【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ?????? ???? // （ 18） (2) 力傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系 輪胎與地面之間的阻力 WF 和作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力矩 rM 之間有如下關(guān)系 aMF rW? （ 19） 式中， a 為主銷偏移距，指從轉(zhuǎn)向節(jié)主銷軸線的延長(zhǎng)線與支撐平面的交點(diǎn)至車輪中心平面與支承平面交線間的距離。 作用在方向盤上的手力 hF 可用下式表示 swhh DMF 2? （ 110） 8 式中， hM 為作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩； SWD 為轉(zhuǎn)向盤直徑。 將式（ 19）和（ 110）帶入 hwp FFi /2? 后得到 aMDMi h swrP ? （ 111） 分析式（ 111）可知，當(dāng)主銷偏移距 a 小時(shí)，力傳動(dòng)比 pi 應(yīng)取大些才能保證轉(zhuǎn)向輕便。通常輕型越野車的 a 值在 ～ 倍輪胎的胎面寬度尺寸范圍內(nèi)選取。轉(zhuǎn) 向盤直徑 SWD 應(yīng)根據(jù)車型不同在 GB5911— 86 轉(zhuǎn)向盤尺寸標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的系列內(nèi)選取。本次設(shè)計(jì)用原有車型的數(shù)據(jù)。 如果忽略摩擦損失，根據(jù)能量守恒原理， hr MM /2 可用下式表示 02 ??? iddMM khr ?? （ 112） 將式（ 112）代入（ 111）后得到 aDii swP 20?? （ 113） 當(dāng) a 和 SWD 不變時(shí)，力傳動(dòng)比 pi 越大，雖然轉(zhuǎn)向越輕，但 0?i 也越大，表明轉(zhuǎn)向不靈敏。 (3) 轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比 0?i 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比，除用 kP ddi ??? /?? 表示以外，還可以近似地用轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂長(zhǎng) 2L與搖臂長(zhǎng) 1L 之比來(lái)表示，即 12 // LLddi kP ??? ??? 。現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)中， 2L 與 1L 的比值大約在～ 之間，可近似認(rèn)為其比值為 1，則 ???? ddii /0 ?? 。由此可見，研究轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比特性，只需研究轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比 ?i 及其變化規(guī)律即可。 (4) 轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比及其變化規(guī)律 式（ 19）表明：增大角傳動(dòng)比可以增加力傳動(dòng)比。從 hwp FFi /2? 可知，當(dāng) WF 一定時(shí)，增大 pi 能減少作用在方向盤上的手力 hF ，使操縱輕便。 考慮到 ?? ii ?0 ，由 0?i 的定義可知：對(duì)于一定的轉(zhuǎn)向盤角速度，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比成反比。角傳動(dòng)比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對(duì)轉(zhuǎn)向盤角速度的影響應(yīng)變得遲鈍，使轉(zhuǎn)向操縱時(shí)間增長(zhǎng)，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低，所以“輕”和“靈”構(gòu)成 一對(duì)矛盾。為解決這對(duì)矛盾，可采用變速比轉(zhuǎn)向器。 齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器都可以制成變速比轉(zhuǎn)向器。循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比 Pri /2?? ? ，因結(jié)構(gòu)原因，螺距 P 不能變化，但可用改變齒扇嚙合半徑r 的方法，使循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器實(shí)現(xiàn)變速比的目的。 主要尺寸參數(shù)的選擇 BJ2020 前軸載荷根據(jù)表（ 31）取得為 780kg，再根據(jù)表（ 32）選擇齒扇模數(shù)為 4。在確定齒扇模數(shù)后 ，轉(zhuǎn)向器其他參數(shù)根據(jù)表（ 33）進(jìn)行選取。 9 表 31 BJ2020 的主要技術(shù)參數(shù) BJ2020 汽車系列 BJ2020S 系列 BJ2020N 系列 全長(zhǎng) [mm] 4068 3860 全寬 [mm] 1768 1750 全高 [整車裝備質(zhì)量時(shí) ][mm] 1990 1830 軸距 [mm] 2300 輪距 [前輪、后輪 ][mm] 1470 1440 最小離地間隙 [滿載 ][mm] 210 215 最小轉(zhuǎn)彎直徑 [沿前外輪中心 ][mm] 12 接近角 [滿載 ][176。 ] 41 45 離去角 [滿載 ][176。 ] 33 35 最大裝載質(zhì)量 [kg] 425 整車裝備質(zhì)量 [kg] 1560 1520 前橋軸荷 [整車裝備質(zhì)量時(shí) ][kg] 757 780 后橋軸荷 [整車裝備質(zhì)量時(shí) ][kg] 803 740 最大總質(zhì)量 [kg] 1990 1945 最大拖掛質(zhì)量 [掛車和貨物 ][kg] 800 ? ? ? 表 32 乘用車 循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的齒扇齒模數(shù) 齒扇齒模數(shù)/mm 發(fā)動(dòng)機(jī)排量/ml 500 1000～ 1800 1600 ～2021 2021 2021 轎車前軸負(fù)荷 /N 3500～ 8000 4700～ 7350 7000 ～9000 8300 ～11000 10000 ～11000 10 表 33 循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的主要參數(shù) 齒扇模數(shù) /mm 搖臂軸直徑 /mm 22 26 30 32 32 35 38 40 42 45 鋼球中心距 /mm 20 23 25 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(zhǎng)度 /mm 41 45 52 46 47 58 56 59 62 72 78 80 82 齒扇齒數(shù) 3 5 5 齒扇整圓齒數(shù) 12 13 13 13 14 15 齒扇壓力角 22176。 30′ 27176。 30′ 切削角 6176。 30′ 6176。 30′ 7176。 30′ 齒扇寬 /mm 22 25 25 27 25 28 30 2832 34 38 35 38 根據(jù)所選擇的齒扇模數(shù)， 根據(jù)以上各表 選取對(duì)應(yīng)的參數(shù)為 ： 表 34所選參數(shù) 齒扇模數(shù) 4mm 前橋軸荷 780kg 鋼球直徑 螺距 工作圈數(shù) 螺桿外徑 25mm 11 環(huán)流行數(shù) 2 螺母長(zhǎng)度 47mm 齒扇齒數(shù) 5 齒扇壓力角 27? 30′ 齒扇寬 28mm 切削角 6? 30′ 螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副設(shè)計(jì) （ 1） 鋼球中心距 D 螺桿外徑 1D 螺母內(nèi)徑 2D 尺寸 D 、 1D 、 2D 如圖（ 23）所示 圖 23 螺桿 鋼球 螺母?jìng)鲃?dòng)副 在保證足夠的強(qiáng)度條件下，盡可能將 D 值取小些。選取 D 值的規(guī)律是隨著扇齒模數(shù)的增大，鋼球 中心距 D 也相應(yīng)增加，設(shè)計(jì)時(shí)先參考同類型汽車的參數(shù)進(jìn)行初選，經(jīng)強(qiáng)度驗(yàn)算后，再進(jìn)行修正。 螺桿外徑 1D 通常在 20～ 38mm 范圍內(nèi)變化，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷的不同來(lái)選定，螺母內(nèi)徑 2D 應(yīng)大于 1D ，一般要求 DDD %)10%5(12 ??? 根據(jù) 表 （ 34） 得 ： D =25mm 1D =25mm %1012 ??? DDD mm （ 2） 鋼球直徑 d及數(shù)量 n 鋼球直徑應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，一般常在 6～ 9mm 范圍內(nèi)，根據(jù) 表 （ 34）。取 d= mm。 每個(gè)環(huán)路中的鋼球數(shù)可用下式計(jì)算： os0 ?????? ???? dDWd DWn （ 114） 式中， D 為鋼球中心距； W 為一個(gè)環(huán)路中的鋼球工作圈數(shù)； n 為不包括環(huán)流導(dǎo)管中的鋼球數(shù)； 0? 為螺線導(dǎo)程角，常取 0? =5176?！?8176。，則 1cos 0 ?? 。 （ 3） 滾道截面 當(dāng)螺桿和螺母各由兩條圓弧組成，形成四段圓弧滾道截面時(shí)，如 圖 (24)，鋼球和滾道又四點(diǎn)接觸，傳動(dòng)時(shí)軸向間隙最小，可滿足轉(zhuǎn)向盤自由行程小的要求。滾道與鋼球之間的間隙，除用來(lái)貯存潤(rùn)滑油之外，還能貯存磨損雜質(zhì)。為了減小摩擦，螺桿和螺母溝槽的半徑 2R 12 應(yīng)大于鋼球半徑 2/d ，一般取 dR )(2 ?? 。 在此我 們?nèi)L道半徑為 ?? dR 圖 24 四段圓弧滾道截面 （ 4） 接觸角 ? 鋼球與螺桿滾道接觸點(diǎn)的正壓力方向與螺桿滾道法面軸線間的夾角稱為接觸角 ? 。 ? 角多取為 45176。，以使軸向力與徑向力分配均勻。 （ 5） 螺距 P 和螺旋線導(dǎo)程角 0? ， 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng) ? 角，對(duì)應(yīng)螺母移動(dòng)的距離 s為 ??2ps? (115) 式中， P 為螺紋螺距。螺距 P 一般在 8～ 11mm 內(nèi)選取。由 表（ 34）得： P 取 導(dǎo)程角 0? = 5176。 ～ 8176。取 ??70? 。 與此同時(shí)，齒扇節(jié)圓轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)等于 s ，相 應(yīng)搖臂軸轉(zhuǎn)過(guò) p? ，其間關(guān)系可表示如下： rs p?? （ 116） 式中， r 為齒扇節(jié)圓半徑。聯(lián)立式（ 115），式（ 116）得PPr??? 2?，將 ? 對(duì) p? 求導(dǎo)得