【正文】 述可知,轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)=230mm,轉(zhuǎn)向搖臂軸到動(dòng)力缸活塞之間的距離L取100mm.代入數(shù)據(jù)可得，D=.活塞行程是車(chē)輪轉(zhuǎn)至最大轉(zhuǎn)角時(shí)，由直拉桿的移動(dòng)量換算到活塞桿處的移動(dòng)量得到的?；钊频絻啥藰O限位置，還要留有一定間隙。活塞移到左側(cè)極限位置時(shí)，其端面到動(dòng)力缸之間，應(yīng)當(dāng)留有10mm間隙?；钊频接覀?cè)極限位置時(shí)，其端面到缸蓋之間應(yīng)留有e=(～)D的間隙，以利于活塞導(dǎo)向作用。 活塞厚度可取為B=。動(dòng)力缸的最大長(zhǎng)度s用下式計(jì)算確定 ()式中，s1為活塞最大位移量。這里取s1=300mm.s=10+++300= 動(dòng)力缸殼體壁厚t，根據(jù)計(jì)算軸向平面拉應(yīng)力σz來(lái)確定 ()式中，p為油液壓力；D為動(dòng)力缸內(nèi)徑；t為動(dòng)力缸殼體壁厚；n為安全系數(shù)，n=～；這里取n=。殼體材料有球墨鑄鐵和鑄造鋁合金兩種。球墨鑄鐵采用QT500—05，抗拉強(qiáng)度為500MPa，抗拉強(qiáng)度為160～240MPa。本題采用球墨鑄鐵為殼體材料.要使,則要使,取t=2mm.活塞桿用40或45鋼制造。為提高可靠性和壽命，要求其表面鍍鉻并磨光。 預(yù)開(kāi)隙e1 分配滑閥參數(shù)的選擇分配滑閥的主要參數(shù)有：滑閥直徑d，預(yù)開(kāi)隙e密封長(zhǎng)度e2和滑閥總移動(dòng)量e等。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。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)下列關(guān)系式來(lái)確定上述參數(shù)。 分配閥的泄漏量ΔQ 要求ΔQ不大于溢流閥限制下最大排量的5％～10％。ΔQ按下式計(jì)算 ()式中，ΔQ為分配閥泄漏量()；Δr為滑閥和閥體在半徑方向的間隙(cm)，一般Δr在0．0005～0．00125cm，計(jì)算時(shí)取最大間隙：Δp為滑閥進(jìn)、出口油壓差，又稱(chēng)局部壓力降(MPa)；d為滑閥外徑(cm)；e2為密封長(zhǎng)度(cm)，e2=ee1；μ為液體動(dòng)力粘度(Pas)。 局部壓力降Δp 汽車(chē)直線行駛時(shí)，液流流經(jīng)分配閥后流回油箱。液流流經(jīng)分配閥時(shí)，產(chǎn)生的局部壓力降Δp用下式計(jì)算 （）式中，Δp為局部壓力損失 (MPa)；V為中立位置的液流流速(m/s)，用下式計(jì)算： （）式中，Q為溢流閥限制下的最大排量(L／min)，；d為滑閥直徑(cm)；e1為預(yù)開(kāi)隙(cm)。Δp的允許值為MPa分析式()、式()可知：若滑閥直徑d和預(yù)開(kāi)隙e1取得過(guò)小，將使中立位置的液流流速增大，并導(dǎo)致Δp超過(guò)允許值。 分配閥的回位彈簧為了防止因外界干涉破壞分配閥的正常工作和保證轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤(pán)的自動(dòng)回正作用，回位彈簧的力在保證轉(zhuǎn)向輕便的條件下，應(yīng)盡可能取大些。為克服回位彈簧上的壓力，反映在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的作用力，轎車(chē)應(yīng)比貨車(chē)的小些。回位彈簧預(yù)壓縮力的最小值，應(yīng)大于轉(zhuǎn)向器逆?zhèn)鲃?dòng)時(shí)的摩擦力，否則轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪不可能有自動(dòng)回正作用。轉(zhuǎn)向器的摩擦力可由試驗(yàn)確定。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的評(píng)價(jià)指標(biāo)(1)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能 用效能指標(biāo)s=Fh／Fh′來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能。式中，F(xiàn)h和Fh′為沒(méi)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器和有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪所必須作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力?，F(xiàn)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的效能指標(biāo) s=1～15。(2)路感 駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)，除要克服轉(zhuǎn)向器的摩擦力和回位彈簧阻力外，還要克服反映路感的液壓阻力。液壓阻力等于反作用閥面積與工作液壓壓強(qiáng)的乘積。在最大工作壓力時(shí)，轎車(chē)：換算到轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力增加約30—50N，貨車(chē)：增加80～100N。(3)轉(zhuǎn)向靈敏度 轉(zhuǎn)向靈敏度可以用轉(zhuǎn)向盤(pán)行程與滑閥行程的比值i來(lái)評(píng)價(jià) ()式中,為轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑；為轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角。δ為滑閥行程。由式()可見(jiàn)，當(dāng)Dsw 和δ 的數(shù)值不變時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角甲僅僅取決于比值i，所以這完全可以表達(dá)轉(zhuǎn)向靈敏度。比值i越小，則動(dòng)力轉(zhuǎn)向作用的靈敏度越高。轉(zhuǎn)向靈敏度也可以用接通動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)，作用到轉(zhuǎn)向盤(pán)的手力和轉(zhuǎn)角來(lái)評(píng)價(jià)，要求此力在20～50N，轉(zhuǎn)角在10176?！?5176。范圍。 靜特性曲線分段示意圖(4)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的靜特性 動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的靜特性是指輸入轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩之間的變化關(guān)系曲線，是用來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的主要特性指標(biāo)。因輸出轉(zhuǎn)矩等于油壓壓力乘以動(dòng)力缸工作面積和作用力臂，對(duì)于已確定的結(jié)構(gòu)，后兩項(xiàng)是常量，所以可以用輸入轉(zhuǎn)矩M。與輸出油壓戶(hù)之間的變化關(guān)系曲線來(lái)表示動(dòng)力轉(zhuǎn)向的靜特性。常將靜特性曲線劃分為四個(gè)區(qū)段。在輸入轉(zhuǎn)矩不大的時(shí)候，相當(dāng)于圖中A段，是直線行駛位置附近小角度轉(zhuǎn)向區(qū)，曲線呈低平形狀，油壓變化不大；汽車(chē)原地轉(zhuǎn)向或調(diào)頭時(shí)，輸入轉(zhuǎn)矩進(jìn)入最大區(qū)段(圖中C段)，要求助力轉(zhuǎn)向效果應(yīng)當(dāng)最大，故油壓曲線呈陡而直狀上升；月區(qū)段屬常用快速轉(zhuǎn)向行駛區(qū)段，要求助力作用要明顯，油壓曲線的斜率變化應(yīng)較大，曲線由較為平緩變陡。除此之外，上述三個(gè)區(qū)段之間的油壓曲線過(guò)渡要求平滑，D區(qū)段曲線就表明是一個(gè)較寬的平滑過(guò)渡區(qū)間。要求動(dòng)力轉(zhuǎn)向器向右轉(zhuǎn)和向左轉(zhuǎn)的靜特性曲線應(yīng)對(duì)稱(chēng)。對(duì)稱(chēng)性可以評(píng)價(jià)滑閥的加工和裝配質(zhì)量。要求對(duì)稱(chēng)性大于0．85。5 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系的要求，除了機(jī)動(dòng)性、輕便型和操縱穩(wěn)定性之外，還必須保證轉(zhuǎn)向軸的內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪有一定的比例關(guān)系，使汽車(chē)轉(zhuǎn)向過(guò)程中所有的車(chē)輪都是純滾動(dòng)或有極小的滑移，這一要求一般由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)近似的實(shí)現(xiàn)。：轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的任務(wù)是將轉(zhuǎn)向器輸出端的擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽?、右轉(zhuǎn)向車(chē)輪繞其轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)的偏轉(zhuǎn)，并使它們偏轉(zhuǎn)到繞同一瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心的不向軌跡圓上，實(shí)現(xiàn)車(chē)輪無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)轉(zhuǎn)向。為了使左、右轉(zhuǎn)向車(chē)輪偏轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系能滿(mǎn)足這一汽車(chē)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求，則要由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的精確設(shè)計(jì)來(lái)保證。由于一般齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器與左右橫拉桿鉸接，而左右橫拉桿一般直接與轉(zhuǎn)向節(jié)下節(jié)臂鉸接，所以在這里我假定把左右梯形臂轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)向節(jié)的一部分。梯形臂長(zhǎng)度常取在=,=, 轉(zhuǎn)向梯形臂長(zhǎng)170mm。 轉(zhuǎn)向中心的不同軌跡圓 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向原理簡(jiǎn)圖為保證汽車(chē)行駛的安全性，在一般情況下應(yīng)盡量將梯形布置在前軸之后，橫拉桿的高度應(yīng)在前軸下表面以上15mm處，以避免障礙物的撞擊。只有在發(fā)動(dòng)機(jī)的位置很低或前軸是驅(qū)動(dòng)軸時(shí)，由于梯形臂的橫拉桿難于布置時(shí)才不得不把轉(zhuǎn)向梯形放在前軸之前，此時(shí)橫拉桿位置應(yīng)盡量高些。我的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形布置在前軸以后，橫拉桿在前軸下表面以上15mm處。 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)尺寸的初步確定轉(zhuǎn)向梯形的基本尺寸主要是梯行底角θ和梯形臂長(zhǎng)m。梯形臂長(zhǎng)m主要根據(jù)布置空間而定，它直接影響到橫拉桿軸向力的大小。橫拉桿軸向力 ()式中，是縱拉桿對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)上臂的作用力，一般可用前軸負(fù)荷G1的一半計(jì)算，即FQ=。l是縱拉桿作用力臂；是橫拉桿軸向力FS的作用力臂。從上式可以看出，梯形臂不宜過(guò)短，因?yàn)闄M拉桿軸向力與梯形臂長(zhǎng)m成反比，m減小導(dǎo)致FS增大。但梯形臂長(zhǎng)度也不宜過(guò)大，否則會(huì)使其布置困難，尤其對(duì)于前置梯形更是如此。通常汽車(chē)上梯形臂長(zhǎng)度m與兩主銷(xiāo)中心距的比值約為m／=~。綜合分析，我選取的主要參數(shù)m為170mm，為1300mm，m／。梯行底角θ是一個(gè)非常重要的參數(shù)，一般情況下，對(duì)整體式轉(zhuǎn)向軸后置梯形來(lái)說(shuō)，兩梯形臂延長(zhǎng)線的交點(diǎn)約在前軸后軸距的2／3處左右。在實(shí)際設(shè)計(jì)中梯行底角θ是根據(jù)整車(chē)布置最后確定的，一般在70到80范圍內(nèi),，很難設(shè)計(jì)得十分合理，一般設(shè)時(shí)橫拉桿接頭與車(chē)輪間隙不小于8mm。、桿與球銷(xiāo)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的桿件應(yīng)選用剛性好、質(zhì)量小的30或35號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管制造，其沿長(zhǎng)度方向的外形可根據(jù)總布置的需要確定。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各元件間采用球形鉸接．球形鉸接的主要特點(diǎn)是能夠消除由于鉸接處的表而磨損而產(chǎn)生的間隙，也能滿(mǎn)足兩鉸接件間復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在現(xiàn)代球形鉸接的結(jié)構(gòu)中均是用彈簧將球頭與襯墊壓緊。而且應(yīng)采用有效結(jié)構(gòu)措施保持住潤(rùn)滑材料及防止灰塵污物進(jìn)入。球銷(xiāo)與襯墊均采用低碳合金鋼如12CrNi3A，18MnTi，或20CrN制造，工作表面經(jīng)滲碳淬火處理，～，表面硬度HRC 56～63。允許采用中碳鋼40或45制造并經(jīng)高頻淬火處理，球銷(xiāo)的過(guò)渡圓角處則用滾壓工藝增強(qiáng)。球形鉸接的殼體則用鋼35或40制造。 轉(zhuǎn)向橫拉桿與梯形轉(zhuǎn)向桿系的相似。球頭銷(xiāo)通過(guò)螺紋與齒條連接。當(dāng)這些球頭銷(xiāo)依制造廠的規(guī)范擰緊時(shí)，在球頭銷(xiāo)上就作用了一個(gè)預(yù)載荷。防塵套夾在轉(zhuǎn)向器兩側(cè)的殼體和轉(zhuǎn)向橫拉桿上，這些防塵套阻止雜物進(jìn)入球銷(xiāo)及齒條中。轉(zhuǎn)向橫拉桿端部與外端用螺紋聯(lián)接。這些端部與梯形轉(zhuǎn)向桿系的相似。側(cè)面螺母將橫拉桿外端與橫拉桿鎖緊（ ）。 轉(zhuǎn)向梯形臂/mm170轉(zhuǎn)向橫拉桿/mm280 1橫拉桿 2鎖緊螺母3外接頭殼體 4球頭銷(xiāo) 5六角開(kāi)槽螺母 6球碗 7端蓋 8梯形臂 9開(kāi)口銷(xiāo) 轉(zhuǎn)向橫拉桿及接頭的尺寸設(shè)計(jì)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目符號(hào)尺寸參數(shù)()1橫拉桿總長(zhǎng)2802橫拉桿直徑153螺紋長(zhǎng)度604外接頭總長(zhǎng)1205球頭銷(xiāo)總長(zhǎng)626球頭銷(xiāo)螺紋公稱(chēng)直徑M1017外接頭螺紋公稱(chēng)直徑M128內(nèi)接頭總長(zhǎng)9內(nèi)接頭螺紋公稱(chēng)直徑M16結(jié)論轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車(chē)的一個(gè)重要組成部分，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的好壞直接影響到汽車(chē)行駛的安全性、操縱穩(wěn)定性和駕駛舒適性。本文第一章簡(jiǎn)述了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能要求、分類(lèi)，以及分析了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)選擇。第三章通過(guò)比較各種轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點(diǎn)，選用了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，并做了具體的介紹和各種數(shù)據(jù)的計(jì)算，最后對(duì)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器進(jìn)行必要的強(qiáng)度計(jì)算。第四章對(duì)汽車(chē)動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的布置方案進(jìn)行比較選擇并進(jìn)行動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的各種尺寸計(jì)算。第五章對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核。本文亦存在著需要改進(jìn)的地方，如在轉(zhuǎn)向梯形的優(yōu)化中，應(yīng)該考慮前輪定位參數(shù)三維模型對(duì)其的影響，以及需要對(duì)轉(zhuǎn)向系模型進(jìn)行有限元分析，但由于本人實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足，能力有待提高，這些工作有待進(jìn)一步開(kāi)展。畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我對(duì)自己以前的知識(shí)又進(jìn)行了一次重溫，更加深入地了解了這些知識(shí)。但同時(shí)也了解到自己能力的不足和知識(shí)面的狹窄，以后應(yīng)該更加努力地進(jìn)行學(xué)習(xí)。由于此次設(shè)計(jì)水平有限，在設(shè)計(jì)中必會(huì)出現(xiàn)許多不完善的地方。希望老師加以糾正。 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