第七章 汽車轉(zhuǎn)向系

1、第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述第二節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析（重點(diǎn)）第三節(jié) 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)（重點(diǎn)）第四節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算（重點(diǎn)、難點(diǎn)）第五節(jié) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)（自學(xué)）第六節(jié) 轉(zhuǎn)向梯形 第七節(jié) 轉(zhuǎn)向減振器（自學(xué)）第八節(jié) 轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)元件（自學(xué)）第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)作用 汽車轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)。在汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)（上、下）、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸。 轉(zhuǎn)向器：內(nèi)設(shè)減速傳動(dòng)副，作用減速增扭。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向主拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、轉(zhuǎn)向梯形。組成第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第

2、七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向裝置第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì) 主要由轉(zhuǎn)向器殼體、轉(zhuǎn)向齒輪、轉(zhuǎn)向齒條等組成。轉(zhuǎn)向器通過轉(zhuǎn)向器殼體的兩端用螺栓固定在車身（車架）上。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)（或電動(dòng)機(jī)）的動(dòng)力作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。

3、 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)電動(dòng)式動(dòng)力轉(zhuǎn)向系由電控單元、電源、電機(jī)、轉(zhuǎn)向齒輪機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向傳感器組成。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、設(shè)計(jì)要求1汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車輪 不應(yīng)有側(cè)滑2轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向輪應(yīng)能自動(dòng)回正3轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動(dòng)4轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)共同工作時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使 車輪產(chǎn)生的擺動(dòng)應(yīng)最小5保證汽車有較高的機(jī)動(dòng)性，具有迅速和小轉(zhuǎn)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(diào)整機(jī)構(gòu)9有防傷裝置10保證轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)要求第七章第七章

4、 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)要求 轉(zhuǎn)向操縱的輕便性通常用轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)多少兩項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)。 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、分類1. 轉(zhuǎn)向器 轉(zhuǎn) 向 器機(jī)械轉(zhuǎn)向器動(dòng)力轉(zhuǎn)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(dòng)式滑閥式轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸助力齒 條 助 力主動(dòng)齒輪助力第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析蝸桿指銷式 形式 特點(diǎn) 齒 輪 齒條式 循環(huán)球式 蝸桿滾輪式 死銷 旋轉(zhuǎn)銷 正效率 + 高(90%) 高(75%85%) 低 低 較高 逆效

5、率 - 高(60%70%) 高 低 較高 較高 iw 可變 可變 不可變 可變 可變 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析 *殼體用鋁合金 蝸 桿 指 銷 式 形 式 特 點(diǎn) 齒 輪 齒 條式 循 環(huán) 球 式 蝸 桿 滾輪 式 死 銷 旋 轉(zhuǎn) 銷 磨 損 慢 慢 慢 快 慢 調(diào) 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(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 復(fù) 雜 簡(jiǎn) 單 簡(jiǎn) 單 較 復(fù) 雜 制 造 工 藝 容 易 困 難 容 易 容 易 容 易 制 造 精 度 不 高

6、高 不 高 雙 銷 變 速 比 時(shí) 要 求 高 用 做 整 體 式 動(dòng)力 轉(zhuǎn) 向 可 以 可 以 困 難 困 難 困 難 質(zhì) 量 輕 * 居 中 居 中 單 銷 輕 、 雙 銷 重 車 輪 轉(zhuǎn) 角 大 小 小 小 小 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析1. 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器1）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器輸入齒輪位置與輸出特點(diǎn)側(cè)面輸入、中間輸出: 由于拉桿長(zhǎng)度增加，車輪上、下跳動(dòng)時(shí)位桿擺角減小，有利于減少車輪上、下跳動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向系與懸架系的運(yùn)動(dòng)干涉。兩側(cè)輸出:容易與懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。 側(cè)面輸入、一端輸出: 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，常用在平頭微型貨車上。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向

7、系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析1. 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器1）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器輸入齒輪位置與輸出特點(diǎn)形式 特點(diǎn) 中間輸入 兩端輸出 側(cè)面輸入 兩端輸出 側(cè)面輸入 中間輸出 側(cè)面輸入 一端輸出 備 注 車輪上下跳動(dòng)時(shí) 拉桿擺角 大 大 小 拉桿短 擺角 轉(zhuǎn)向拉桿與懸架系的運(yùn)動(dòng)干涉 大 大 小 轉(zhuǎn)向器殼體強(qiáng)度 大 大 小 大 滿足總布置要求 不好 較好 較好 應(yīng)用 平頭車 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析1. 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器2） 齒條斷面形狀齒條斷面形狀 形狀 特點(diǎn) 圓形 V形 Y形 備注 制造工藝 簡(jiǎn)單 復(fù)

8、雜 復(fù)雜 材料消耗 多 少 少 約少20% 質(zhì)量 大 小 小 強(qiáng)度 小 小 大 Y形齒寬寬 齒條自轉(zhuǎn) 能 不能 不能 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)一、機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析1. 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器3） 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的布置形式 轉(zhuǎn)向器在前軸后方, 后置梯形轉(zhuǎn)向器在前軸后方, 前置梯形轉(zhuǎn)向器在前軸前方, 前置梯形轉(zhuǎn)向器在前軸前方, 后置梯形第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析二、防傷安全機(jī)構(gòu)方案分析防傷安全機(jī)構(gòu)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(cè)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

9、員可能與轉(zhuǎn)向盤、儀表板、轉(zhuǎn)向管柱、擋風(fēng)玻璃、室內(nèi)后視鏡、遮陽板等發(fā)生身體接觸，并遭受傷害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)傷及性命，因此采取有效措施保護(hù)駕駛員是十分重要的。當(dāng)前采取的有效措施主要有：安全帶、安全氣囊、轉(zhuǎn)向系中的防傷安全機(jī)構(gòu)。有的汽車上述三種措施同時(shí)并存（如檔次比較高的轎車），有些汽車只有其中的12項(xiàng)（如平頭客車只有安全帶，貨車中當(dāng)前也很少裝氣囊）。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析二、防傷安全機(jī)構(gòu)方案分析防傷安全機(jī)構(gòu)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(shí)驗(yàn)中， 轉(zhuǎn)向管柱和轉(zhuǎn)向軸在水平方向的后移量不得大于127mm；2

10、）在臺(tái)架試驗(yàn)中用人體模型的驅(qū)干以6.7m/s的速度碰撞轉(zhuǎn)向盤時(shí)，作用在轉(zhuǎn)向盤上的水平力不得超過11123N（GB115571998）2、防傷安全機(jī)構(gòu)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向盤發(fā)生身體接觸時(shí)，防傷安全機(jī)構(gòu)可以減輕駕駛員受到傷害的程度。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)二、防傷安全機(jī)構(gòu)方案分析防傷安全

11、機(jī)構(gòu)方案分析防 傷 轉(zhuǎn) 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(zhuǎn) 向管 柱 方 案 特 點(diǎn) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 簡(jiǎn) 單 簡(jiǎn) 單 簡(jiǎn) 單 復(fù) 雜 吸 能 不 能 不 能 能 能 能 零 件 受 載 大 小 大 大 大 制 造 工 藝 簡(jiǎn) 單 簡(jiǎn) 單 簡(jiǎn) 單 簡(jiǎn) 單 復(fù) 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(shí) 現(xiàn) 轉(zhuǎn) 向 能 不 能 能 不 能 能 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)P1 作用在轉(zhuǎn)向軸上的功率P2轉(zhuǎn)向器中的磨檫功率P3作用在

12、轉(zhuǎn)向搖臂軸上的功率為了保證轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤輕便 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)P1 作用在轉(zhuǎn)向軸上的功率P2轉(zhuǎn)向器中的磨檫功率P3作用在轉(zhuǎn)向搖臂軸上的功率為了保證回正性好第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)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)二、傳動(dòng)比的變化特性 轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系力傳動(dòng)比 轉(zhuǎn) 向 系 角 傳 動(dòng) 比 轉(zhuǎn) 向 器 角 傳 動(dòng) 比轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比hwpFFi2kkkw0dddtddtdipppwdddtddt

13、dikpkpkpdddtddtdi第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)如果忽略磨擦損失，根據(jù)能量地恒原理，2Mr/Mh可用下式表示 02iddMMkhr第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)a則 i p，轉(zhuǎn)向沉重，為此應(yīng)減少a第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)0iddiiKii0第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)措施：第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)二、傳動(dòng)比的變化特性4.轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比及其變化規(guī)律齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器變速比工作原理如下：當(dāng)齒條中部2的為最大向兩端逐漸減小時(shí)，則齒條中部的 m2也應(yīng)當(dāng)大

14、于兩端處齒的 m2 。2大時(shí)，齒槽上寬下窄，節(jié)圓半徑R1也大，反之亦反之。pb2=m2cosa22變化范圍 120350齒輪齒條第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì) 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器變速比工作原理齒輪齒條轉(zhuǎn)向器變速比工作原理 圖7-9是根據(jù)上述原理設(shè)計(jì)的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒條壓力角變化示例。從圖中可以看到，位于齒條中部位置處的齒有較大壓力角和齒輪有較大的節(jié)圓半徑，而齒條齒有寬的齒根和淺斜的齒側(cè)面；位于齒條兩端的齒，齒根減薄，齒有陡斜的齒側(cè)面。 齒條中部齒齒條兩端齒第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比的選擇 轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比

15、可以設(shè)計(jì)成減小、增大或保持不變的。影響選取角傳動(dòng)比變化規(guī)律的主要因素是轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大小和對(duì)汽車機(jī)動(dòng)能力的要求。 若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小或采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車，不存在轉(zhuǎn)向沉重問題，應(yīng)取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比，以提高汽車的機(jī)動(dòng)能力。 若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大，汽車低速急轉(zhuǎn)彎時(shí)的操縱輕便性問題突出，應(yīng)選用大些的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。 汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，要求轉(zhuǎn)向輪反應(yīng)靈敏，轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比應(yīng)當(dāng)小些。 汽車高速直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤在中間位置的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比不宜過小。否則轉(zhuǎn)向過分敏感，使駕駛員精確控制轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)有困難。 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)i w增大以后，轉(zhuǎn)向器輸出的力F，相對(duì)降低了轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置剛度，轉(zhuǎn)向器尺寸大、

16、質(zhì)量，在汽車上難于布置希望i w 取小些。當(dāng)iw過于小時(shí)，帶來如下問題：1）對(duì)的變化特敏感，駕駛員難于準(zhǔn)確控制汽車方向高速轉(zhuǎn)彎行駛?cè)菀装l(fā)生交通事故。2）壞路上行駛反沖效應(yīng)增大第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)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)三、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙t1轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙特性各式轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)副，如：齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪與齒條傳動(dòng)副；循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的齒扇與齒條傳動(dòng)副；曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器的指銷與蝸桿傳動(dòng)副等之間的間隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的變化而變化，并稱之為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性。當(dāng)各處t =0時(shí)，易卡住現(xiàn)象，壽命短。當(dāng)各處 t 0時(shí)，車輪會(huì)偏離行駛位置。理想的傳動(dòng)間隙應(yīng)當(dāng)

17、滿足下述條件：于直線行駛位置處t =0離開直線行駛位置處t 0，且逐漸增大第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì) 曲線1新的調(diào)整正常的間隙特性， 曲線2使用磨損后的間隙特性， 曲線3重新調(diào)整后的間隙特性第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)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)三、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙t2如何獲得傳動(dòng)間隙特性（1） 循環(huán)球齒條齒扇式 偏心法特點(diǎn)：齒條的齒槽等寬；齒扇的齒變厚，且中間齒厚為正常齒，兩側(cè)齒齒厚依次減薄。若O1與O重合加工后齒扇各齒齒厚相同若O1與O不重合存在偏心距n，則各齒齒厚不同。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)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

18、能參數(shù)三、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙t2如何獲得傳動(dòng)間隙特性（1） 循環(huán)球齒條齒扇式偏心法coscos222122nRnnRtgtppdd端面壓力角； R節(jié)圓半徑；p搖臂軸轉(zhuǎn)角； R1中心O1到b點(diǎn)的距離； n偏心距。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)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)三、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙t2如何獲得傳動(dòng)間隙特性（1） 循環(huán)球齒條齒扇式偏心法傳動(dòng)間隙特性與n有下述關(guān)系搖臂軸轉(zhuǎn)角第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)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)三、轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙t2如何獲得傳動(dòng)間隙特性（2） 循環(huán)球齒條齒扇式修正齒條法特點(diǎn)：齒扇齒各齒厚

19、度相同；齒條的兩側(cè)齒槽比中間齒槽稍寬，且使兩側(cè)齒槽的寬度相同，磨損后不至于卡死。小模數(shù)時(shí)取下限 。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)當(dāng)用上式計(jì)算的Fh700N時(shí)，已超出人體生理極限，此時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向器及動(dòng)力缸以前的零件的計(jì)算載荷，取Fh=700N第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算二、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)1主要參數(shù)的確定2. 強(qiáng)度驗(yàn)算：抗彎強(qiáng)度；接觸強(qiáng)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) 23 5

20、7 200 90150 由行程確定 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（1）鋼球中心距D、螺桿外徑D1 、螺母內(nèi)徑D2第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（1）鋼球中心距D、螺桿外徑D1 、螺母內(nèi)徑D2 D：是指螺桿兩側(cè)剛球中心間的距離，是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向器的尺寸及質(zhì)量均增加

21、，螺桿尺寸也隨之增大，表明剛度大，承載能力強(qiáng)。要求：在保證有足夠的強(qiáng)度、剛度條件下為減小尺寸、質(zhì)量應(yīng)盡可能選取小一些的D，D的變化范圍為2040。D應(yīng)隨m 的變化而變化，當(dāng)m時(shí)，D也應(yīng)。 D1、D2：（D2D1）=（510）%DD1=20、23、25、28、29、34、38第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（2）剛球直徑d及數(shù)量n 影響選取d的因素（常用的標(biāo)準(zhǔn)范圍： 79 ）：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(zhuǎn)向系

22、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)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(shí)， 尺寸誤差導(dǎo)致受力不均勻且易堵塞 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)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(yīng)取少些為宜。n的選取范圍： n 60粒/環(huán)路為保證每個(gè)剛球都承載，要求對(duì)剛球進(jìn)行分組（至少分四組）裝配。（同時(shí)螺桿、螺母也應(yīng)當(dāng)分組）。不包含環(huán)流導(dǎo)管中鋼球數(shù)時(shí)，每個(gè)環(huán)路中的鋼球數(shù)n用下式計(jì)算：dD

23、WdDWn0cosW一個(gè)環(huán)路中的鋼球工作圈數(shù)；0螺線導(dǎo)程角，0=58，cos01.0第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副(3)工作鋼球圈數(shù)W 環(huán)路數(shù)：1個(gè)或者2個(gè)，且多數(shù)轉(zhuǎn)向器為兩個(gè)獨(dú)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(dòng)效率 多 滾道的曲率半徑減小 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)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(qiáng)度條件下，將W取少些；m小時(shí)W取1.5，m大時(shí)，W取得多。W的

24、選取范圍： 1.5、2.5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(qiáng)度 多 W多，nj 傳動(dòng)效率高 少 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副(4)滾道截面：?jiǎn)螆A弧滾道截面/四段圓弧滾道截面/橢圓滾道截面形 式 特 點(diǎn) 單 圓 弧 四 段 圓 弧 橢 圓 滾 道 接 觸 點(diǎn) （ 理 論 ） 2 4 3 軸 向 間 隙 大 小 小 軸 向 定 位 不 穩(wěn) 定 穩(wěn) 定 穩(wěn) 定 工 藝 容 易 難 難 應(yīng) 用 不 用 多 少 55.052.0,222dRRd一般第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)

25、三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副(5)接觸角：鋼球與螺桿滾道接觸點(diǎn)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(qiáng)度。范圍：用450的多，少數(shù)用500或57.50(BenZ)，此時(shí)徑向力，軸向力。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇1螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副（6）螺距P（一般在8-11mm?。┤艮D(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)d，則同時(shí)螺母移動(dòng)ds距離，即與此同時(shí)齒扇轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)也為ds，相應(yīng)搖臂軸轉(zhuǎn)過則有：2Pdds rddspPriddP2 P 影 響 因

26、 素 要 求 P 取 備 注 iw iw 1/p 軸 向 尺 寸 小 iw取 大 ， P應(yīng) 取 小 ； iw取 小 ， P應(yīng) 取 大 。 若 iw一 定 ， P 取 小 ，可 通 過 r 保 證 iw值 ， 但 此 時(shí) 徑向 尺 寸 尺 寸 b(b=P-d) 大 b 2 5 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇2齒條、齒扇傳動(dòng)副設(shè)計(jì)變厚齒扇齒(為獲得傳動(dòng)間隙)的特點(diǎn) 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(gè)圓柱第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)三、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)（一）主要尺寸參數(shù)的選擇2齒條、齒扇傳

27、動(dòng)副設(shè)計(jì)齒形計(jì)算圖紙上僅標(biāo)注基準(zhǔn)剖面尺寸即（）剖面尺寸?；鶞?zhǔn)剖面可以選在齒寬內(nèi)或齒寬外任意剖面處，但一般多選在B/2 處；基準(zhǔn)剖面的=0，且向右為正 ，向左 為負(fù)距基準(zhǔn)剖面尺寸a0 處的OO剖面的移距系數(shù)為 1matan01切削角切削角第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算四、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算1. 鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力3)()(222223rRrREFkcoscos023nFF 1112rlFF 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)

28、與計(jì)算機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算四、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算2. 齒的彎曲應(yīng)力w材料：螺桿、螺母 20CrMnTi滲碳 0.81.45mm 5863HRC26BsFhw第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算四、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算3.轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑d材料：20CrMnTi滲碳 0.81.45mm 5863HRC32 . 00rKTd 第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)械式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算四、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算4.轉(zhuǎn)向軸)(2 . 044dDDRFSWh第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第六節(jié)第六節(jié) 轉(zhuǎn)向梯形轉(zhuǎn)向梯形3 3）在汽車上有足夠的高度，高于前部）在汽車上有足夠的高度，高于前部h minh min。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向器及轉(zhuǎn)向輪的懸掛器及轉(zhuǎn)向輪的懸掛 獨(dú)立懸架，因轉(zhuǎn)向輪的獨(dú)立性。其轉(zhuǎn)向拉桿需分段。才能正常傳遞轉(zhuǎn)向力。第七章第七章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)第六節(jié)第六節(jié) 轉(zhuǎn)向梯形轉(zhuǎn)向梯形二、轉(zhuǎn)向梯形結(jié)構(gòu)方案分析整體式 斷開式 備 注 方案 簡(jiǎn)圖 特點(diǎn) 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)