【正文】 立位置時, 齒條兩端球鉸中心應(yīng)對稱地處于汽車縱向?qū)ΨQ軸的兩側(cè)。(3) 根據(jù)已知條件，對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器進行了齒輪軸和齒條的設(shè)計計算。=235000/16=4375== 齒輪軸的強度校核(1) 畫軸的受力簡圖。 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向橫拉桿的運動分析當轉(zhuǎn)向盤從鎖點向鎖點轉(zhuǎn)動，每只前輪大約從其正前方開始轉(zhuǎn)動30176。范圍內(nèi)變化。圖34 轉(zhuǎn)向器的安裝位置（四） 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計要求 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪多數(shù)采用斜齒圓柱齒輪。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的正確安裝高度，使轉(zhuǎn)向橫拉桿和懸架下擺臂可平行安置。將使其前輪從鎖點轉(zhuǎn)向鎖點。 圖33齒條間隙調(diào)整裝置 齒條斷面形狀有圓形、V形和Y形三種，本設(shè)計采用V形斷面，V形和Y形斷面齒條與圓形斷面比較，消耗的材料少，約節(jié)省20%,故質(zhì)量?。晃挥邶X下面的兩斜面與齒條托座接觸，可用來防止齒條繞軸線轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)向橫拉桿端部與外端用螺紋聯(lián)接。齒輪軸由安裝在轉(zhuǎn)向器殼體上的球軸承支承。齒條可以比作是梯形轉(zhuǎn)向桿系的轉(zhuǎn)向直拉桿。因齒輪齒條式轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)無轉(zhuǎn)向搖臂，故LL2不代入數(shù)值。為轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力，包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動的阻力、車輪穩(wěn)定阻力、輪胎變形阻力和轉(zhuǎn)向系中的內(nèi)摩擦阻力等。 （3）當作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力時（因汽車形式不同而異），動力轉(zhuǎn)向器就開始工作。通常將助力特性曲線設(shè)計成隨著汽車行駛速度Va的變化而變化，并將這種助力特性稱之為車速感應(yīng)型。將電動機和減速機構(gòu)布置在齒條處，并直接驅(qū)動齒條實現(xiàn)助力。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件EPS主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動機、減速機構(gòu)和電子控制單元ECU組成。之后，控制器將輸出的數(shù)字量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為模擬量，并將其輸入電流控制電路。離合器分離后再行轉(zhuǎn)向時，可不必因帶動電動機而消耗駕駛員體力。電動助力部分包括電動機、電池、傳感器和控制器（ECU）及線束，有的還有減速機構(gòu)和電磁離合器等（圖21）圖21 電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)示意圖目前用于乘用車的電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向器，均采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器?，F(xiàn)存的汽車，大部分都是傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，甚至沒有助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能提供比其更安全、更舒適的轉(zhuǎn)向操控性和節(jié)能效果。直到90年代中期歐美才開始量產(chǎn)。因此在國外，EPS系統(tǒng)首先是在微型轎車上發(fā)展起來的。(4）EPS路感好。電動助力轉(zhuǎn)向還有整體結(jié)構(gòu)緊湊、部件少、占用的空間尺寸小、質(zhì)量比液壓動力轉(zhuǎn)向約輕20%~25%以及汽車上容易布置等優(yōu)點。(10) 進行運動校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向一致。(2) 汽車轉(zhuǎn)型行駛后，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。汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計第1章 緒論 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介汽車轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛時，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。不滿足這項要求會加速輪胎磨損，并降低汽車的行駛穩(wěn)定性。(9) 在車禍中，當轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身變形而共同后移時，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。 電動助力轉(zhuǎn)向與液壓動力轉(zhuǎn)向比較，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時僅需克服轉(zhuǎn)向器的摩擦阻力，不存在回位彈簧阻力和反映路感的油壓阻力。液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)效率一般在60%~70%，而EPS得效率較高，可高達90%以上。（不像HPS液壓系統(tǒng)，即使在不轉(zhuǎn)向時，油泵也一直運轉(zhuǎn)處于工作狀態(tài)，降低了使用壽命） EPS在國內(nèi)外的應(yīng)用狀況國外EPS的發(fā)展之路：因為微型轎車上狹小的發(fā)動機艙空間給液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安裝帶來了很大的麻煩，而EPS原件比較少，重量輕，裝配方便，比較適合在微型轎車上安裝。而歐美則選擇了難度較大的無刷電機，但是電子控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，延長了研發(fā)周期。 本課題的研究意義 隨著科技的發(fā)展和人們生活水平及環(huán)保意識的提高，汽車轉(zhuǎn)向助力肯定會向更輕便、更節(jié)能、更安全的方向發(fā)展，而本課題正是沿著這個方向?qū)ζ嚨霓D(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了研究。 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機理電動助力轉(zhuǎn)向機構(gòu)由機械轉(zhuǎn)向器與電動助力部分相結(jié)合構(gòu)成。當電動機發(fā)生故障時，離合器也自動分離。根據(jù)以上兩信號，控制器確定電動機的旋轉(zhuǎn)方向和助力轉(zhuǎn)矩的大小。這種布置方案的特點是：電動機位于地板下方，相比之下，工作噪聲和振動對駕駛員的影響都小些；電動機減速機構(gòu)等不占據(jù)轉(zhuǎn)向盤至地板這段空間，因而有利于轉(zhuǎn)向軸的布置，駕駛員腿部的動作不會受到它們的干擾；轉(zhuǎn)向軸直至轉(zhuǎn)向器主動齒輪均不承受來自電動機的助力轉(zhuǎn)矩作用，故他們的尺寸能小些；電動機、減速機構(gòu)等工作在地板下方，條件較差，對密封要求良好；電動機輸出的助力轉(zhuǎn)矩只經(jīng)過減速機構(gòu)增扭，沒有經(jīng)過轉(zhuǎn)向器增扭，因而必須增大電動機輸出的助力轉(zhuǎn)矩才能有良好的助力效果，隨之而來的是電動機尺寸增大、質(zhì)量增加；轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)與典型的相差很多，必須單獨設(shè)計制造；采用滾珠螺桿螺母減速機構(gòu)時，會增加制造難度與成本；電動機、轉(zhuǎn)向器占用的空間雖然大一些，但用于前軸負荷大，前部空間相對寬松一些的乘用車上不是十分突出的問題。 電動機電動機由轉(zhuǎn)角傳感器、定子及轉(zhuǎn)子組成（如圖25）。 電動助力轉(zhuǎn)向的助力特性電動助力轉(zhuǎn)向的助力特性由軟件設(shè)定。 （2）隨著轉(zhuǎn)向輪阻力的增大（或減?。饔迷谵D(zhuǎn)向盤上的手力必須增大（或減?。?，稱之為“路感”。影響這些力的主要因素有轉(zhuǎn)向軸的負荷、路面阻力和輪胎氣壓等。mm——轉(zhuǎn)向節(jié)臂長, 單位為mm；——為轉(zhuǎn)向盤直徑,單位為mm；——轉(zhuǎn)向器角傳動比；——轉(zhuǎn)向器正效率。齒條代替梯形轉(zhuǎn)向桿系的搖桿和轉(zhuǎn)向搖臂，并保證轉(zhuǎn)向橫拉桿在適當?shù)母叨纫允顾麄兣c懸架下擺臂平行。因此，轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)使齒條橫向移動以操縱前輪。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入球銷及齒條中。齒條導(dǎo)向座的調(diào)節(jié)使齒輪、齒條間有一定預(yù)緊力，此預(yù)緊力會影響轉(zhuǎn)向沖擊、噪聲及反饋（見圖33）。轉(zhuǎn)向盤向任一方向轉(zhuǎn)動30176。橡膠隔振套包在轉(zhuǎn)向器外，并固定在橫梁上或前圍板上。為保持轉(zhuǎn)向器處在正確的位置，在轉(zhuǎn)向器安裝的位置處，前圍板有所加固。～35176。齒輪法面基圓齒距為齒條法面基圓齒距為取齒條法向模數(shù)為(5) 齒條齒頂高 （319）(6) 齒條齒根高 （320）(7) 法面齒距 （321）查表，得查圖，得取，所以=所以齒面接觸疲勞強度滿足要求。轉(zhuǎn)向節(jié)由繞圓心轉(zhuǎn)至時，齒條左端點E移至的距離為=80 ==80+=齒輪齒條嚙合長度應(yīng)大于即 =+=160取L=200 齒輪齒條傳動受力分析若略去齒面間的摩擦力，則作用于節(jié)點P的法向力Fn可分解為徑向力Fr和分力F，分力F又可分解為圓周力Ft和軸向力Fa。(2) 對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的主要元件進行的詳細的介紹，并且給出了一些參考的轉(zhuǎn)向系參數(shù)。絕大多數(shù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器都布置在軸前后方, 這樣既可避讓開發(fā)動機的下部, 又便于與轉(zhuǎn)向軸下端連接。設(shè)齒條向右移過某一行程S, 通過右橫拉桿推動右梯形臂, 使之轉(zhuǎn)過。其中底角γ可按經(jīng)驗公式先選一個初始值,然后再增加或減小, 進行優(yōu)化搜索。由圖42可知：由圖43可知:最小傳動角發(fā)生在內(nèi)輪一側(cè), 當達到最大值時, 也達到最大值, 故此時為最小值。作為約束條件, 這樣一般均能保證在176。本章小結(jié)本章介紹了與齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，介紹了該轉(zhuǎn)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)化設(shè)計方法，給出了優(yōu)化設(shè)計的目標函數(shù)和設(shè)計變量的選取范圍。本文采用理論研究和借鑒研究相結(jié)合的方法，對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了初步的理論研究和設(shè)計。(4) 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制器的研究