【正文】 ； ?2NZ h) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 由機械設(shè)計表 39 查得對于失效概率低于 1% 1?HS ? ? MP aSZ HHNH 16951 ???? ?? ? ? MP aSZ HHNH im22 ???? ?? （ 2） 計算齒輪參數(shù) a) 計算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入 ? ?H? 中較小的值 ? ? ) ( )(12 3 23 211 ???????? HEHdt ZZZZuuKTd ?? ?? b) 計算圓周速度 smnd t 11 ?????? ?? c) 計算齒寬 ad u ?? )1( ?? ?a? b = ???? aa? 24 )10~5(21 ??? ????? bb bb d) 計算模數(shù) ??? zdm tt o o s ????? ??tn mm 取標準模數(shù) ?nm e) 計算當量齒數(shù) 6c os 311 ??? ?? zz 18c os 322 ??? ?? zz f) 計算重合度 ???? )8c os20()c os( ??? tgar c tgtgaar c tga nt ?? )8 os6a rc c os ()2c osa rc c os ( *111 ????? haz aza tat ?? )20 os18a rc c os ()2c osa rc c os ( *222 ????? haz aza tat ? ?)t a n( t a n)t a n( t a n2 1 2211 tattata aazaaz ???? ?? ? ?) a (t a n) a (t a n62 1 2 ????? ????? z ? 8s i n26s i n ????? ?? ?? ?? nmb 9 1 8 1 4 0 3 ????? ?? ??? a 由式機械原理與設(shè)計 951 得抗彎強度設(shè)計公式為 25 ? ?3 21 21 )(c os2 ???? ? YYYYzKTm F SaFadn ? 確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值 （ 1）由機械設(shè)計設(shè)計圖 321 及 328 按 MQ 等級查得齒輪、齒條的抗彎疲勞強度極限： MPaF 4301lim ?? ； MPaF 3202lim ?? ； （ 2） 由機械原理與設(shè)計圖 938 查得抗疲勞壽命系數(shù) ?NY ； ?NY ； （ 3）計算抗彎疲勞許用應(yīng)力 由式： ? ?m inlimFXR relTrelTNFF S YYYY ??? ? 根據(jù)機械設(shè)計表 310 及 331 11 ?relTY? ； ?relTY? ； 選擇齒面粗糙度 mRa ?? ?? RrelTRrelT YY 由機械設(shè)計圖 330： 121 ?? XX YY 由機械設(shè)計表 39 查得對于失效概率低于 1% inm in ?? FF SS 將上述值代入公式 ? ? MP aF ??????? ? ? MP aF ?????? （ 4）計算載荷系數(shù) 根據(jù) ?? ， 8級精度，由機械原理與設(shè)計圖 931查得動載系數(shù) ??K ；直齒輪，假設(shè) mmNbFK tA 100? ，由機械原理與設(shè)計表 98 查得 ?? FaHa KK ； 由機械原理與設(shè)計表 97 查得使用系數(shù) 1?AK ； 由機械原理與設(shè)計表 99 查得 ??HK ； 26 由機械原理與設(shè)計圖 932 查得 ??FK ?????? FaFA KKKKK ?? （ 5）查取復(fù)合齒形系數(shù) 由機械設(shè)計圖 331 ?? SaFaFS YYY ?? SaFaFS YYy （ 6）計算小齒輪、齒條的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 11 ??F SaFa YY ? ? ? ??F SaFa YY ? 小齒輪的數(shù)值大 （ 7）彎曲強度計算的重合度系數(shù) 0 3 ????? aY ?? ?????? ????? ??Y （ 8）設(shè)計計算 8c ????? ???? ?nm 選取標準模數(shù) （ 1）計算分度圓直徑 os 62c os 11 ???? ??zmd n mm； 2d = mm； 19212152 *11 ??????? naa mhdd ； 27 （ 2）計算中心距 152)(2)( 21 ????? dda mm 動力缸的主要尺寸有動力缸內(nèi)徑、活塞行程、活塞桿直徑和動力缸殼體壁厚。式中， hF 和 hF? 為沒有動力轉(zhuǎn)向器和有動力轉(zhuǎn)向器時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪所必須作用在轉(zhuǎn)向盤上的力。發(fā)動機排量大于 i 值在 以下。對稱性可以評價 滑閥的加工和裝配質(zhì)量。 并且 介紹了 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)和分類，本次設(shè)計主要選用齒輪齒條式液壓助力轉(zhuǎn)向器，其中介紹了 幾種典型汽車液壓式動力轉(zhuǎn)向器的工作原理及過程 ，對液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 進行了總體設(shè)計，確定了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和主要性能參數(shù) 。這將對我將來的生活產(chǎn)生重大影響。王老師知識淵博，治學(xué)嚴謹，對學(xué)術(shù)問題精益求精的精神，使我受益非淺。 本 設(shè)計的 主要研究內(nèi)容：總結(jié)分析相關(guān)文獻，分析各轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)劣所在，結(jié)合實際情況初步選定所設(shè)計的轉(zhuǎn)向器類型。除此之外，上述三個區(qū)段之間的油壓曲線過度要求平滑， D 段曲線就表明是一個較寬的平滑過度區(qū)間。 由上式可見，當 swD 和 ? 的數(shù)值不變時，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角 ? 僅僅取決與比值 i ，所以這完全可以表達轉(zhuǎn)向靈敏度。轉(zhuǎn)向器的摩擦力可由實驗確定。 （ 4）因為是閉式硬齒面齒輪傳動，故選主動小齒輪齒數(shù) 61?z ；齒條齒數(shù) ????? uzz 。此外，設(shè)計時應(yīng)驗算齒輪的抗彎強度和接觸強度。 MPa 作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為 NDi MF sw Rh ?????? ??? （ ） 式中： swD —轉(zhuǎn)向盤直徑； 360mm 0?i —轉(zhuǎn)向系的角傳動比； 0?i =20 ?? —轉(zhuǎn)向器的正效率； 75% 對給定的汽車，用式（ ）計算出來的作用力是最大值。當零件磨損嚴重到使轉(zhuǎn)向盤自由行程超過 25o ～ 30o 時，必須進行調(diào)整。 單從轉(zhuǎn)向操縱的靈敏性而言，最好是轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向節(jié)的運動能同步開始并同步終止。為此應(yīng)使傳動間隙從中間部位到兩端逐漸增大，并在端部達到其最大值，如圖 ，利于間隙的調(diào)整及提高轉(zhuǎn)向器的使用壽命。該間隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的改變而改變。 0wi 又由轉(zhuǎn)向器角傳動比 wi 和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)角傳動比 39。其逆效率較低，適用于在壞路面上行駛的汽車。在汽車轉(zhuǎn)向后也能保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤的自動回正，使轉(zhuǎn)向輪行駛穩(wěn)定。 功率 p 從轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率為正效率，用符號 ?? 表示， 17 反之稱為逆效率，用符號 ?? 表示，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 [10]；為了保證汽車轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤能自動返回直線行駛位置，又需要有一定的逆效率。不同的是由于轉(zhuǎn)向方向相反，造成閥體和閥芯的角位移相反，齒條一活塞下腔油壓升高而上腔油壓降低，產(chǎn)生右轉(zhuǎn)向助力。所以齒條一活塞處于中間位置，動力轉(zhuǎn)向器不工作。轉(zhuǎn)向盤停止轉(zhuǎn)動后，轉(zhuǎn)向控制閥隨即回復(fù)到中間位置，使動力缸停止工作。以下主要敘述液壓式動力轉(zhuǎn)向器的工作原理。 在齒輪齒條式機械轉(zhuǎn)向器的基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)向助力裝置，就成了齒輪齒條式動力轉(zhuǎn)向器，其工作原理圖如圖 和圖 所示。蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點是：轉(zhuǎn)向器的傳動比可以做成不變的或者變化的；指銷和蝸桿之間的工作面磨損后，調(diào)整間隙工作容易進行。 圖 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器四種布置形式 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由齒輪機構(gòu)將來自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進行減速，使轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運動，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運動變 為直線運動，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運動再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，使連桿臂搖動，連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動，改變車輪的方向。礦山、工地用汽車和越野汽車，經(jīng)常在壞路或無路地帶行駛，推薦選用極限可逆式轉(zhuǎn)向器，但當系統(tǒng)中裝有液力式動力轉(zhuǎn)向或在轉(zhuǎn)向橫拉桿上裝有減振器時，則可采用正、逆效率均高的轉(zhuǎn)向 器，因為路面的沖擊可由液體或減振器吸收，轉(zhuǎn)向盤不會產(chǎn)生 “打手 ”現(xiàn)象。利用所選定的轉(zhuǎn)向器參數(shù)，完成轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計。 （ 8）轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn) 生間隙的調(diào)整機構(gòu)。 對轉(zhuǎn)向系提出的要求有： （ 1）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪應(yīng)繞瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何 車輪不應(yīng)有側(cè)滑。 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。而在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中，要改善這種特性必須改造底盤的機械結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)起來很困難。液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要發(fā)動機帶動液壓油泵，使液壓油不停地流動，再加上存在管流損失等因素，浪費了部分能量。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)一般是由轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)向）傳感器、電子控制單元 ECU、電動機、電磁離合器以及減速機構(gòu)組成。電控液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理：在汽車直線行駛時，方向盤不轉(zhuǎn)動，電動泵以很低的速度運轉(zhuǎn)，大部分工作油經(jīng)過轉(zhuǎn)向閥流回儲油罐，少部分經(jīng)液控閥然后流回儲油罐；當駕駛員開始轉(zhuǎn)動方向盤時， ECU根據(jù)檢測到的轉(zhuǎn)角、車速以及電動機轉(zhuǎn)速的反饋信號等，判斷汽車的轉(zhuǎn)向狀態(tài)，決定提供助力大小，向驅(qū)動單元發(fā)出控制指令，使電動機產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)速以驅(qū)動油泵，進而輸出相應(yīng)流量和壓力的高壓油。汽車起動之后，無論車子是否轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)都要處于工作狀態(tài)，而且在大轉(zhuǎn)向車速較低時，需要液壓泵輸出更大的功率以獲得比較大 的助力，所以在一定程度上浪費了發(fā)動機動力資源。為確保系統(tǒng)安全，在液壓泵上裝有限壓閥和溢流閥。機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作過程為：駕駛員對轉(zhuǎn)向盤施加的轉(zhuǎn)向力矩通過轉(zhuǎn)向軸輸入轉(zhuǎn)向器，減速傳動裝置的轉(zhuǎn)向器中有 2 級減速傳動副，經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運動傳到轉(zhuǎn)向橫拉桿，再傳給固定于轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使轉(zhuǎn)向節(jié)和 5 它所支承的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向?？ㄅ淅I車上最初試用以來，世界各大汽車公司已分別研究多種四輪轉(zhuǎn)向裝置，并已批量生產(chǎn)。但實際上，汽車轉(zhuǎn)向時若僅前輪轉(zhuǎn)向，車身的前進方向與車身的中心線不一致，由于離心力的作用，將使后輪側(cè)偏，導(dǎo)致車輪橫擺。 國外在汽車動力轉(zhuǎn)向器的研究和開發(fā)方面進行得比較早，進行了大量的研究，已經(jīng)成功地開發(fā)出了電 動式動力轉(zhuǎn)向器，并在越來越多的轎車和輕型車輛上成功使用。在當 時這個助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最重要的新功能是液力支持轉(zhuǎn)向的運動，因此可以減少駕駛員作用在方向盤上的力。即使是一個健壯的駕駛員，要控制轉(zhuǎn)向仍然是很勞累的事情。據(jù)了解，在全世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占 45%左右，有繼續(xù)發(fā)展之勢；齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器在 40%左右；蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占 10%左右；其它型式的轉(zhuǎn)向器占 5%。最初駕駛員們只希望比較容易地操縱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，而后則追求在高速行駛時的穩(wěn)定性、舒適性和良好的操縱感。同時，轉(zhuǎn)向系又是底盤的重要組成部分，其好壞優(yōu)劣會直接關(guān)系到汽車的駕駛舒適性，安全性和操縱穩(wěn)定性，從而影響人們的生命及財產(chǎn)的安全。在重型汽車、大型客車等載重量較大的汽車 中，通常用動力轉(zhuǎn)向器來操縱汽車行駛方向。其中齒輪齒條式和循環(huán)球式應(yīng)用比較廣泛， 在 1923 年，美國底特律的亨利 日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來越大，日本裝用不同類型發(fā)動機的各類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中因使用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，由 60 年代占總數(shù)的 %發(fā)展到現(xiàn)今的 100%了 (蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器在公共汽車上已經(jīng)淘汰 )。從那時起，轉(zhuǎn)向機構(gòu)一直就是這樣沿用下來。近年來，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中愈來愈多的采用電子器件。和液壓動力轉(zhuǎn)向器相比，電動轉(zhuǎn)向器具有許多優(yōu)點，如：效率高，路感好、符合環(huán)保要求等，它是轉(zhuǎn)向器未來發(fā)展趨勢。后輪相對于前輪的轉(zhuǎn)向，分為同向轉(zhuǎn)向 (后輪與前輪的轉(zhuǎn)動方向一致 )和逆向轉(zhuǎn)向（后輪與前輪的轉(zhuǎn)動方向相反）。雖然帶來成本較高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，但由于它的優(yōu)點明顯，還是得到很快的發(fā)展。但因結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉，目前該類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)除在一些轉(zhuǎn)向操縱力不大、對操控性能要求不高的農(nóng)用車上使用外已很少被采用。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