【正文】 大部分傳至轉向盤，造成駕駛員“打手”，使之精神緊張；如果長時間在不平路面上行駛，易使駕駛員疲勞，影響安全駕駛。 如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，則逆效率可用下式計算 00tan )tan( ? ??? ??? （ ） % a n )1 4 a n (t a n )t a n ( 00 ?? ??????? ? ??? 式（ ）和（ ）表明：增加導程角 0? ，正、逆效率均增大。 搖臂軸角速度 p? 與同側轉向節(jié)偏轉角速度 k? 之比，稱為轉向機構的角傳動比 ?i? ，即 LpLpkp dddtd dtdi ??????? ???? // （ ） 力傳動比與轉向系角傳動比的關系 輪胎與地面之間的阻力 WF 和作用在轉向節(jié)上的轉向阻力矩 rM 之間有如下關系 aMF rW? （ ） 式中， a 為主銷偏移距，指從轉向節(jié)主銷軸線的延長線與支撐平面的交點至車輪中心平面與支承平面交線間的距離?，F(xiàn)代汽車結構中， 2L 與 1L 的比值大約在 ～ 之間，可近似認為其比值為 1，則 ???? ddii /0 ?? 。 對乘用車 ,推薦轉向器角傳動比 wi 在 1725 內選取 。這樣加工的齒扇在齒條的嚙合中由中間齒轉向兩端的齒時，齒側間隙 s? 也逐漸加大， s? 可表達為 貨車循環(huán)球式轉向系統(tǒng)設計 21 ]c osc os[t a n2t a n2 2222 nrnnrrs ww ???????? ???? (） 式中 r? —— 徑向間隙； ? —— 嚙合角； wr —— 齒扇的分度圓半徑； ? —— 搖臂軸的轉角。 根據(jù)所選擇的齒扇模數(shù)，根據(jù)表（ ）和表（ ）選取對應的參數(shù)為： 鋼球直徑： 螺距： 工作圈數(shù)： 螺桿外徑： 34mm 環(huán)流行數(shù)： 2 螺母長度： 72mm 齒扇齒數(shù)： 5 齒扇壓力角： 220 30′ 切削角： 60 30′ 齒扇寬： 34mm 表 循環(huán)球轉向器的主要參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 齒扇模數(shù) /mm 搖臂軸直徑 /mm 22 26 30 32 32 38 42 鋼球中心距 /mm 20 23 25 28 30 35 40 螺桿外徑 /mm 20 23 25 28 29 34 38 鋼球直徑 /mm 螺距 /mm 工作圈數(shù) 環(huán)流行數(shù) 2 螺母長度 41 45 46 58 59 72 80 52 齒扇齒數(shù) 5 5 齒扇整圓齒數(shù) 12 13 13 14 15 齒扇壓力角 22176。取 d=。? 角多取為 45176。工作鋼球圈數(shù)有 和 圈兩種。插入螺母螺旋滾道兩個導孔的鋼球的兩個導管的中心線應與螺母螺旋滾道的中心線相切。經(jīng)驗表明在每個環(huán)路中 n 以不大于 60為好。 轉向系力傳動比： aDii swp 20?? （ ） 0?i 為轉向系角傳動比 ?? ?? ii ； SWD 為轉向盤直徑取 425mm； a 為主銷偏移距，貨車的 a 值一般在 4060mm 范圍內選取 ,這里取 a=50mm，所以 0 1502 4 2 ?? ??pi 作用在轉向盤上的手力為 ?? ?wswRh iDL MLF212 1/ 21 ?LL ,代入數(shù)據(jù)得 hF =. 輪胎與地面之間的轉向阻力 WF 和作用在轉向盤上的手力 有以下關系 : 2/hpW FiF ? 貨車循環(huán)球式轉向系統(tǒng)設計 29 代入數(shù)據(jù)有 wF =12056N. 鋼球與滾道間的接觸應力 j? ? ?j3222 )12( ?? ??? RdNEKj （ ） 式中 K—— 系數(shù)，根據(jù) A／ B查表 54求得，其中 A／ B 用下式計算： ? ?? ? 2/)/1(/1 2RrA ?? ； ? ? ? ?? ? 2//1/1 1RrB ?? （ ） 1R —— 螺桿外半徑 , 1R =17mm。式 ()曾給出了汽車在粗糙的硬路面上作原地轉向時轉向 輪的轉向阻力矩，利用它可求得轉向搖臂上的力矩和在轉向盤上的切向力，它們均可作為轉向系的最大計算載荷。轉向盤與轉向器左置時轉向螺桿為左旋，右置時為右旋。取 W=。 螺距 P 和螺旋線導程角 0? 轉向盤轉動 ? 角，對應螺母移動的距離 s 為 ??2ps? () 式中， P 為螺紋螺距。 ,則 1cos 0 ?? ；代入數(shù)值解得 n=≈ 36。 30′ 切削角 6176。 齒條、齒扇傳動副各對嚙合齒齒側間隙 s? 的改變也可以用改變齒條各齒槽寬而不改變齒扇各輪齒齒厚的辦法來實現(xiàn)。齒扇的齒厚沿齒長方向是變化的，這樣即可通過軸向移動搖臂軸來調節(jié)齒扇與齒條的嚙合間隙。 轉向器角傳動比及其變化規(guī)律 式（ 27）表明：增大角傳動比可以增加力傳動比。 將式（ ）和（ ）帶入 hwp FFi /2? 后得到 aMDMi h swrP ? （ ） 分析式（ ）可知，當主銷偏移距 a 小時，力傳動比 pi 應取大些才能保證轉向輕便。當導程角小于或等于摩擦角時，逆效率為負值或者為零，此時表明該轉向器是不可逆式轉向器。 貨車循環(huán)球式轉向系統(tǒng)設計 17 不可逆式轉向器，是指車輪受到的沖擊力不能傳到轉向盤的轉向器。 (2)轉向器的結構參數(shù)和效率 如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，對于蝸桿和螺桿類轉向器 ，其效率可用下式計算 )tan(tan0 0 ???? ??? （ ） 式中， 0? 為螺桿（或蝸桿）的螺線導程角 ,通常螺線導程角 0? 選在 00 8~5 之間 ,? 為摩擦角， farctan?? ； f 為摩擦因數(shù)。為了保證轉向時駕駛員轉動轉向盤輕便，要求正效率高，為了保證汽車轉向后轉向輪和轉向盤能自動返回到直線行駛位置，又需要有一定的逆效率。 根據(jù)前懸架形式的不同 ,轉向梯形機構又可分為整體式和分段式兩種 。 轉向螺桿轉動時，通過鋼球將力傳給轉向螺母，螺母即沿軸向移動。循環(huán)球式轉向器是目前國內外 應用最廣 泛的結構型式之一，一般有兩級傳動副，第一級廣東技術師范學院本科畢業(yè)設計（論文） 12 是螺桿螺母傳動副，第二級是齒條齒扇傳動副。由于螺栓與金屬塊之間相對固定，因此旋轉時，它不會像普通螺栓那樣鉆入金屬塊中，而是帶動金屬塊旋轉，進而驅動轉動車輪的齒輪。高速車輛需要在高速時有較好的轉向穩(wěn)定性，必須保證轉向器具有較高的剛度。特別適合大、中型車輛和動力轉向系統(tǒng)配合使用；易于傳遞駕駛員操縱信號；逆效率高、回位好，與液壓助力裝置的動作配合得好。 萬向節(jié)有 柔性和剛性兩種。選用大直徑轉向盤會使駕駛員進、出駕駛室感到困難；選用小直徑轉向盤轉向時要求駕駛員施加較大的力，從而使汽車操縱困難。 對轉向后轉向盤或轉向輪能自動回正的要求和對汽車直線行駛穩(wěn)動性的要求 則主要是通過合理的選擇主銷后傾角和內傾角，消除轉向器傳動間隙以及選用可逆式轉向器來達到。采用液力式動力轉向時，由于液體的阻尼作用，吸收了路面上的沖擊載荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的轉向器結構。有時為了布置方便，減小由于裝配位置誤差及部件相對運動所引起的附加載荷，提高汽車正面碰撞的安全性以及便于拆裝，在轉向軸與轉向器的輸入端之間安裝轉向萬向節(jié)，如圖 31。 4）轉向傳動機構和懸架導向裝置共同工作時，由于運動不協(xié)調使車輪產(chǎn)生的擺動應最小。 （ 4） 改善駕駛員的 “ 路感 ” 。轉向盤模塊包括路感電機和轉向盤轉角傳感器等，轉向盤模塊向駕駛員提供合適的轉向感覺（ 也稱為路感） 并為前輪轉角提供參考信號。傳統(tǒng)液壓動力轉向由于不能很好地對助力進行實時調節(jié)與控制，所以協(xié)調轉向力與路感的能力較差，特別是汽車高速行駛時，仍然會提供較大助力，使駕駛員缺乏路感，甚至感覺汽車發(fā)飄，從而影響操縱穩(wěn)定性。該系統(tǒng)真正實現(xiàn)了 “ 按需供能 ” ，是真正的 “ 按需供能型 ” （ ondemand）系統(tǒng)，在各種行駛條件下可節(jié)能 80 左右。這樣，助力扭矩就傳到了轉向柱并最終完成了助力轉向。 電動助力轉向系統(tǒng)（ EPS） 1988 年日本 Suzuki 公司首先在小型轎車 Cervo 上配備了 Koyo 公司研發(fā)的轉向柱助力式電動助力轉向系統(tǒng)。電控液壓助力轉向系統(tǒng)是將液壓助力轉向與電子控制技術相結合的機電一體化產(chǎn)品。轉向盤轉動時，轉向軸（連主動齒輪軸）帶動閥芯相對滑套運動，使油液通道發(fā)生變化，液壓油從油泵排出，經(jīng) 控制閥流向動力缸的一側，推動活塞帶動齒條運動，通過橫拉桿使車輪偏轉而轉向。 液壓助力轉向系統(tǒng)（ HPS） 裝配機械式轉向系統(tǒng)的汽車，在泊車和低速行駛時駕駛員的轉向操縱負擔過于沉重，為解決這個問題，美國 GM 公司在 20 世紀 50 年代率先在轎車上采用了液壓助力轉向系統(tǒng)。 3 傳給轉向盤的反沖要盡可能的小 。隨著現(xiàn)代汽車技 術的迅速發(fā)展，汽車轉向系統(tǒng)已從純機械式轉向系統(tǒng)、液壓助力轉向 系 (HPS）、電控液壓助力轉向系統(tǒng)（ EHPS），發(fā)展到利用現(xiàn)代電子和控制技術的電動助力轉向系 統(tǒng)（ EPS）及線控轉向系統(tǒng)（ SBW） 。首先對汽車轉向系 統(tǒng) 進行概述 ,分析各種轉向系統(tǒng)的工作原理和優(yōu)缺點、發(fā)展現(xiàn)狀 ,說明各種轉向器的工作原理 .并對轉向系的設計進行一定的概述 .二是作設計前期數(shù)據(jù)準備 ,對轉向系統(tǒng)的整體方案進行選擇 ,還有轉向系統(tǒng)主要性能參數(shù)的確定 .三是 轉向器形式的選擇以及初 定各個參數(shù) ,對循環(huán)球式轉向器的各個數(shù)據(jù)進行選擇 ,并對其 主要部件進行受力分析與數(shù)據(jù)校核 .四 是對 動力轉向機構的設計 ,概述對動力轉向機構的要求 ,對動力轉向機構的布置方案進行選擇并進行各個數(shù)據(jù)的計算。 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題 目： 貨車循環(huán)球式轉向系統(tǒng)設計 （英文）： 院 別： 專 業(yè)： 姓 名： 學 號： 指導教師： 日 期： 貨車循環(huán)球式轉向系統(tǒng)設計 摘要 汽車在行駛的過程中 ，經(jīng)常需要改變行駛的方向，稱為轉向。 課題以機械式轉向系統(tǒng)的循環(huán)球式轉向器設計及校核、整體式轉向梯形機構的設計及驗算為中心。 Hydraulic power steering gear 目錄 1 緒論 ................................................................... 1 汽車轉向系統(tǒng)概述 .................................................. 1 機械式轉向系統(tǒng) ................................................ 1 液壓助力轉向系統(tǒng)（ HPS） ....................................... 2 電控液壓助力轉向系統(tǒng)（ EHPS） .................................. 2 電動助力轉向系統(tǒng)（ EPS） ....................................... 3 線控轉向系統(tǒng)（ SBW） ........................................... 5 轉向系設計概述 .................................................... 6 對轉向系的要求 ............................................... 6 轉向操縱機構 ................................................. 7 轉向傳動機構 ....................