轉(zhuǎn)向器介紹資料

轉(zhuǎn)向器介紹資料第1頁/共45頁一、轉(zhuǎn)向器的發(fā)展歷程二、轉(zhuǎn)向器的作用三、轉(zhuǎn)向器的分類及其特點四、轉(zhuǎn)向梯形五、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器六、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的性能參數(shù)七、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)制造第2頁/共45頁一、轉(zhuǎn)向器發(fā)展歷程最初的汽車是沒有轉(zhuǎn)向器的，其轉(zhuǎn)向裝置可以類比船的船舵。第3頁/共45頁齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器很早便在奔馳汽車上得到應(yīng)用，在1920年以前，許多牌號汽車都用這種轉(zhuǎn)向器，因此這種轉(zhuǎn)向器是應(yīng)用最早的轉(zhuǎn)向器之一。（直齒圓柱齒輪）從1900年到1939年期間，汽車工業(yè)發(fā)達國家又開發(fā)了蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器和蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器，并在各型汽車上應(yīng)用。我國在60年代生產(chǎn)的汽車，以采用蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器為主,進入70年代，東風(fēng)汽車公司生產(chǎn)的汽車采用蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器。1939年以后又開發(fā)出效率更高的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。我國從60年代開始應(yīng)用于貨車，進入80年代又在轎車、客車和越野車上廣泛應(yīng)用，并開發(fā)了變速比循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器?，F(xiàn)今的前驅(qū)轎車及輕型貨車等均采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。（斜齒圓柱齒輪）第4頁/共45頁二、轉(zhuǎn)向器的作用轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)1、增大來自轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩，使之達到足以克服轉(zhuǎn)向輪與路面之間的轉(zhuǎn)向阻力矩；2、將與轉(zhuǎn)向傳動軸連接在一起的主動齒輪的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)換成齒條的直線運動而獲得所需要的位移；3、通過選取不同的螺（蝸）桿上的螺紋螺旋方向，達到使轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向方向與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動方向協(xié)調(diào)一致的目的。第5頁/共45頁三、轉(zhuǎn)向器的分類循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器第6頁/共45頁1、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器優(yōu)點：在螺桿和螺母之間因為有可以循環(huán)流動的鋼球，將滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，因而正效率能達到75%~85%；在結(jié)構(gòu)上和工藝上采取措施，其中包括提高制造精度，工作表面的粗糙度足夠的低，螺桿、螺母上的螺旋槽經(jīng)淬火和磨削加工，使之有足夠的硬度和耐磨性能，可保證有足夠的使用壽命；轉(zhuǎn)向器的角傳達比可以設(shè)計成可變的，以適應(yīng)不同車型的需要；工作平穩(wěn)可靠；消除齒扇與齒條齒之間間隙的調(diào)整工作容易進行；適合于做整體式動力轉(zhuǎn)向器等。缺點：逆效率高，因而汽車在壞路面上行駛?cè)菀住按蚴帧?；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；制造困難，制造精度要求高。第7頁/共45頁第8頁/共45頁2、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器優(yōu)點：正效率高達75%~90%；因齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器主要由小齒輪、齒條、轉(zhuǎn)向器殼體和消除間隙機構(gòu)組成，所以零件數(shù)量少；采用這種轉(zhuǎn)向器有時能省去轉(zhuǎn)向搖臂軸、轉(zhuǎn)向搖臂及縱拉桿等，同時齒條常與橫拉桿做成一體，使轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，并使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角能夠增大；轉(zhuǎn)向器殼體可以采用鋁合金或者鎂合金壓鑄而成，質(zhì)量較?。积X輪與齒條因磨損出現(xiàn)間隙后，能自動消除。除此之外齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器還有磨損較慢、工作可靠、轉(zhuǎn)向器占用空間小、可以設(shè)計成變速比轉(zhuǎn)向器和用來做整體式動力轉(zhuǎn)向器等優(yōu)點。缺點：逆效率高，大約比正效率低10%，因此在壞路面上行駛時，由于路面不平作用到轉(zhuǎn)向輪上的力會大部分傳給轉(zhuǎn)向盤而造成打手，不利于安全駕駛。為了克服這一缺點，有些汽車設(shè)置有轉(zhuǎn)向減振器。第9頁/共45頁第10頁/共45頁四、轉(zhuǎn)向梯形轉(zhuǎn)向梯形轉(zhuǎn)向梯形有整體式和斷開式兩種，選擇整體式或斷開式轉(zhuǎn)向梯形方案與懸架采用何種方案有聯(lián)系。無論采用哪一種方案，必須正確選擇轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)，做到汽車轉(zhuǎn)彎時，保證全部車輪繞一個瞬時轉(zhuǎn)向中心行駛，使在不同圓周上運動的車輪，作無滑動的純滾動運動。同時，為達到總體布置要求的最小轉(zhuǎn)彎直徑值，轉(zhuǎn)向輪應(yīng)有足夠大的轉(zhuǎn)角。整體式梯形斷開式梯形前置梯形后置梯形第11頁/共45頁1．整體式轉(zhuǎn)向梯形整體式轉(zhuǎn)向梯形是由轉(zhuǎn)向橫拉桿1，轉(zhuǎn)向梯形臂2和汽車前軸3組成，如圖所示。其中梯形臂呈收縮狀向后延伸。這種方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整前束容易，制造成本低；主要缺點是一側(cè)轉(zhuǎn)向輪上、下跳動時，會影響另一側(cè)轉(zhuǎn)向輪。第12頁/共45頁2．?dāng)嚅_式轉(zhuǎn)向梯形

轉(zhuǎn)向梯形的橫拉桿做成斷開的，稱之為斷開式轉(zhuǎn)向梯形。如圖所示。斷開式轉(zhuǎn)向梯形的主要優(yōu)點是它與前輪采用獨立懸架相配合，能夠保證一側(cè)車輪上、下跳動時，不會影響另一側(cè)車輪；與整體式轉(zhuǎn)向梯形比較，由于桿系、球頭增多，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，并且調(diào)整前束比較困難。第13頁/共45頁3、梯形機構(gòu)斷開點的確定斷開點的位置對于轉(zhuǎn)向梯形至關(guān)重要，影響轉(zhuǎn)向梯形的傳動效率以及內(nèi)外輪的轉(zhuǎn)角。橫拉桿上斷開點的位置與獨立懸架形式有關(guān)。采用雙橫臂獨立懸架，常用圖解法(基于三心定理)確定斷開點的位置。詳細(xì)見《汽車設(shè)計》第14頁/共45頁五、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器1、根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四種形式，即中間輸入、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。a)中間輸入、兩端輸入；b)側(cè)面輸入、兩端輸出；c)側(cè)面輸入、中間輸出；d)側(cè)面輸入、一端輸出第15頁/共45頁2、轉(zhuǎn)向器的總成結(jié)構(gòu)及安裝結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1：

閥殼體+貫通式齒輪殼體+液壓缸結(jié)構(gòu)2：

閥殼體+不貫通式齒輪殼體+液壓缸結(jié)構(gòu)3:

整體殼體+液壓缸第16頁/共45頁安裝結(jié)構(gòu)第17頁/共45頁3、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器類型及結(jié)構(gòu)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式動力轉(zhuǎn)向器齒輪齒條式機械轉(zhuǎn)向器第18頁/共45頁（1）液壓動力轉(zhuǎn)向器第19頁/共45頁（2）、齒輪齒條機械式轉(zhuǎn)向器第20頁/共45頁4、液壓動力轉(zhuǎn)向器的工作原理第21頁/共45頁小齒輪軸第22頁/共45頁車輛直線行駛

第23頁/共45頁車輛向右行駛第24頁/共45頁車輛向左行駛第25頁/共45頁五、轉(zhuǎn)向器的參數(shù)第26頁/共45頁性能要求：（1）傳動效率特性（2）間隙特性（3）總?cè)?shù)及齒條行程（4）力特性曲線（液壓動力轉(zhuǎn)向器）（5）全行程空載轉(zhuǎn)動力矩（6）軸向力（7）轉(zhuǎn)向拉桿性能要求第27頁/共45頁1、傳動效率（1）正效率功率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正效率，用符號η+表示，η+=(P1—P2)／Pl；（2）逆效率功率P3從轉(zhuǎn)向搖臂輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向軸輸出所求得的效率稱為逆效率，用符號η-表示，η-=(P3—P2)／P3。式中，P2為轉(zhuǎn)向器中的摩擦功率；P3為作用在轉(zhuǎn)向搖臂軸上的功率。為了保證轉(zhuǎn)向時駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤輕便，要求正效率高。為了保證汽車轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤能自動返回到直線行駛位置，又需要有一定的逆效率。第28頁/共45頁2．轉(zhuǎn)向器傳動間隙特性傳動間隙是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動副之間的間隙。該間隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角φ的大小不同而改變，并把這種變化關(guān)系稱為轉(zhuǎn)向器傳動副傳動間隙特性。研究該特性的意義在于它與直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器的使用壽命有關(guān)。第29頁/共45頁3、總?cè)?shù)及行程轉(zhuǎn)向系的傳動比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動比和轉(zhuǎn)向系的力傳動比。增大角傳動比可以增加力傳動比，使操縱輕便。但對于一定的轉(zhuǎn)向盤角速度，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)向器角傳動比成反比。角傳動比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對轉(zhuǎn)向盤角速度的響應(yīng)變得遲鈍，使轉(zhuǎn)向操縱時間增長，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低。

轉(zhuǎn)向輕便性與靈敏性是一矛盾體第30頁/共45頁4、力特性曲線油壓與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)矩關(guān)系第31頁/共45頁常將靜特性曲線劃分為四個區(qū)段。在輸入轉(zhuǎn)矩不大的時候，相當(dāng)于圖中A段，是直線行駛位置附近小角度轉(zhuǎn)向區(qū)，曲線呈低平形狀，油壓變化不大；汽車原地轉(zhuǎn)向或調(diào)頭時，輸入轉(zhuǎn)矩進入最大區(qū)段(圖中C段)，要求助力轉(zhuǎn)向效果應(yīng)當(dāng)最大，故油壓曲線呈陡而直狀上升；B區(qū)段屬常用快速轉(zhuǎn)向行駛區(qū)段，要求助力作用要明顯，油壓曲線的斜率變化應(yīng)較大，曲線由較為平緩變陡。除此之外，上述三個區(qū)段之間的油壓曲線過渡要求平滑，D區(qū)段曲線就表明是一個較寬的平滑過渡區(qū)間。要求動力轉(zhuǎn)向器向右轉(zhuǎn)和向左轉(zhuǎn)的靜特性曲線應(yīng)對稱。對稱性可以評價分配閥的加工和裝配質(zhì)量。要求對稱性大于0.85。第32頁/共45頁六、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)制造1、齒輪的加工

轉(zhuǎn)向齒輪的齒采用滾齒法加工。通常用兩臺滾齒機分兩道工序進行：先滾齒成形，經(jīng)滲碳處理后再精滾以達到齒的最終精度要求，避免了由于熱處理引起的齒變形而導(dǎo)致齒輪精度下降。轉(zhuǎn)向齒輪與扭桿的連接，通過配鉆，壓入銷釘。第33頁/共45頁第34頁/共45頁2、齒條的加工轉(zhuǎn)向齒條的加工采用磨削或拉刀成形。由于齒條兼作油缸活塞桿，因此在熱處理后必須增加較直工序以保證零件的直線度。齒條齒面采用電阻法淬火，硬度為52~58HRC。同時為提高軸部油封的密封性，減少密封件磨損，延長使用壽命，進行超精磨拋光，改善了齒條軸部的圓度及表面粗糙度。第35頁/共45頁第36頁/共45頁3、殼體加工轉(zhuǎn)向器殼體一般采用鋁合金壓力鑄造，再由加工中心加工而成。第37頁/共45頁第38頁/共45頁第39頁/共45頁4、閥芯、閥套的加工1）、閥套為轉(zhuǎn)閥的主要零件，為保證精度，通常采用數(shù)控設(shè)備進行加工。閥套制造過程主要工序為：鉆孔、銑內(nèi)槽及磨內(nèi)圓。閥套上的進油孔及出油孔的位置度直接影響到轉(zhuǎn)閥總成的液壓特性六（八）條內(nèi)槽位置度將影響液壓對稱性2）、閥芯是影響液壓特性的關(guān)鍵零件，其主要工序為：鉆孔、銑凸耳、熱爆炸去毛刺、插花鍵、淬火回火、磨外圓槽控制邊、探傷。月牙槽及控制邊的尺寸、形狀精度要求非常高。閥芯的關(guān)鍵