【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 cosk/m2cosγcosγ+θ0cos2γk/m2+l2(k/m)cosγ+θ0式中 k——兩主銷延長(zhǎng)線與地面交點(diǎn)的距離 m——梯形臂長(zhǎng) m=asinγ γ——底角 評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的目標(biāo)函數(shù)：fx=θ0i=1θ0ωθ0iθi39。θ0iθiθ0iθiθ0i100%式中 ωθ0——加權(quán)因子ωθ0= 0176。θ0≤10176。 10176。θ0≤20176。 20176。θ0≤θ0max式中外輪最大轉(zhuǎn)角θ0max：θ0max=arcsinLDmin2a轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化的約束條件：mmmin≥0mmaxm≥0γγmin≥0縱拉桿是用來連接轉(zhuǎn)向垂臂和轉(zhuǎn)向杠桿的空心管。轉(zhuǎn)向縱拉桿的功能是將轉(zhuǎn)向搖臂傳遞來的力和運(yùn)動(dòng)傳遞給轉(zhuǎn)向節(jié)臂。它既受拉力也受壓力，因此采用優(yōu)質(zhì)特種鋼制造?？v拉桿做空間運(yùn)動(dòng)，為不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，采用球頭銷連接。 縱拉桿參考同類型小客車轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，縱拉桿長(zhǎng)度取l1=800mm，縱拉桿規(guī)格為?428，許用應(yīng)力σ=70~150MPa，縱拉桿軸向力Q選為前橋負(fù)荷G1的一般，即Q==10046=5023N。則縱拉桿的拉（壓）應(yīng)力σ，σ=QA=4QπD2d2=4（42226178。）=≤σ符合強(qiáng)度要求。轉(zhuǎn)向橫拉桿是聯(lián)系左、右梯形臂并使其協(xié)調(diào)工作的連接桿，它在汽車行駛過程中反復(fù)承受拉力和壓力，采用剛強(qiáng)度冷拉鋼管制造[2]。1接頭 2橫拉桿 3夾緊螺栓 8彈簧 5防塵墊 6支撐塊 7球頭銷 9螺栓 10限位銷 橫拉桿橫拉桿直徑d由下式確定：d≥4Mrmπσ ()則可計(jì)算出橫拉桿直徑d≥4Mrmπσ=4428949200216=，取d=20mm。由于橫拉桿是空心鋼管做成的，選橫拉桿外徑d1=30mm，則其內(nèi)徑為：d2=d12d2=202102=22mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)向節(jié)臂l初選為，l=200mm,則橫拉桿軸向力：S=Qlmsinγ=5022sin68176。=5416N因?yàn)闄M拉桿受拉力和壓力，應(yīng)此其正應(yīng)力σb:σb=4Sπd2=4102=69MPaσ符合強(qiáng)度要求。第6章 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力，包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力、車輪穩(wěn)定阻力、輪胎變形阻力和轉(zhuǎn)向系內(nèi)摩擦阻力等。要準(zhǔn)確的計(jì)算出所有阻力幾乎是不可能的，因此采用一條半經(jīng)驗(yàn)公式來進(jìn)行計(jì)算。在瀝青或混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩：TR=f3G13P式中 f——滑動(dòng)摩擦因數(shù)， G1——轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷 （N） P——輪胎氣壓 （MPa） 轉(zhuǎn)向節(jié)原地轉(zhuǎn)向阻力矩 TR=f3G13P==428949 Nmmf——滑動(dòng)摩擦因數(shù)f=G1——轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷G1=10046 NP——輪胎氣壓P=作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力Fh的計(jì)算：Fh=2L1MrL2Dswiωη+ （）式中 L1——轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)度 L2——轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)度因?yàn)長(zhǎng)1L2=iω39。，即L1L2近似等于1。由式（）可以計(jì)算出轉(zhuǎn)向盤手力Fh， 轉(zhuǎn)向盤手力FhFh=2L1MrL2Dswiωη+=Fh=242894942520=134 NMr——轉(zhuǎn)向阻力矩Mr=428949 NDsw——轉(zhuǎn)向盤直徑Dsw=425mmiω——轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iω=20η+——轉(zhuǎn)向器正效率η+=循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要由螺桿、螺母、轉(zhuǎn)向器殼和鋼球組成。循環(huán)球是指將小鋼球放置在螺桿與螺母之間的密封管道內(nèi)，將螺母螺桿的滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為螺桿與鋼球，鋼球與螺母之間的滾動(dòng)摩擦，從而減小摩擦損失。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)向柱固定在一起的螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)起來推動(dòng)螺母上下運(yùn)動(dòng)，螺母再通過齒輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向搖臂往復(fù)搖動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副 小型客車部分參數(shù)裝備質(zhì)量G1（kg）2010前橋負(fù)荷（kg）1025軸距L（mm）3110前輪距（mm）1655后輪距（mm）1650輪胎壓強(qiáng)P（mpa）輪胎規(guī)格215 轉(zhuǎn)向盤直徑Dsw（mm）425鋼球中心距是指螺桿兩側(cè)鋼球中心間的距離。它是設(shè)計(jì)循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的基本尺寸。影響D選取的因素:鋼球中心距D的尺寸直接影響轉(zhuǎn)向器的尺寸，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，D應(yīng)盡可能的小。鋼球中心距一般取20mm——40mm，取D=25mm。螺桿內(nèi)外徑的選取條件為內(nèi)外徑差值D2D1為（5——10）%鋼球中心距。螺桿外徑D1通常在20——38mm內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)按轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷選取。螺母內(nèi)徑D2應(yīng)大于D1，一般D2D1=（5%——10%）D。根據(jù)表64，取D1=25mm，則D2=D1+10%D=。 循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的主要參數(shù)參數(shù)數(shù) 值齒扇模數(shù)搖臂軸直徑22263032323842鋼球中心距20232528303540螺桿外徑20232528293438鋼球直徑螺距工作圈數(shù)環(huán)流行數(shù)2齒扇齒數(shù)5齒扇整圓齒數(shù)1213141315齒扇壓力角22176。30′齒扇寬22252530283435252728323838大多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)向器有兩個(gè)環(huán)路，其工作鋼球圈數(shù)W與接觸強(qiáng)度有關(guān)。增加工作鋼球圈數(shù)能降低接觸應(yīng)力，提高承載能力。工作鋼球圈數(shù)2圈。=。鋼球的直徑大則傳遞力時(shí)承載增大，同時(shí)螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向器的尺寸也隨之增大。在保證足夠的強(qiáng)度下盡可能選取直徑小的鋼球。 影響鋼球數(shù)量n的因素n 影響因素要求n取備注承載能力多n多，承載能力好工作可靠性少n多時(shí)，因?yàn)槌叽缯`差導(dǎo)致受力不均勻且易堵塞鋼球數(shù)n：n=πDWdcosα0≈πDWd （）式中 D——鋼球中心距 W——一個(gè)環(huán)路中鋼球數(shù)量 n——不包括環(huán)流導(dǎo)管中的鋼球數(shù) α0——螺旋倒程角通常α0=5176?！?0176。，則鋼球直徑應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，一般在6～9mm范圍內(nèi)選取，取d=,則cosα0≈1，帶入公式（）解得n=。=30。鋼球在螺桿中是通過弧面來接觸的，稱為滾道。滾道截面有很多種，有單圓弧，四段圓弧和橢圓圓弧。 多滾道對(duì)比表形式 特點(diǎn)單圓弧 四段圓弧 橢圓圓弧接觸點(diǎn)（理論）243軸向間隙大小小軸向定位不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定工藝容易難難應(yīng)用不用多少通過上表可以看出，四段圓弧運(yùn)用較多，因此本轉(zhuǎn)向器滾道也選用四段圓弧。 四段圓弧滾道截面滾道與鋼球之間存在間隙，除了貯油潤(rùn)滑之外，也能貯存一些磨損的雜質(zhì)。為了減小摩擦，螺桿和螺母滾道半徑R2應(yīng)大于鋼球半徑，即R2d/2,通常取R2=（—）d。根據(jù)表52取鋼球直徑d=，則滾道半徑R2=。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θ。接觸角的大小影響軸向力與徑向力的分配。希望軸向力與徑向力越接近越好，所以選取θ=45176。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角φ，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向器螺母移動(dòng)距離S：S=φP2π （）式中 P——螺桿螺距 查表52，P=，倒程角α0=5176。40′。當(dāng)螺母移動(dòng)S時(shí)，齒扇節(jié)圓轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)也應(yīng)為S，搖臂軸轉(zhuǎn)過角度βp,其關(guān)系如下：S=βpr ()式中 r——齒扇節(jié)圓半徑聯(lián)立式（）和（）可得：φ=2πrβpP ()對(duì)φ和βp進(jìn)行微分運(yùn)算可得到轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iω:iω=2πrP ()，齒扇整圓齒數(shù)z=13,且有r=m z/2,則有r=m z/2=413/2=26mm?？汕蟪鲛D(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iω=2πrP=2=17由此可以看出螺距P直接影響轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。σ=K3NE22d1R22≤σ ()式中 E——材料彈性模量，105 mpa N——每個(gè)鋼球與滾道間正壓力 K——系數(shù)，A/B==，其中A=1r1R2/2。 B=12+1R1/2 系數(shù)K與A/B的關(guān)系A(chǔ)/BKA/BK又每個(gè)鋼球與滾道正壓力N：N=FhDsw2nlsinα0cosθ ()式中 l——鋼球接觸點(diǎn)到螺桿中心線距離，l=將數(shù)據(jù)帶入式（）可得N=1484 N則可根據(jù)式（）計(jì)算出σ=3526mpa所以許用接觸應(yīng)力[σ]=3500—4000mpa。齒扇齒的彎曲應(yīng)力σw=6FhBS2≤[σw] ()式中 r——基圓半徑，r=mz2=26, 模數(shù)m=F——作用在齒上的周轉(zhuǎn)力，F(xiàn)max=Mrr=16498N B——齒寬，查表53知，B=25mm S——基圓齒厚，S=πm2= h——齒高，h=m2ha+hc=9mm則可得到σw=6FhBS2=616498925=第7章 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向力矩決定了液壓力F的大小，即最大轉(zhuǎn)向阻力矩Mr。液壓力F可以由制動(dòng)力缸和轉(zhuǎn)向輪的杠桿尺寸，轉(zhuǎn)向阻力矩Mr計(jì)算所需液壓力F的大小。F=Mra=42894986=4988N液壓缸的工作壓力P與系統(tǒng)的負(fù)載有關(guān)，當(dāng)工作壓力與負(fù)載相差過大時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備尺寸問題，為此，根據(jù)實(shí)際情況選取相應(yīng)的工作壓力。 負(fù)載與工作壓力對(duì)應(yīng)表負(fù)載/KN551010202030305050工作壓力/mpa344557由上表可知，其工作壓力P的范圍：,考慮到液壓缸摩擦等問題，取工作壓力P=由F=π4D2d2P得 D=4FπP+d2 （）式中 D——液壓缸內(nèi)徑 （cm） d——活塞桿直徑 （cm），按d= P——油壓 （kg/cm2） F——液壓缸作用力 （kg）由式（）計(jì)算得出D==,取D=63mm。液壓缸長(zhǎng)度除了活塞桿的行程外，還應(yīng)有一個(gè)緩沖間隙，大約為10mm?；钊麠U做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在其極限位置還需要一個(gè)導(dǎo)向長(zhǎng)度l，通常l=（—）D?；钊麠U的運(yùn)動(dòng)速度按發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)油泵排量計(jì)算。保證轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度在60轉(zhuǎn)/分鐘以上。液壓助力式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用的轉(zhuǎn)向油泵有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵三種。轉(zhuǎn)向油泵應(yīng)有以下要求：，保證快的轉(zhuǎn)向速度。由以上要求，油泵自身應(yīng)帶有溢流閥，減少壓降，限制其最大排量，保證轉(zhuǎn)向靈敏、安全。液壓油流速的選取，考