【正文】 2]張志強(qiáng),梁哲．汽車轉(zhuǎn)向連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[J]．北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2000,15(3)：44.[23]卞學(xué)良,白楊．輪式車輛雙橫臂懸架轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].兵工學(xué)報,2000，21(1):3.[24]耿國慶,苗立東,李強(qiáng). 電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計方法[J],農(nóng) 機(jī) 化 研 (6).[25][M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2005.[26]黃安華,[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2010(1).[27] Control of Steering and AntiRoll Bars to Alter Vehicle Rollover Tendencies[J]. Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control這除了自身努力外，與各位老?；厥准韧?自己一生最寶貴的時光能于這樣的校園之中,能在眾多學(xué)富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。由于此次設(shè)計水平有限，在設(shè)計中必會出現(xiàn)許多不完善的地方。第五章對轉(zhuǎn)向傳動系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計校核。 轉(zhuǎn)向梯形臂/mm170轉(zhuǎn)向橫拉桿/mm280 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 轉(zhuǎn)向橫拉桿及接頭的尺寸設(shè)計參數(shù)序號項目符號尺寸參數(shù)()1橫拉桿總長2802橫拉桿直徑153螺紋長度604外接頭總長1205球頭銷總長626球頭銷螺紋公稱直徑M1017外接頭螺紋公稱直徑M128內(nèi)接頭總長9內(nèi)接頭螺紋公稱直徑M16結(jié)論轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車的一個重要組成部分，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的好壞直接影響到汽車行駛的安全性、操縱穩(wěn)定性和駕駛舒適性。防塵套夾在轉(zhuǎn)向器兩側(cè)的殼體和轉(zhuǎn)向橫拉桿上，這些防塵套阻止雜物進(jìn)入球銷及齒條中。球形鉸接的殼體則用鋼35或40制造。在現(xiàn)代球形鉸接的結(jié)構(gòu)中均是用彈簧將球頭與襯墊壓緊。梯行底角θ是一個非常重要的參數(shù)，一般情況下，對整體式轉(zhuǎn)向軸后置梯形來說，兩梯形臂延長線的交點(diǎn)約在前軸后軸距的2／3處左右。從上式可以看出，梯形臂不宜過短，因為橫拉桿軸向力與梯形臂長m成反比，m減小導(dǎo)致FS增大。 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)尺寸的初步確定轉(zhuǎn)向梯形的基本尺寸主要是梯行底角θ和梯形臂長m。梯形臂長度常取在=,=, 轉(zhuǎn)向梯形臂長170mm。5 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計對汽車轉(zhuǎn)向系的要求，除了機(jī)動性、輕便型和操縱穩(wěn)定性之外，還必須保證轉(zhuǎn)向軸的內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪有一定的比例關(guān)系，使汽車轉(zhuǎn)向過程中所有的車輪都是純滾動或有極小的滑移，這一要求一般由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)近似的實現(xiàn)。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。因輸出轉(zhuǎn)矩等于油壓壓力乘以動力缸工作面積和作用力臂，對于已確定的結(jié)構(gòu)，后兩項是常量，所以可以用輸入轉(zhuǎn)矩M。轉(zhuǎn)向靈敏度也可以用接通動力轉(zhuǎn)向時，作用到轉(zhuǎn)向盤的手力和轉(zhuǎn)角來評價，要求此力在20～50N，轉(zhuǎn)角在10176。(3)轉(zhuǎn)向靈敏度 轉(zhuǎn)向靈敏度可以用轉(zhuǎn)向盤行程與滑閥行程的比值i來評價 ()式中,為轉(zhuǎn)向盤直徑；為轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角?，F(xiàn)有動力轉(zhuǎn)向器的效能指標(biāo) s=1～15。回位彈簧預(yù)壓縮力的最小值，應(yīng)大于轉(zhuǎn)向器逆?zhèn)鲃訒r的摩擦力，否則轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪不可能有自動回正作用。液流流經(jīng)分配閥時，產(chǎn)生的局部壓力降Δp用下式計算 （）式中，Δp為局部壓力損失 (MPa)；V為中立位置的液流流速(m/s)，用下式計算： （）式中，Q為溢流閥限制下的最大排量(L／min)，；d為滑閥直徑(cm)；e1為預(yù)開隙(cm)。 分配閥的泄漏量ΔQ 要求ΔQ不大于溢流閥限制下最大排量的5％～10％。為提高可靠性和壽命，要求其表面鍍鉻并磨光。這里取s1=300mm.s=10+++300= 動力缸殼體壁厚t，根據(jù)計算軸向平面拉應(yīng)力σz來確定 ()式中，p為油液壓力；D為動力缸內(nèi)徑；t為動力缸殼體壁厚；n為安全系數(shù)，n=～；這里取n=?；钊频阶髠?cè)極限位置時，其端面到動力缸之間，應(yīng)當(dāng)留有10mm間隙。 （）式中, 汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩 L—轉(zhuǎn)向直拉桿長度,取為600mm動力缸應(yīng)產(chǎn)生的推力F用下式計算式中，L1為轉(zhuǎn)向搖臂長度；L為轉(zhuǎn)向搖臂軸到動力缸活塞之間的距離。本文設(shè)計采用滑閥。滑閥式分配閥結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)工藝性較好，易于布置，使用性能較好，曾得到廣泛應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)向搖臂軸、搖臂等轉(zhuǎn)向器主要零件，都要承受由動力缸所建立起來的載荷，因此必須加大它們的尺寸和質(zhì)量，這對布置它們帶來不利的影響。根據(jù)分配閥、轉(zhuǎn)向器和動力缸三者相互位置的不同，它分為整體式()和分置式兩類。6)動力轉(zhuǎn)向失靈時，仍能用機(jī)械系統(tǒng)操縱車輪轉(zhuǎn)向。2)隨著轉(zhuǎn)向輪阻力的增大(或減小)，作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力必須增大(或減小)，稱之為“路感”。齒扇嚙合半徑；；；B取 轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑的確定轉(zhuǎn)向搖臂軸的直徑可根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力矩及材料的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限由下式確定： （）式中，——安全系數(shù)，～，；——轉(zhuǎn)向阻力矩，；——扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限，；轉(zhuǎn)向搖臂軸采用20CrMnTi、22CrMnMo或20CrNi 3A鋼，表面滲碳，～，重型汽車和前軸負(fù)荷大的汽車，～。,因此； 確定計算載荷后，即可計算轉(zhuǎn)向系零件的強(qiáng)度。但對前軸負(fù)荷大的重型載貨汽車，用關(guān)系式計算出來的力，往往會超過司機(jī)在體力上的所能施展的力量。鋼球的數(shù)量也影響承載能力，增多鋼球使承載能力增大，但也使鋼球的流動性變差，從而需要降低傳動效率。鋼球直徑約為6～9mm。鋼球?qū)Ч苁怯射摪鍥_壓成具有半圓截面的滾道，然后對接成導(dǎo)管，并經(jīng)氰化處理使之耐磨。螺桿－鋼球－螺母傳動副與通常的螺桿－螺母傳動副的區(qū)別在于前者是經(jīng)過滾動的鋼球?qū)⒘τ陕輻U傳至螺母，變滑動摩擦為滾動摩擦。聯(lián)立式（），式（）得，將對求導(dǎo)得循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器角傳動比為 () 有；mm已知，可求出轉(zhuǎn)向器的角傳動比由式()可知，螺距P影響轉(zhuǎn)向器角傳動比的值，在螺距不變的條件下，鋼球直徑d越大，圖（）中的尺寸b越小，要求mm，符合要求。 螺距和螺旋線導(dǎo)程角 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動角，對應(yīng)螺母移動的距離s為 ()式中，P為螺紋螺距。,符合相應(yīng)的要求。,則；代入數(shù)值解得n=≈36。選取值的規(guī)律是隨著扇齒模數(shù)的增大，鋼球中心距也相應(yīng)增加，設(shè)計時先參考同類型汽車的參數(shù)進(jìn)行初選，經(jīng)強(qiáng)度驗算后，再進(jìn)行修正。30′6176。在確定齒扇模數(shù)后，轉(zhuǎn)向器其他參數(shù)根據(jù)表（）和表（）進(jìn)行選取。一般是將齒條(一般有4個齒)～。為此可在齒扇的切齒過程中使毛坯繞工藝中心轉(zhuǎn)動，相對于搖臂軸的中心有距離為的偏心。由于轉(zhuǎn)向器經(jīng)常處于中間位置工作，因此齒扇與齒條的中間齒磨損最厲害。齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器都可以制成變速比轉(zhuǎn)向器。從可知，當(dāng)一定時，增大能減少作用在方向盤上的手力，使操縱輕便。 轉(zhuǎn)向系的角傳動比iw0轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比，除用表示以外，還可以近似地用轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂長與搖臂長之比來表示，即?！４硕x適應(yīng)于除齒輪齒條式之外的轉(zhuǎn)向器。 傳動比的變化特性 轉(zhuǎn)向系傳動比轉(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。它的逆效率較低，在不平路面上行駛時，駕駛員并不十分緊張，同時轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的零件所承受的沖擊力也比不可逆式轉(zhuǎn)向器要小。該沖擊力由轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的零件承受，因而這些零件容易損壞。這既減輕了駕駛員的疲勞，又提高了行駛安全性。取為8176。同一類型轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同效率也不一樣。為了減輕在不平路面上行駛時駕駛員的疲勞，車輪于路面之間的作用力傳至轉(zhuǎn)向盤上要盡可能小，防止打手，這又要求此逆效率盡可能低。轉(zhuǎn)向設(shè)計的前提條件:整車形式及布置形式:平頭,發(fā)動機(jī)前置,非獨(dú)立懸架, 14PR,發(fā)動機(jī)采用型號YN33CRD1。整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)用于非獨(dú)立懸架的汽車。根據(jù)梯形機(jī)構(gòu)相對前軸的位置可分為前置式和后置式兩種。同時，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動，形成“球流”。轉(zhuǎn)向螺母外有兩根鋼球?qū)Ч埽扛鶎?dǎo)管的兩端分別插入螺母側(cè)面的一對通孔中。為了減少轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個鋼球，以實現(xiàn)滾動摩擦。循環(huán)球式系統(tǒng)中的動力轉(zhuǎn)向工作原理與齒條齒輪式系統(tǒng)類似。螺栓并不直接與金屬塊上的螺紋結(jié)合在一起，所有螺紋中都填滿了滾珠軸承，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動時，這些滾珠將循環(huán)轉(zhuǎn)動。此金屬塊外圍有切入的輪齒，這些輪齒與驅(qū)動轉(zhuǎn)向搖臂的齒輪相結(jié)合（）。齒條齒扇副磨損后可以重新調(diào)整間隙，使之具有合適的轉(zhuǎn)向器傳動間隙，從而提高轉(zhuǎn)向器壽命，也是這種轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)之一。通過大量鋼球的滾動接觸來傳遞轉(zhuǎn)向力，具有較大的強(qiáng)度和較好的耐磨性?？梢詫崿F(xiàn)變速比的特性，滿足了操縱輕便性的要求。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，已成為當(dāng)今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器；蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿銷式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。柔性萬向節(jié)，若剛性很大則不能滿足使用要求，剛性大小又不能適應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向要求，故一般應(yīng)用較少。這種結(jié)構(gòu)在某些輕型汽車上還有應(yīng)用。 轉(zhuǎn)向盤必須符合 JB45051986 轉(zhuǎn)向盤尺寸標(biāo)準(zhǔn)。 2 轉(zhuǎn)型系方案的選擇及主要參數(shù)的確定 轉(zhuǎn)向系方案的選擇 轉(zhuǎn)向盤 轉(zhuǎn)向盤有盤轂、輪緣和輪輻組成。但要使傳遞到轉(zhuǎn)向盤上的反向沖擊小，則轉(zhuǎn)向器的逆效率有不宜太高。最小轉(zhuǎn)彎半徑是指汽車在轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角的條件下以低速轉(zhuǎn)彎時前外輪與地面接觸點(diǎn)的軌跡構(gòu)成圓周的半徑。為了緩和來自路面的沖擊、衰減轉(zhuǎn)向輪的擺振和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的震動，有的還裝有轉(zhuǎn)向減振器。 機(jī)械轉(zhuǎn)向器與動力系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。采用動力轉(zhuǎn)向時，還應(yīng)有轉(zhuǎn)向動力系統(tǒng)。 10)進(jìn)行運(yùn)動校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向一致。 6）操縱輕便。 2）汽車轉(zhuǎn)向行駛時，在駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動返回到直線行駛位置，并穩(wěn)定行駛。使得在回正力矩控制方面可以從信號中提出最能夠反映汽車實際行駛狀態(tài)和路面狀況的信息，作為轉(zhuǎn)向盤回正力矩的控制變量，使轉(zhuǎn)向盤僅僅向駕駛員提供有用信息，從而為駕駛員提供更為真實的“路感”。 （3） 提高了汽車的操縱性。主控制器控制轉(zhuǎn)向盤模塊和轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊的協(xié)調(diào)工作。它是繼EPS 后發(fā)展起來的新一代轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，具有比EPS 操縱穩(wěn)定性更好的特點(diǎn)，它取消轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接，完全由電能實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，徹底擺脫傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)所固有的限制，提高了汽車的安全性和駕駛的方便性。 。 。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤一角度然后松開時，EPS 系統(tǒng)能夠自動調(diào)整使車輪回到正中。而且，EPS系統(tǒng)能量的消耗與轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向及當(dāng)前的車速有關(guān)。與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，沒有系統(tǒng)要求的常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向油泵，且電動機(jī)只是在需要轉(zhuǎn)向時才接通電源，所以動力消耗和燃油消耗均可降到最低。同時控制單元也會收到來自方向盤位置傳感器的信號，這個傳感器一般是和扭矩傳感器裝在一起的（有些傳感器已經(jīng)將這2 個功能集成為一體） 扭矩和方向盤位置信息經(jīng)過控制單元處理，連同傳入控制單元的車速信號，根據(jù)預(yù)先設(shè)計好的程序產(chǎn)生助力指令。EPS 是在 EHPS 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 它取消 EHPS 的液壓油泵、油管、油缸和密封圈等部件完全依靠電動機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)量大大減少、可靠性增強(qiáng) 解決了長期以來一直存在的液壓管路泄漏和效率低下的問題。 電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在傳統(tǒng)液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上有了較大的改進(jìn)，但液壓裝置的存在，使得該系統(tǒng)仍有難以克服如滲油、不便于安裝維修及檢測等問題。其中電動泵的工作狀態(tài)由電子控制單元根據(jù)車輛的行駛速度、轉(zhuǎn)向角度等信號計算出的最理想狀態(tài)。（EHPS） 由于液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無法兼顧車輛低速時的轉(zhuǎn)向輕便性和高速時的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，因此，在1983年日本Koyo 公司推出了具備車速感應(yīng)功能的電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）。由于液壓轉(zhuǎn)向可以減少駕駛員手動轉(zhuǎn)向力矩，從而改善了汽車的轉(zhuǎn)向輕便性和操縱穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向軸用銷釘與閥中的彈性扭桿相接，該扭桿起到閥的中心定位作用。液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是由液壓和機(jī)械等兩部分組成，它是以液壓油做動力傳遞介質(zhì)，通過液壓泵產(chǎn)生動力來推動機(jī)械轉(zhuǎn)向器，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為了產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)向扭矩需要使用大直徑的轉(zhuǎn)向盤，需占用較大的空間，整個機(jī)構(gòu)笨拙，特別是對轉(zhuǎn)向阻力較大的中重型汽車，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向難度很大，這就大大限制了其使用范圍。5 發(fā)生車禍時，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向軸由于車架和車身變形一起后移時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最好有保護(hù)機(jī)構(gòu)防止傷及乘員。通常，對轉(zhuǎn)向系的主要要求是: 1 保證汽車有較高的機(jī)動性，在有限的場地面積內(nèi)，具有迅速和小半徑轉(zhuǎn)彎的能力，同時操作輕便 。機(jī)械轉(zhuǎn)向系的能量來源是人力，所有傳力件都是機(jī)械的，由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)方向盤、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)三大部分組成。 Circulating ball type。主要方法和理論