【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的動(dòng)力轉(zhuǎn)向工作原理與齒條齒輪式系統(tǒng)類(lèi)似。其輔助動(dòng)力也是通過(guò)向金屬塊一側(cè)注入高壓液體來(lái)提供的。汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相對(duì)于汽車(chē)的行駛安全至關(guān)重要，因此汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件也都被稱為保安件。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一般有兩級(jí)傳動(dòng)副，第一級(jí)是螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)副，第二級(jí)是齒條齒扇傳動(dòng)副。為了降低轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦力，二者之間的螺紋并不是直接接觸的狀態(tài)，在其中間裝有多個(gè)鋼球，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。轉(zhuǎn)向螺桿和螺母上都被加工出了斷面輪廓為不同心圓弧組成的近似半圓的螺旋槽。他們的螺旋槽能配合在一起形成一個(gè)近似為圓形斷面的螺旋管狀通道。螺母?jìng)?cè)面有兩對(duì)通孔，可將鋼球通過(guò)孔塞入螺旋形通道內(nèi)。轉(zhuǎn)向螺母上安裝有兩根鋼球?qū)Ч?，?dǎo)管的兩個(gè)端口分別插入螺母?jìng)?cè)面的一對(duì)通孔中。導(dǎo)管內(nèi)也裝滿鋼球。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)鋼球?qū)⒘鬟f到轉(zhuǎn)向螺母，螺母會(huì)沿著軸向移動(dòng)。同時(shí)，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動(dòng)。在轉(zhuǎn)向器運(yùn)行時(shí)，兩列鋼球在各自的封閉流道內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)，不會(huì)脫落出來(lái)。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，且使二轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 轉(zhuǎn)向器的效率功率自轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)由轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出求得的效率稱之為正效率，用符號(hào)表示，；反之則稱為逆效率，用符號(hào)表示。為轉(zhuǎn)向器摩擦功率；為轉(zhuǎn)向搖臂軸功率。轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí)輕便穩(wěn)定，則要求正效率高，汽車(chē)轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤(pán)能自動(dòng)返回到直線行駛位置的過(guò)程中，又要有一定的逆效率。減輕在不平路面上行駛時(shí)駕駛員的疲勞程度，車(chē)輪與路面之間的作用力傳回到轉(zhuǎn)向盤(pán)上時(shí)要盡可能的小，這要求逆效率必須盡可能的低。 (1) 轉(zhuǎn)向器類(lèi)型、轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與轉(zhuǎn)向效率滾針軸承和球軸承等三種結(jié)構(gòu)之一。滾針軸承除滾輪與滾針之間有摩擦損失外，滾輪側(cè)翼與墊片之間還存在著一定的滑動(dòng)摩擦損失，因此這種轉(zhuǎn)向器的效率不高，另外兩種結(jié)構(gòu)在前面說(shuō)的四種轉(zhuǎn)向器中，齒輪齒條式、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正效率都相對(duì)比較高，而蝸桿指銷(xiāo)式轉(zhuǎn)向器的正效率要低的多。同一類(lèi)型的轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同也會(huì)使得效率不一樣。如蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的滾輪與支持軸之間使用的軸承可以選用滾針軸承、圓錐滾子軸的轉(zhuǎn)向器效率，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分別為70%和75%。(2) 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和效率如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，對(duì)于蝸桿和螺桿類(lèi)轉(zhuǎn)向器，其效率可用下式計(jì)算 （21）式中， 為螺桿的螺線導(dǎo)程角：為摩擦角，；為摩擦因數(shù)。取為7176。；，；根據(jù)逆效率的大小，轉(zhuǎn)向器又分為可逆式、極限可逆式和不可逆式。路面反作用在車(chē)輪上的力，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向系會(huì)大部分的被傳遞回轉(zhuǎn)向盤(pán)，這種逆效率相對(duì)較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式的。它能保證轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤(pán)可以自動(dòng)回正。這不僅減輕了駕駛員的疲勞，也提高了行駛安全性。但是，在不平的路面上行進(jìn)時(shí)，車(chē)輪受到的沖擊力大部分傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)，引起駕駛員“打手”，使駕駛員精神緊張；如果長(zhǎng)時(shí)間在不平的路面上行進(jìn)，會(huì)使駕駛員疲勞，影響安全駕駛。不可逆式轉(zhuǎn)向器，是指車(chē)輪受到的沖擊力不能傳到轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向器。沖擊力由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件承受，因此會(huì)使得零件特別容易損壞。同時(shí)，它不能保證車(chē)輪自動(dòng)回正，駕駛員對(duì)路面感覺(jué)非常低，因此，現(xiàn)代汽車(chē)已經(jīng)不使用這種類(lèi)型的轉(zhuǎn)向器了。極限可逆式轉(zhuǎn)向器的情況則介于上述兩者之間。在車(chē)輪受到?jīng)_擊力作用時(shí)，反力只有相對(duì)較小一部分的力傳回轉(zhuǎn)向盤(pán)。它的逆效率相對(duì)比較低，而在不平路面上行駛時(shí)，駕駛員并不十分緊張，同時(shí)，零件受到的沖擊力也沒(méi)有不可逆式轉(zhuǎn)向器的大。如果只考慮到嚙合副的摩擦損失，則可用以下公式做出計(jì)算 （22）式（21）和（22）表明：導(dǎo)程角增大時(shí)，正效率逆效率都增大。受增大的影響，不應(yīng)取得太。而當(dāng)導(dǎo)程角小于或等于摩擦角時(shí)，逆效率小于等于零，此時(shí)則表明該轉(zhuǎn)向器屬于不可逆式轉(zhuǎn)向器。 傳動(dòng)比的變化特性(1) 轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比、力傳動(dòng)比。輪胎接地面中心作用在兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪上的合力與作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的手力的比，稱為力傳動(dòng)比，即 （23）轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度 與轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度 之比，為轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比。 （24） 式中的為轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角增量；為轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角增量；為時(shí)間增量。轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比又由角傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比所組成， 。轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度比搖臂軸角速度，稱為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。 （25）式中的為搖臂軸轉(zhuǎn)角增量。此定義適應(yīng)于除齒輪齒條式之外的轉(zhuǎn)向器。搖臂軸角速度與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度之比，稱為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的角傳動(dòng)比，即 （26）(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和作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力矩之間有如下關(guān)系 （27）式中，為主銷(xiāo)偏移距，指從轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)軸線的延長(zhǎng)線與支撐平面的交點(diǎn)至車(chē)輪中心平面與支承平面交線間的距離。作用在方向盤(pán)上的手力可用下式表示 （28）式中的是作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力矩；是轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑。將式（23）和（24）帶入后得到 （29）分析式（25）可知，當(dāng)主銷(xiāo)偏移距小時(shí)，力傳動(dòng)比應(yīng)取的相對(duì)大一些才能保證轉(zhuǎn)向輕便靈活?！１敬卧O(shè)計(jì)用原有車(chē)型的數(shù)據(jù)。忽略摩擦損失，可用下式表示出 （210）將式（26）代入（25）后得到 （211）當(dāng)和不變時(shí)，力傳動(dòng)比越大， 也越大，雖然轉(zhuǎn)向變得輕便了，但表明轉(zhuǎn)向不靈敏。(3) 轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比計(jì)算轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比時(shí)，除用表示以外，還可以用轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂長(zhǎng)與搖臂長(zhǎng)之比表示，即?，F(xiàn)代汽車(chē)結(jié)構(gòu)中，～，可近似認(rèn)為比值為1， 。因此，如果要研究轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比特性，只需要研究轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比和的變化規(guī)律。(4) 角傳動(dòng)比及其的變化規(guī)律式（27）表明：如果增大角傳動(dòng)比，可以增加力傳動(dòng)比。由可知，一定時(shí)，增大就可以減少作用在方向盤(pán)上的手力。 主要尺寸參數(shù)的選擇 由設(shè)計(jì)要求汽車(chē)前軸載荷為6KN，再根據(jù)表（22）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（21）和表（23）進(jìn)行選取。表21 循環(huán)