)轉向器為兩個獨立環(huán)路。 環(huán)路數(shù) 影響因素 環(huán)路數(shù) 備注 承載能力 多 減少軸向尺寸 少 提高傳動效率 多 滾道的曲率半徑減小 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副(3)工作鋼球圈數(shù)W影響工作鋼球圈數(shù)W的因素 W 影響因素 要求 W 取 備注 螺桿、螺母、鋼球接觸強度 多 W 多，nj 傳動效率高 少 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一

25、）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副(3)工作鋼球圈數(shù)W選取W的原則：在保證螺桿、螺母、鋼球有足夠的j 強度條件下，將W取少些；m小時W取1.5，m大時，W取得多。W的選取范圍： 1.5、2.5第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副(4)滾道截面：單圓弧滾道截面/四段圓弧滾道截面/橢圓滾道截面形 式 特 點 單 圓 弧 四 段 圓 弧 橢 圓 滾 道 接 觸 點 （ 理 論 ） 2 4 3 軸 向 間 隙 大 小 小 軸 向 定 位 不 穩(wěn) 定 穩(wěn) 定

26、穩(wěn) 定 工 藝 容 易 難 難 應 用 不 用 多 少 55.052.0,222dRRd一般第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副(5)接觸角：鋼球與螺桿滾道接觸點的正壓力方向與螺桿滾道法面軸線間的夾角稱為接觸角。接觸角影響：軸向力和徑向力的分配要求：軸向力和徑向力接近，以免影響扇齒齒根處強度。范圍：用450的多，少數(shù)用500或57.50(BenZ)，此時徑向力，軸向力。第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器

27、設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副（6）螺距P若轉向盤轉動d，則同時螺母移動ds距離，即 與此同時齒扇轉過的弧長也為ds，相應搖臂軸轉過則有： 與聯(lián)立，得：2Pdds rddspPriddP2第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母傳動副（6）螺距P P 影響因素 要求 P 取 備注 iw iw1/p 軸向尺寸 小 iw取大，P 應取?。籭w取小，P應取大。若 iw一定，P 取小，可通過r 保證 iw值，但此時徑向尺寸 尺寸

28、 b(b=P-d) 大 b25 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇2齒條、齒扇傳動副設計齒扇齒的特點 齒頂圓與齒根圓均有錐度 分度圓d=mz，不變是圓柱 分度圓上的齒厚是變化的 基圓也是一個圓柱第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇2齒條、齒扇傳動副設計齒形計算圖紙上僅標注基準剖面尺寸即（）剖面尺寸?；鶞势拭婵梢赃x在齒寬內或齒寬外任意剖面處，但一般多選在B/2 處；基準剖面

29、的=0，且向右為正 ，向左 為負距基準剖面尺寸a0 處的OO剖面的移距系數(shù)為 1matan01第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算三、循環(huán)球式轉向器設計（一）主要尺寸參數(shù)的選擇2齒條、齒扇傳動副設計齒形計算第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算四、循環(huán)球式轉向器零件強度計算1. 鋼球與滾道之間的接觸應力3)()(222223rRrREFkcoscos023nFF 1112rlFF 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式

30、轉向器設計與計算四、循環(huán)球式轉向器零件強度計算2. 齒的彎曲應力w材料：螺桿、螺母 20CrMnTi滲碳 0.81.45mm 5863HRC26BsFhw第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算四、循環(huán)球式轉向器零件強度計算3.轉向搖臂軸直徑d材料：20CrMnTi滲碳 0.81.45mm 5863HRC32 . 00rKTd 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第四節(jié)第四節(jié) 機械式轉向器設計與計算機械式轉向器設計與計算四、循環(huán)球式轉向器零件強度計算4.轉向軸)(2 . 044dDDRFSWh第七章第七章 轉向系設計轉向系設

31、計汽車工程系第五節(jié)第五節(jié) 動力轉向機構動力轉向機構一、對動力轉向機構的要求對動力轉向機構的要求1) 運動學上隨動作用;2) 有“路感”；3) F h0.0250.190KN時，動力轉向器應開始工作；4) 轉向盤應能自動回正，并保持汽車在穩(wěn)定的直線行駛狀態(tài)；5) 工作靈敏，轉向盤轉動后，系統(tǒng)內壓力能很快增長到最大值；6) 動力轉向失靈時仍能用機械系統(tǒng)操縱轉向輪轉動；7) 密封性能好，內外泄漏少。第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第五節(jié)第五節(jié) 動力轉向機構動力轉向機構二、動力轉向機構布置方案動力轉向機構布置方案1.分類 形式 特點 液壓式 氣壓式 備注 介質工作壓力 高（618N/2）

32、低（1N/2） 動力缸尺寸 小 大 動力缸質量 小 大 結 構 緊湊 大 工作介質 不可壓縮 可以壓縮 靈敏度 高 低 吸收沖擊能力 強 差 潤 滑 不要 需另行安排 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第五節(jié)第五節(jié) 動力轉向機構動力轉向機構二、動力轉向機構布置方案動力轉向機構布置方案2.布置方案 分類 整體式 聯(lián)閥式 連桿式 半分置式 簡圖 特點 結 構 緊 湊 不緊湊 不緊湊 不緊湊 轉向器主要零件承受動力缸載荷 受 不 受 不 受 不 受 拆 裝 困難 容易 容易 較容易 管 路 短 短 長 長 轉向輪擺振 不容易 容易 容易 不容易 典型轉向器 不能用 可以用 可以用 可以用

33、布 置 容 易 困 難* 困 難 容 易 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第五節(jié)第五節(jié) 動力轉向機構動力轉向機構二、動力轉向機構布置方案動力轉向機構布置方案3.分配閥的結構方案 方案 滑 閥 轉 閥 簡圖 特點 結 構 簡 單 復 雜 制 造 容 易 難 靈敏度 低 高 材 質 普 通 扭桿要求高 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第五節(jié)第五節(jié) 動力轉向機構動力轉向機構三、動力轉向機構的計算動力轉向機構的計算1.動力缸的計算第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第五節(jié)第五節(jié) 動力轉向機構動力轉向機構三、動力轉向機構的計算動力轉向機構的計算2.分配滑閥參數(shù)的選擇第七章

34、第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第五節(jié)第五節(jié) 動力轉向機構動力轉向機構三、動力轉向機構的計算動力轉向機構的計算3.分配閥回位彈簧第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第五節(jié)第五節(jié) 動力轉向機構動力轉向機構三、動力轉向機構的計算動力轉向機構的計算4.評價指標（1）動力轉向器作用效能（2）路感（3）轉向靈敏度（4）動力轉向器靜特性第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第六節(jié)第六節(jié) 轉向梯形轉向梯形一、設計轉向梯形應滿足要求1、內、外輪轉角i、o關系正確，保證全部車輪繞一個瞬時轉向中心行駛，各車輪作無滑動的純滾動運動。2、轉向輪有足夠大的轉角，保證給定的D min。3、在汽車上有足夠的高度，高于前部h min。第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第六節(jié)第六節(jié) 轉向梯形轉向梯形二、轉向梯形結構方案分析整體式 斷開式 備 注 方案 簡圖 特點 結 構 簡 單 復 雜 桿系、球頭多 成 本 低 高 調整前束 容 易 困 難 左 （右） 輪上 （下）跳對右（左）輪 有影響 無影響 應 用 非獨立懸架 獨立懸架 第七章第七章 轉向系設計轉向系設計汽車工程系第六節(jié)第六節(jié) 轉向梯形轉向梯形三、整體式轉向梯形結構設計LKctgctgio第七章第七章 轉向系設計轉向系