【正文】 能要求不高的農(nóng)用車上使用外已很少被采用。液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般由機械轉(zhuǎn)向器、液壓泵、油管、分配閥、動力缸、溢流閥和限壓閥、油缸等部件組成。在齒條的一端裝有活塞，并位于動力缸之中，齒條左端與轉(zhuǎn)向橫拉桿相接。為保證汽車原地轉(zhuǎn)向或者低速轉(zhuǎn)向時的輕便性，液壓泵的排量是以發(fā)動機怠速時的流量來確定。 EHPS 是在液壓助力系統(tǒng)基礎上發(fā)起來的，在傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎上增設了電控裝置，其特點是原來由發(fā)動機帶動的液壓助力泵改由電機驅(qū)動，取代了由發(fā)動機驅(qū)動的方式，節(jié)省了燃油消耗；具有失效保護系統(tǒng)，電子元件失靈后仍可依靠原轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全工作；低速時轉(zhuǎn)向效果不變，高速時可以自動根據(jù) 車速逐步減小助力，增大路感，提高車輛行使穩(wěn)定性。簡單地說，在低速大轉(zhuǎn)向時，電子控制單元驅(qū)動液壓泵以高速運轉(zhuǎn)輸出較大功率，使駕駛員打方向省力；汽車在高速行駛時，液壓控制單元驅(qū)動液壓泵以較低的速度運轉(zhuǎn)，在不至影響高速打轉(zhuǎn)向 的需要的同時，節(jié)省一部分 的 發(fā)動機 的 功率。電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是傳統(tǒng) 的 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)向電動 的 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的過渡。電廣東技術師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 4 動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在本田飛度、思域以及豐田新皇冠、奔馳新 Aclass 等車型上紛紛被采用。該指令傳到電機，由電機產(chǎn)生扭矩傳到助力機構上去，這里的齒輪機構則起到增大扭矩的作用。還消除了由于轉(zhuǎn)向油泵帶來的噪音污染。當轉(zhuǎn)向盤不轉(zhuǎn)向時，電機不工作；需要轉(zhuǎn)向時，電機在控制模塊的作用下開始工作，輸出 相應大小及方向的轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生助動轉(zhuǎn)向力矩。同時還可利用軟件在最大限度內(nèi)調(diào)整設計參數(shù)以獲得最佳的回正特性。 貨車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計 5 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要因素之一。 EPS 系統(tǒng)控制單元 ECU 具有故障自診斷功能，當 ECU 檢 測到某一組件工作異常，如各傳感器、電磁離合器、電動機、電源系統(tǒng)及汽車點火系統(tǒng)等，便會立即控制電磁離合器分離停止助力，并顯示出相應的故障代碼，轉(zhuǎn)為手動轉(zhuǎn)向，按普通轉(zhuǎn)向控制方式進行工作，確保了行車的安全。 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構成 SBW 系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)向盤模塊、轉(zhuǎn)向執(zhí)行模塊和主控制器 ECU、自動防故障系統(tǒng)以及電源等模塊組成。 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理 當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時 轉(zhuǎn)向傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器檢測到駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角并轉(zhuǎn)變成電信號輸入到 ECU， ECU 根據(jù)車速傳感器和安裝在轉(zhuǎn)向傳動機構上的位移傳感器的信號來控制轉(zhuǎn)矩反饋電動機的旋轉(zhuǎn)方向并根據(jù)轉(zhuǎn)向力模擬生成反饋轉(zhuǎn)矩 控制轉(zhuǎn)向電動機的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)角度通過機械轉(zhuǎn)向裝置控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向位置，使汽廣東技術師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 6 車沿著駕駛員期望的軌跡行駛。由于可以實現(xiàn)傳動比的任意設置，并針對不同的車速，轉(zhuǎn)向狀況進行參數(shù)補償，從而提高了汽車的操縱性。 （ 5）減少了機構部件數(shù)量，而減少了從執(zhí)行機構到轉(zhuǎn)向車輪之間的傳遞過程，使系統(tǒng)慣性、系統(tǒng)摩擦和傳動部件之間的總間隙都得以降低，從而使系統(tǒng)的響應速度和響應的準確性得以提高。 3）汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動。 7) 轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。 轉(zhuǎn)向操縱機構 轉(zhuǎn)向操縱機構包括轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向管柱。 轉(zhuǎn)向傳動機構 轉(zhuǎn)向傳動機構包括轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向縱拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形臂以及轉(zhuǎn)向橫拉桿等。高級轎 車和重型載貨汽車為了使轉(zhuǎn)向輕便，多采用這種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 多數(shù)兩軸及三軸汽車僅用前輪轉(zhuǎn)向；為了提高操縱穩(wěn)定性和機動性，某些現(xiàn)代轎車采用全四輪轉(zhuǎn)向；多軸汽車根據(jù)對機動性的要求，有時要增加轉(zhuǎn)向輪的數(shù)目，制止采用全輪轉(zhuǎn) 向 ?？砂聪率接嬎悖? aLR ??m a x0m in s in? () 中型車 的最小轉(zhuǎn)彎半徑一般為 ～ ,這里取 minR =12m. 貨車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計 9 圖 理想的內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角間的關系 操縱輕便型的要求是通過合理地選擇轉(zhuǎn)向系的角傳動比、力傳動比和傳動效率來達到。 轉(zhuǎn)向器及其縱拉桿與緊固件的稱重，約為中級以及上轎車、載貨汽車底盤干重的 ～ ；小排量以及下轎車干重的 ～ 。 轉(zhuǎn)向盤的尺寸和形狀直接影響轉(zhuǎn)向操縱的輕便性。轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向軸采用圓柱直尺漸開線花鍵連接形式，可參照下表選擇。特別對可翻轉(zhuǎn)駕駛室的平頭車，可將萬向節(jié)布置在駕駛室翻轉(zhuǎn)軸線上，有利于駕駛室的翻轉(zhuǎn)。目前較常用的有齒輪齒條式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球 齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。 布置方便。大角度轉(zhuǎn)向位置轉(zhuǎn)向阻力大，但使用次數(shù)少，因此希望大角度位置速比大一 些，以減小轉(zhuǎn)向力。 變速比結構具有較高的剛度，特別適宜高速車輛車速的提高。您可以將此轉(zhuǎn)向器想象為兩部分。轉(zhuǎn)動方向盤時，它便會轉(zhuǎn)動螺栓。如果齒輪溢出，則會在轉(zhuǎn)動方向盤時感覺到。 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對汽車的行駛安全至關重要，因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。這樣，兩根導管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨立的封閉的鋼球 “ 流道 ” 。 本設計采 用的是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 . 轉(zhuǎn)向梯形 汽車轉(zhuǎn)向時 ,左右車輪的轉(zhuǎn)角要符合一定的規(guī)律 ,以保證所有車輪在轉(zhuǎn)向的過程中都繞一個圓心以相同的瞬時角速度運動 .轉(zhuǎn)向梯形機構可以使汽車在轉(zhuǎn)向 過程中所有車輪都是純滾動或有極小的滑移 ,從而提高輪胎的使用壽命 ,保證汽車操縱的輕便性和穩(wěn)定性 。 前置轉(zhuǎn)向梯形機構是在發(fā)動機位置很低或前軸為驅(qū)動軸時 ,轉(zhuǎn)向梯形實在不能布置在轉(zhuǎn)向軸之間 ,才不得不把轉(zhuǎn)向梯形放在前軸之前 。 分段式轉(zhuǎn)向梯形比較復雜 ,鉸接點多 。式中 2P 為轉(zhuǎn)向器中的摩擦功率； 3P 為轉(zhuǎn)向搖臂軸上的功率。 轉(zhuǎn)向器的 正效率 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有 :轉(zhuǎn)向器的類型、結構特點、結構參數(shù)和制造質(zhì)量等 . 廣東技術師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 16 (1)轉(zhuǎn)向器類型、結構特點與效率 在前述轉(zhuǎn)向器中 ,齒輪齒條式、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正效率比較高 ,而蝸桿指銷式特別是固定銷和蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的正效率要明顯低一些 . 同一類型轉(zhuǎn)向器 ,因結構不同效率也不一樣 .如蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的滾輪與支持軸之間的軸承 ,可以選用 滾針軸承 、圓錐滾子軸承 和球軸承等三種結構之一。轉(zhuǎn)向搖臂軸軸承的形式對效率也有影響，用滾針軸承比用滑動軸承可使正或逆效率提高約 10%。 路面作用在車輪上的力，經(jīng)過轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤，這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。屬于可逆式的有齒輪齒條式和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 極限可逆式轉(zhuǎn)向器介于上述兩者之間。受 ?? 增大的影響，0? 不宜取得過大。它又由轉(zhuǎn)向器角傳動比 ?i 和轉(zhuǎn)向傳動機構角傳動比 ?i? 所組成，即 ??? iii ??0 。 作用在方向盤上的手力 hF 可用下式表示 swhh DMF 2? （ ） 式中， hM 為作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩 ； SWD 為轉(zhuǎn)向盤直徑。本次設計用原有車型的數(shù)據(jù)。由此可見，研究轉(zhuǎn)向系的傳動比特性，只需研究轉(zhuǎn)向器的角傳動比 ?i 及其變化規(guī)律即可。角傳動比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對轉(zhuǎn)向盤角速度的影響應變得遲鈍，使轉(zhuǎn)向操縱時間增長，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低，所以“輕”和“靈”構成一對矛盾。對商用車 , wi 在 2332 內(nèi)選取 . 轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙 轉(zhuǎn)向器傳動副傳動間隙特性 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 的大小不同而改變 ,這種變化關系稱為轉(zhuǎn)向器傳動副 傳動間隙特性 .(圖 ) 廣東技術師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 20 研究該特性的意義在于 ,它與直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器的使用壽命相關 . 傳動副的傳動間隙在轉(zhuǎn)向盤處于中間及其附近位置時要極小 ,最好無間隙 .若轉(zhuǎn)向器傳動副存在傳動間隙 ,一旦轉(zhuǎn)向輪受到側向力作用 ,車輪將偏離原行駛位置 ,使汽車失去穩(wěn)定 . 傳動副在中間及其附近位置因使用頻繁 ,磨損速度要比兩端快 .在中間附近位置因磨損造成的間隙過大時 ,必須經(jīng)調(diào)整消除該處間隙 . 為此 ,傳動副傳動間隙我應當設計成圖 . 圖 轉(zhuǎn)向器傳動副傳動間隙特性 圖中曲線 1 表明轉(zhuǎn)向器在磨損前的 間隙變化特性 ,曲線 2 表明使用并磨損后的間隙變化特性 ,并且在中間位置處已出現(xiàn)較大間隙 ,曲線 3表明調(diào)整后并消除中間位置處間隙的轉(zhuǎn)向器傳動間隙變化特性 . 如何獲得傳動間隙特性 齒扇通常有 5個齒，它與搖臂軸為一體。這種必要的齒側間隙的改變可通過使齒扇各齒具有不同 的齒厚來達到。 圖 為獲得變化的齒側間隙齒扇的加工原理和計算簡圖 圖 用于選擇偏心 n的線圖 當 ? ， wr 確定后，根據(jù)上式可繪制如圖 ，用于選擇適當?shù)?n 值，以便使齒條、齒扇傳動副兩端齒嚙合時，齒側間隙 s? 能夠適應消除中間齒最大磨損量所形成的間隙的需要。 轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動圈數(shù) 轉(zhuǎn)向盤從一個極端位置轉(zhuǎn)到另一個極端位置時所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)稱為轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動圈數(shù) .它與轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向第的角傳動比有關 ,并影響轉(zhuǎn)向的操縱輕便性和靈敏性 .轎車轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動圈數(shù)較少 ,一般約在 圈以內(nèi) 。 30′ 27176。 30′ 齒扇寬 /mm 22 25 25 30 2832 34 35 廣東技術師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 24 25 27 28 38 38 表 各類汽車循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的齒扇齒模數(shù) 齒扇齒模數(shù) m／ mm 4． O 5． O 轎車 發(fā)動機排量／ ml 500 1000 ～ 1800 1600 ～ 2020 2020 2020 — — 前軸負荷/N 3500 ～ 3800 4700 ～ 7350 7000 ～ 9000 8300 ～ 11000 10000 ～ 11000 — — 貨車和大客車 前軸負荷／ N 3000 ～ 5000 4500 ～ 7500 5500 ～ 18500 7000 ～ 19500 9000 ～ 24000 17000 ～ 37000 23000 ～ 44000 最大裝載／ kg 350 1000 2500 2700 3500 6000 8000 表 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的部分參數(shù) 模數(shù) m 螺桿外 徑 螺紋升程 螺母長 度 鋼球直徑 齒扇壓力 角 齒扇切 削角 搖臂軸 外徑 25 ( ?83 ) 48 ( ?41 ) 22? 30′ 7? 30′ 29 29 ( ?3213 ) 62 ( ?329 ) 22? 30′ 6? 30′ 7? 30′ 35 34 ( ?3213 ) 72 ( ?329 ) 22? 30′ 6? 30′ 7? 30′ 38 38 ( ?3213 ) 82 ( ?329 ) 22? 30′ 6? 30′ 7? 30′ 42 貨車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設計 25 螺桿、鋼球、螺母傳動副設計 鋼球中心距 D 螺桿外徑 1D 螺母內(nèi)徑 2D 尺寸 D 、 1D 、 2D 如圖（ ）所示 圖 螺桿 鋼球 螺母傳動副 在保證足夠的強度條件下，盡可能將 D 值取小些。 每個環(huán)路中的鋼球數(shù)可用下式計算： dDWd DWn ??? ?? 0c o s （ ） 式中， D為鋼球中心距； W 為一個環(huán)路中的鋼球工作圈數(shù)； n 為不包括環(huán)流導管中的鋼球數(shù)； 0? 為螺線導程角， 0? =8176。為了減小摩擦，螺桿和螺母溝槽的半徑 2R 應大于鋼球半徑 2/d ，一般取 dR )(2 ?? 。 ,以使軸向力與徑向力分配均勻。與此同時，齒扇節(jié)圓轉(zhuǎn)過的弧長等于 s ，相應搖臂軸轉(zhuǎn)過 p? ，其間關系可表示如下： rs p?? （ ） 式中， r為齒扇節(jié)圓半徑。一個環(huán)路的工作鋼球圈數(shù)的選取見（表 ）。轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向盤經(jīng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動螺桿，使鋼球沿螺母上的滾道循環(huán)地滾動。螺桿與螺母的螺旋滾道為單頭 (單螺旋線 )的，且具有不變的螺距。 鋼球直徑尺寸差應不超過 d510128 ?? 。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件的強度計算 廣東技術師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 28 為了進行強度計算，首先要確定其計算載荷。確定計算載荷后，即可計算轉(zhuǎn)向系零件的強度。 2R —— 螺桿與螺母滾道截面的圓弧半徑 : mmdR ???? ； d —— 鋼球直徑； mmd ? ； A/B=,此， K取 E—— 材料彈性模量， ? ； N—— 每個鋼球與螺桿滾道之間的正壓力； ?? c o ss in 0?? nl RFN h ； hF —— 轉(zhuǎn)向盤圓周力； NFh ? ； R —— 轉(zhuǎn)向盤輪緣半徑； mmDR SW 1 224 2 52 ??? ； 0? —— 螺桿螺線導程角； ??80? ； ? —— 鋼球與滾道間的接觸角； ??45