【正文】 a。 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。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 與輸出油壓 p之間的變化關(guān)系曲 線來表示動力轉(zhuǎn)向的靜特性，如圖 729 所示。前置梯形的梯形臂必須向前外側(cè)方向延伸，因而會與車輪或 制動底板發(fā)生干涉，所以在布置上有困難。此外，還要對車輪向左轉(zhuǎn)和向右 轉(zhuǎn)的幾種不同的工況進(jìn)行校核。其偏差在 最常使用的中間位置附近小角范圍內(nèi)應(yīng)盡量小，以減少高速行駛時輪胎的磨損；而在不經(jīng)常使用且車速較低的最大轉(zhuǎn)角時，可適當(dāng)放寬要求。 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)強(qiáng)度計算 球頭銷 球頭銷常由于球面部分磨損而損壞，為此用下式驗算接觸應(yīng)力 j? AFj ?? 式中， F 為作用在球頭上的力； A 為在通過球心垂直于 F 力方向的平面內(nèi)，球面承載部分 的投影面積。 轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向搖臂軸經(jīng)花鍵連接，因此要求驗算花鍵 的擠壓應(yīng)力和切應(yīng)力 。 已知aDLo ???2a r c s inm inm a x，故由式 (511)可知， min? 為設(shè)計變量 m 及 γ 的函數(shù)。i? 為 ? ?? ?? ?? ?? ?ooooic o cmKmKmKc o cmKmK ?????????????????????????????????????212c o sc o sc o s2a r c c o s21s i na r c s i n2239。 4)作直線 BSPQ ，使直線 ABPQ 與 BSPQ 間夾角等于直線 APK 與 PS 間的夾角。這種方案 的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整前束容易，制造成本低；主要缺點是一側(cè)轉(zhuǎn)向輪上、下跳動時，會影響 另一側(cè)轉(zhuǎn)向輪。 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 10186。 △ p的允許值為 22 104~103 ?? ?? MPa。 動力缸的最大長度 s 用下式計算確定 1s0 .3 D0 .6 ) D~( 0 .510s ???? ………………………………………… (48) 式中， 1s 為活塞最大位移量。 圖 41 動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)布置方案圖 1分配閥 2轉(zhuǎn)向器 3動力缸 分配閥的結(jié)構(gòu)方案 分配閥有兩種結(jié)構(gòu)方案：分配閥中的閥與閥體以軸向移動方式來控制油路的稱為滑閥式，以旋轉(zhuǎn)運動來控制油路的稱為轉(zhuǎn)閥式。 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”。 圖 33為獲得變化的齒側(cè)間隙齒扇的加工原理和計算簡圖 圖 34 用于選擇偏心 n的線圖 當(dāng) ? ， wr 確定后，根據(jù)上式可繪制圖，用于選擇適當(dāng)?shù)?n值，以便使齒條、齒扇傳動副兩端齒嚙合時，齒側(cè)間隙 s? 能夠適應(yīng)消除中間齒最大磨損量所形成的間隙的需要。增加工作鋼球圈數(shù)，參加工作的鋼球增多，能降低接觸壓力，提高承載能力；但鋼球受力不均勻，螺桿增長使剛度降低。兩點接觸式滾道截面由兩段 圓弧組成，其螺桿和螺母滾道均為單圓弧，形狀簡單。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，從而要降低傳動效率。 30′ 切削角 6176。汽車與其他物體正面碰撞時，作用在套管與軸之間的軸向力使塑料銷釘受到剪切作用，達(dá)到一定值以后剪斷銷釘，然后套管與軸相對移動 ，存在其間的塑料能增大摩擦阻力吸收沖擊能量。 由于循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器在結(jié)構(gòu)上便于與液力轉(zhuǎn)向加力器設(shè)計為一個整體，而液力系統(tǒng)又正可以緩和路面的沖擊，因此，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器得到日益廣泛的應(yīng)用。兩者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道，這樣可以使轉(zhuǎn)向螺母和轉(zhuǎn)向螺桿軸向定位好，滾道和鋼球間有間隙，可以用來貯存碎屑和潤滑油，有助于減少螺母和螺桿之間的磨損。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 循環(huán)球式：這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機(jī)構(gòu)將來自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)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?yōu)橹本€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。歷史上曾出現(xiàn)過許多種形式的轉(zhuǎn)向器，目前較常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球 齒條齒扇式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。由于左、右油缸均有油，且油壓相等，更由于油路連通回油道而建立不起高壓，因此轉(zhuǎn)向助力器沒有助力作用，這即是直線行駛狀態(tài)。有動力轉(zhuǎn)向器時，不得超過 120N。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。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小，在轉(zhuǎn)向盤全轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，駕駛員不存在轉(zhuǎn)向沉重問題。通常轎車的 a 值在 0． 4～ 0． 6倍輪胎的胎面寬度尺寸范圍內(nèi)選取，而貨車的 d 值在 40～ 60mm 范圍內(nèi)選取。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。 同一類型轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同其正效率也不一樣。功率 P1 從轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率稱為正效率，用符號 η +表示，η +=( P1— P2)／ P1；反之稱為逆效率，用符號 η － 表示， η － =(P3— P2)／ P3。 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。它又由轉(zhuǎn)向器角傳動比 iw 和轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)角傳動比 iw′ 所組成，即 iwo=iw iw′ 。角傳動比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對轉(zhuǎn)向盤角速度的響應(yīng)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(gòu)成一對矛盾。一般說來，轉(zhuǎn)向盤從相應(yīng)于汽車直線行駛的中間位置向任一方向的自由行程最好不超過 10176。 （ 10） 進(jìn)行運動校核，保證轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動方向一致。向左轉(zhuǎn)向時，情況與上述相反。此即稱動力轉(zhuǎn)向的“漸進(jìn)隨動作用”。 與其它形式轉(zhuǎn)向器比較，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較??；傳動效率高達(dá) 90％；齒輪與 齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，可自動消除齒間間隙， 這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 剛度，還可以防止工作時 產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用的體積??； 沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。 圖 31 所示為一循環(huán)球式齒條 齒扇轉(zhuǎn)向器。只要使齒扇軸相對于齒條作軸向移動，即能調(diào)整兩者的嚙合間隙。 圖 23 所示為乘用車上應(yīng)用的防傷安全機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)最簡單，制造容易。但彈性墊片的存在會降低扭轉(zhuǎn)剛度，對此必須采取結(jié)構(gòu)予以消除。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，通常螺距 t 約在 813mm 范圍內(nèi) ,螺旋線導(dǎo)程角 0? 約為 6176。鋼球直徑應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，一般常在 7～ 9mm 范圍內(nèi)選用。 與此同時，齒扇節(jié)圓轉(zhuǎn)過弧長等于 s，相應(yīng)搖臂軸轉(zhuǎn)過 βp 角，其間關(guān)系為 s=βpr ………………………… ...（ 33） 式中 ， r 為齒扇節(jié)圓半徑。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(diào)節(jié)齒扇與齒條的嚙合間隙。表面硬度為 58～ 63HRC。 后者按分配閥所在位置不同又分為：分配閥裝在動力缸上的稱為聯(lián)閥式，見圖41b；分配閥裝在轉(zhuǎn)向器和動力缸之間的拉桿上稱為連桿式，見圖 41c；分配閥裝在轉(zhuǎn)向器上的稱為半分置式，見圖 41d。推力F與工作油液 壓力 p 和動力缸截面面積 S 之間有如下關(guān)系 F=pS……………………………………………………………………… （ 44） 所以 pLLFS 11? ……………………………………………………… （ 45） 因為動力缸活塞兩側(cè)的工作面積不同，應(yīng)按較小一側(cè)的工作面積來計算，即 ? ?224 pdDS ??? ………………………………………………………… （ 46） 式中， D 為動力缸內(nèi)徑； pd 為 活塞桿直徑，一般初選時可取 pd = D。上述參數(shù)影響分配閥的泄漏量、液流速度和轉(zhuǎn)向靈敏度?，F(xiàn)有動力轉(zhuǎn)向器的效能指標(biāo) s=l～ 15。對稱性可以評價滑閥的加工和裝 配質(zhì)量。 圖 52 斷開式轉(zhuǎn)向梯形 橫拉桿上斷開點的位置與獨立懸架形式有關(guān)。此點位置與前輪和后輪的側(cè)偏角大小有關(guān)。以內(nèi)的小轉(zhuǎn)角使用得更加頻繁，因此取 ? ? ????????o m ax202021100oooo??????????????? ……………………………………… (57) 建立約束條件時應(yīng)考慮到：設(shè)計變量 m及 γ 過小時，會使橫拉桿上的轉(zhuǎn)向力過大；當(dāng) m過大時，將使梯形布置困難，故對 m 的上、下限及對γ 的下限應(yīng)設(shè)置約束條件。拉桿的形狀應(yīng)符合布置要求，有時不得不做成彎 的，這就減小了縱向剛度。穩(wěn)定性安全系數(shù)不小于 ～ 。綜上所述，各設(shè)計變量的取值范圍構(gòu)成的約束條件為 0min ??mm ……………………………………………………………… (58) 0max ??mm ……………………………………………………………… (59) 0min ???? ………………………………………………………… … (510) 梯形臂長度 m設(shè)計時常取在 minm =， maxm =。此時，兩轉(zhuǎn)向前輪軸線的延長線應(yīng)交在后軸延長線上，如圖 733 所示。其求法如下 (圖 53b)： 1)延長 BKB 與 AKA ，交于立柱 AB 的瞬心 P 點 ， 由 P 點作直線 PS。 第五章 轉(zhuǎn)向梯形 轉(zhuǎn)向梯形有整體式和斷開式兩種，選擇整體式或斷開式轉(zhuǎn)向梯形方案與懸架采用何種方案有聯(lián)系 。液壓阻力等于反作用閥面積與工作液壓壓強(qiáng)的乘積。 (1)分配閥的泄漏量 △Q 要求 △Q 不大于溢流閥限制下最大排量的 5％～10％。 活塞行程是車輪轉(zhuǎn)至最大轉(zhuǎn)角時，由直拉桿 的移動量換算到活塞桿處的移動量得到 的。例如整體式動力轉(zhuǎn)向器，由于分配閥、轉(zhuǎn)向器、動力缸三者裝在一起，因而結(jié)構(gòu)緊湊，管路也短。 轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑的確定 用下式計算確定搖臂軸直徑 d 3 ?RKMd ? ……………… ..… .……… ..… .………… ..… （ 39） 式中， K 為安全系數(shù)，根據(jù)汽車使用條件不同可取 ～ ； RM 為轉(zhuǎn)向阻力矩；0? 為扭 轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限。為了消除中間齒磨損后產(chǎn)生的間隙而又不致在轉(zhuǎn)彎時使兩端齒卡住，則應(yīng)增大兩端齒嚙合時的齒側(cè)間隙。在螺距不變的條件下，鋼球直徑 d 越大，圖 31 中的尺寸 b 越小，要求 b=(Pd)。 鋼球數(shù)目可有下式確定： )13. . . . . . . (. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .21c o s 0 ???? dDWd DWn ???式中 D鋼球中心距； W—— 個環(huán)路中的鋼球工作圈數(shù)，為了使載荷在各鋼球間分布均勻，一般W=， 當(dāng)轉(zhuǎn)向器的鋼球工作圈數(shù)需大于 時，則應(yīng)采用兩個獨立的環(huán)路； d鋼球直徑； 0? —— 螺線導(dǎo)程角； 滾道截面 四段圓弧滾道截面。轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向器左置時轉(zhuǎn)向螺桿為左旋，右置時為右旋。汽車發(fā)生碰撞事故時，凸緣斜面上產(chǎn)生的軸向力 FZ和徑向力 Fj相等，其最大值由彈性墊片的強(qiáng)度來決定。下轉(zhuǎn)向軸呈 T 字形，其上端與一個壓鑄件上鑄有兩孔，孔內(nèi)壓人橡膠套與塑料襯套后再與上轉(zhuǎn)向軸 呈倒鉤狀連接，構(gòu)成安全轉(zhuǎn)向軸。齒扇軸內(nèi)側(cè)端部有切槽，調(diào)整螺釘?shù)膱A柱形端頭即嵌入此切槽中。轉(zhuǎn)向螺母外側(cè)的下平面加工成齒條，與齒扇軸（即搖臂軸）上的齒扇嚙合。反沖現(xiàn)象會使駕駛員精神緊張，并難以準(zhǔn)確控制汽車行駛方向，轉(zhuǎn)向盤突然轉(zhuǎn)動又會造成打手，對駕駛員造成傷害。 當(dāng)汽車直線行駛偶遇外界阻力使轉(zhuǎn)向輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，阻力矩通過轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器、閥套下部銷軸作用在閥套上，使之與閥芯之間產(chǎn)生相對角位移，這樣使動力缸左、右腔油壓不等，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向方向相反的助力作用。自泵來的液壓油經(jīng)閥芯與閥套間的間隙，流向動力缸兩端，動力缸兩端油壓相等。轉(zhuǎn)向系中設(shè)有轉(zhuǎn)向減震器時，能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生振動，同時又能使傳動轉(zhuǎn)向盤上的反沖力明顯下降。當(dāng)零件磨損嚴(yán)重到十轉(zhuǎn)向盤自