【文章內容簡介】 ?????? ???? // （ 18） (2) 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? （ 19） 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。 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 為作用在轉向盤上的力矩； SWD 為轉向盤直徑。 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。通常輕型越野車的 a 值在 ～ 倍輪胎的胎面寬度尺寸范圍內選取。轉 向盤直徑 SWD 應根據(jù)車型不同在 GB5911— 86 轉向盤尺寸標準中規(guī)定的系列內選取。本次設計用原有車型的數(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 a 和 SWD 不變時，力傳動比 pi 越大，雖然轉向越輕，但 0?i 也越大，表明轉向不靈敏。 (3) 轉向系的角傳動比 0?i 轉向傳動機構角傳動比，除用 kP ddi ??? /?? 表示以外，還可以近似地用轉向節(jié)臂臂長 2L與搖臂長 1L 之比來表示，即 12 // LLddi kP ??? ??? ?，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 ?? 。由此可見，研究轉向系的傳動比特性，只需研究轉向器的角傳動比 ?i 及其變化規(guī)律即可。 (4) 轉向器角傳動比及其變化規(guī)律 式（ 19）表明：增大角傳動比可以增加力傳動比。從 hwp FFi /2? 可知，當 WF 一定時，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：對于一定的轉向盤角速度，轉向輪偏轉角速度與轉向器角傳動比成反比。角傳動比增加后，轉向輪偏轉角速度對轉向盤角速度的影響應變得遲鈍，使轉向操縱時間增長，汽車轉向靈敏性降低，所以“輕”和“靈”構成 一對矛盾。為解決這對矛盾，可采用變速比轉向器。 齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿指銷式轉向器都可以制成變速比轉向器。循環(huán)球齒條齒扇式轉向器的角傳動比 Pri /2?? ? ，因結構原因，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)球齒條齒扇式轉向器實現(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 ，轉向器其他參數(shù)根據(jù)表（ 33）進行選取。 9 表 31 BJ2020 的主要技術參數(shù) BJ2020 汽車系列 BJ2020S 系列 BJ2020N 系列 全長 [mm] 4068 3860 全寬 [mm] 1768 1750 全高 [整車裝備質量時 ][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 最大裝載質量 [kg] 425 整車裝備質量 [kg] 1560 1520 前橋軸荷 [整車裝備質量時 ][kg] 757 780 后橋軸荷 [整車裝備質量時 ][kg] 803 740 最大總質量 [kg] 1990 1945 最大拖掛質量 [掛車和貨物 ][kg] 800 ? ? ? 表 32 乘用車 循環(huán)球轉向器的齒扇齒模數(shù) 齒扇齒模數(shù)/mm 發(fā)動機排量/ml 500 1000～ 1800 1600 ～2021 2021 2021 轎車前軸負荷 /N 3500～ 8000 4700～ 7350 7000 ～9000 8300 ～11000 10000 ～11000 10 表 33 循環(huán)球轉向器的主要參數(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 選取對應的參數(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、螺母傳動副設計 （ 1） 鋼球中心距 D 螺桿外徑 1D 螺母內徑 2D 尺寸 D 、 1D 、 2D 如圖（ 23）所示 圖 23 螺桿 鋼球 螺母傳動副 在保證足夠的強度條件下，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 也相應增加，設計時先參考同類型汽車的參數(shù)進行初選，經強度驗算后，再進行修正。 螺桿外徑 1D 通常在 20～ 38mm 范圍內變化，設計時應根據(jù)轉向軸負荷的不同來選定，螺母內徑 2D 應大于 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 鋼球直徑應符合國家標準，一般常在 6～ 9mm 范圍內，根據(jù) 表 （ 34）。取 d= mm。 每個環(huán)路中的鋼球數(shù)可用下式計算： os0 ?????? ???? dDWd DWn （ 114） 式中， D 為鋼球中心距； W 為一個環(huán)路中的鋼球工作圈數(shù)； n 為不包括環(huán)流導管中的鋼球數(shù)； 0? 為螺線導程角，常取 0? =5176?！?8176。，則 1cos 0 ?? 。 （ 3） 滾道截面 當螺桿和螺母各由兩條圓弧組成，形成四段圓弧滾道截面時，如 圖 (24)，鋼球和滾道又四點接觸，傳動時軸向間隙最小，可滿足轉向盤自由行程小的要求。滾道與鋼球之間的間隙，除用來貯存潤滑油之外，還能貯存磨損雜質。為了減小摩擦，螺桿和螺母溝槽的半徑 2R 12 應大于鋼球半徑 2/d ，一般取 dR )(2 ?? 。 在此我 們取滾道半徑為 ?? 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 和螺旋線導程角 0? ， 轉向盤轉動 ? 角，對應螺母移動的距離 s為 ??2ps? (115) 式中， P 為螺紋螺距。螺距 P 一般在 8～ 11mm 內選取。由 表（ 34）得： P 取 導程角 0? = 5176。 ～ 8176。取 ??70? 。 與此同時，齒扇節(jié)圓轉過的弧長等于 s ，相 應搖臂軸轉過 p? ，其間關系可表示如下： 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 p? 求導得