【正文】 第五章 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的布置形式 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的作用轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給轉(zhuǎn)向輪，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)以實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向，并保證左右轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化。除此，傳向傳動機構(gòu)除傳力外，還要承受沖擊和振動[12]。設(shè)有減振緩沖裝置，并能自動消除磨損后的間隙，為避免發(fā)生運動干涉，采用鉸鏈連接。 與獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的組成 由于本田飛度所采用的懸架是麥弗遜式獨立懸架，所用轉(zhuǎn)向器是齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，所以轉(zhuǎn)向橋必須是斷開的，與此同時，轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須分成兩段或三段。轉(zhuǎn)向搖臂在平行于路面的平面上擺動，直接帶動或通過轉(zhuǎn)向直拉桿帶動轉(zhuǎn)向梯形臂運動。[13]。其中51(a)、(b)所示的機構(gòu)與循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器配用，圖51(c)、51(d)所示的機構(gòu)與齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器配用。(a)(b)與循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)(c)(d)與齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)1轉(zhuǎn)向搖臂 2轉(zhuǎn)向直拉桿 3左轉(zhuǎn)向橫拉桿 4右轉(zhuǎn)向橫拉桿 5左梯形臂 6右梯形臂 7搖桿 8懸架左擺臂 9懸架右擺臂 10齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器圖51 與獨立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)示意圖 轉(zhuǎn)向搖臂如圖52所示為常見轉(zhuǎn)向搖臂的結(jié)構(gòu)形式，其大端具有三角細花鍵錐形孔，用以與轉(zhuǎn)向搖臂軸外端相連接，并用螺母固定；其小端帶有球頭銷，以便與轉(zhuǎn)向直拉桿做空間鉸鏈連接。轉(zhuǎn)向搖臂安裝后從中間位置向兩邊擺動的角度應(yīng)大致相等，故在把轉(zhuǎn)向搖臂安裝到搖臂軸上時，二者相應(yīng)的角度位置應(yīng)正確。為此，常在搖臂大孔外端面上和搖臂軸的外端面上各刻有短線，或是在二者的花鍵部分上都少銑一個齒作為裝配標(biāo)記。裝配時應(yīng)將標(biāo)記對齊。1轉(zhuǎn)向搖臂軸 2轉(zhuǎn)向搖臂 3球頭銷圖52 轉(zhuǎn)向搖臂 轉(zhuǎn)向直拉桿 轉(zhuǎn)向直拉桿是轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向節(jié)臂之間的傳動桿件，具有傳力與緩沖的作用，在轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)且因懸架彈性變形而相對于車架跳動時，轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對運動都是空間運動[14]，為了不發(fā)生運動干涉，三者之間的連接件都是球形鉸鏈。桿端開有油嘴，用來注入潤滑脂以潤滑內(nèi)部，如圖53所示。壓縮彈簧能自動消除因球頭與座磨損而產(chǎn)生的間隙，彈簧座的小端與球頭座之間留有不大的間隙，作為彈簧緩沖的余地，并可限制緩沖時彈簧的壓縮量（防止彈簧過載）。此外，當(dāng)彈簧折斷時此間隙可保證球頭銷不致從管孔中脫出。端部螺塞可以調(diào)整此間隙，調(diào)整間隙的同時也調(diào)整了前彈簧的預(yù)緊度，調(diào)好后用開口銷固定螺塞的位置，以防松動。1端部螺塞 2球頭座 3壓縮彈簧 4彈簧座 8油嘴 6座塞 7直拉桿體 9轉(zhuǎn)向節(jié)臂球頭銷 10油封墊 11油封墊護套 12轉(zhuǎn)向搖臂 13球頭銷圖53 轉(zhuǎn)向直拉桿 轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)向橫拉桿與梯形轉(zhuǎn)向桿系相似，球頭銷通過螺紋與齒條相連接，當(dāng)這些球頭銷依照制造廠商的規(guī)范擰緊時，球頭銷就起了一個預(yù)載荷的作用，防塵套裝在轉(zhuǎn)向器兩側(cè)的殼體和轉(zhuǎn)向橫拉桿上，阻止雜物進入球銷和齒條當(dāng)中，轉(zhuǎn)向橫拉桿端部與外端用螺紋連接，側(cè)面螺母將橫拉桿外端與橫拉桿鎖緊，如圖54 圖54 轉(zhuǎn)向橫拉桿 轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié)則是轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的一個重要組成部分，由于結(jié)構(gòu)特殊并承載著車輛運動的各種沖擊力，所以它的性能的好壞直接影響著整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能并影響車輛總體的操縱性能。轉(zhuǎn)向節(jié)是轉(zhuǎn)向系的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)中的一部分，由于轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)用于把轉(zhuǎn)向器輸出的力和運動傳給左、右轉(zhuǎn)向節(jié)并使左、右轉(zhuǎn)向輪按一定關(guān)系進行偏轉(zhuǎn)。在行駛中，來自路面的力和力矩經(jīng)輪胎、轉(zhuǎn)向節(jié)、懸架傳給車身。所以，轉(zhuǎn)向節(jié)應(yīng)該具有足夠的強度、剛度和良好的動態(tài)特性。同時，合理的轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性、轉(zhuǎn)向性都有很好的作用。轉(zhuǎn)向節(jié)形狀比較復(fù)雜，集中了軸、套、盤環(huán)、叉架等四類零件的結(jié)構(gòu)特點，主要由支承軸頸、法蘭盤、叉架三大部分組成。支承軸頸的結(jié)構(gòu)形狀為階梯軸，其結(jié)構(gòu)特點是由同軸的外圓柱面、圓錐面、螺紋面，以及與軸心線垂直的軸肩、過渡圓角和端面組成的回轉(zhuǎn)體；法蘭盤包括法蘭面、均布的連接螺栓通孔和轉(zhuǎn)向限位的螺紋孔；叉架是由轉(zhuǎn)向節(jié)的上、下耳和法蘭面構(gòu)成叉架形體的。 車輛轉(zhuǎn)向時圍繞主銷轉(zhuǎn)動，主銷靠轉(zhuǎn)向節(jié)支撐，所以轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)，對車輪的定位有很重要的影響。其中包括主銷后傾角γ和主銷內(nèi)傾角β及主銷偏移距c等。 主銷后傾角γ所謂主銷后傾，是將主銷(即轉(zhuǎn)向軸線)的上端略向后傾斜。 主銷后傾的存在可以幫助車輪自動回正。由于主銷后傾的存在使地面對輪胎的側(cè)向力產(chǎn)生了繞主銷的力矩，當(dāng)車輪向右偏轉(zhuǎn)時，地面對輪胎的側(cè)向力指向右側(cè)，使車輪產(chǎn)生繞主銷向左偏轉(zhuǎn)的力矩，此力矩便是幫助車輪自動回正的回正力矩。經(jīng)分析我們知道，此力矩總是與車輪偏轉(zhuǎn)的方向相反。因此當(dāng)汽車直線行駛中偶然受外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)彎時，主銷后傾的存在能幫助汽車保持直線行駛的穩(wěn)定性和使車輪自動回正。從主銷后傾產(chǎn)生回正力矩的原因可知，此回正力矩 M 與主銷后傾角α和側(cè)向力 Fy 成正比，即： （51）式中：r為汽車車輪半徑。 因此，主銷后傾角設(shè)計得不宜過大，否則，回正力矩過大，將導(dǎo)致回正過猛，轉(zhuǎn)向沉重。主角后傾角設(shè)計得也不能太小，否則，回正力矩不夠，將使直線行駛穩(wěn)定性不好，行駛中車輪出現(xiàn)漂浮、游移不定的現(xiàn)象，并且轉(zhuǎn)向后不易回正[15]。 主銷內(nèi)傾角β汽車轉(zhuǎn)向節(jié)主銷軸線與鉛垂線在垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面的平面上的投影銳角叫主銷內(nèi)傾角，當(dāng)主銷內(nèi)傾也有使前輪自動回正的作用，但它的回正機理與主銷后傾不一樣。當(dāng)前輪轉(zhuǎn)向時，車輪繞主銷旋轉(zhuǎn)，由于主銷內(nèi)傾的作用，將使車身有抬高的傾向。這種系統(tǒng)位能的提高便產(chǎn)生回正力矩，設(shè)Q為輪荷，δ是前輪轉(zhuǎn)角，D為車輪安裝中心至轉(zhuǎn)向節(jié)節(jié)點之間的距離，則此回正力矩 為: （52） 一般來說，在高速行駛時，側(cè)向力Fy要回正力矩比要大的多，因此可以說，主銷后傾主要在高速時起回正作用，而主銷內(nèi)傾主要在低速時起回正作用。主銷內(nèi)傾角同樣要有個合適的范圍。主銷內(nèi)傾角過大，回正力矩太大，而且轉(zhuǎn)向時車輪繞主銷偏轉(zhuǎn)的過程中，輪胎將受到較大的路面滑動摩擦力，這樣將使轉(zhuǎn)向沉重，同時加速了輪胎的磨損。主銷內(nèi)傾角過小，由于力矩的增加，使轉(zhuǎn)向沉重，而且使汽車穩(wěn)定直線行駛的能力變差，駕駛員不得不因此而時刻注意掌握方向盤，使精神過于緊張 本章小結(jié) 本章主要介紹轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動機構(gòu)的組成及作用，其次，還詳細地介紹轉(zhuǎn)向節(jié)組成及作用和相關(guān)的參數(shù)的影響。結(jié) 論在各種形形式式的汽車當(dāng)中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是它們必不可少的重要組成部分，汽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來改變或保持汽車行駛方向的專設(shè)機構(gòu)，主要由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)四大部分組成。汽車轉(zhuǎn)向性能是確保汽車安全的主要性能之一，它能直接影響汽車在行駛中的安全穩(wěn)定性，對于確保汽車安全行駛、減少交通事故，改善駕駛員的工作條件和保護車上人員的生命安全起著至關(guān)重要的作用。近年來，汽車行業(yè)的發(fā)展前景越來越好，進入人們家庭步伐的進程的加快，人們對汽車的要求不僅僅是代步而已，更多的表現(xiàn)是對駕駛性和舒適性的重視，而電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用了目前社會上最新的電子技術(shù)，全新的電腦控制技術(shù)和高性能的電機控制技術(shù)，確保汽車在不同的行駛狀況時擁有最好的轉(zhuǎn)向操縱性和可靠性。本畢業(yè)論文就是在這種大前提下對本田飛度汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)做了初步的探討研究。本畢業(yè)論文采用理論研究和借鑒研究的方法，對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行了初步的理論探討和機械部分的設(shè)計。本次論文完成的主要內(nèi)容如下：（1）汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的簡要介紹。介紹了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，通過介紹電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成、工作原理，總結(jié)出電動助力轉(zhuǎn)向的優(yōu)點。并探討了電動助力轉(zhuǎn)向在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，總結(jié)出將來電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在不遠的將來必定會有廣闊的應(yīng)用，也是未來動力轉(zhuǎn)向的發(fā)展趨勢。（2）深入探討研究電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的總體組成。對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型和各自的特點做了詳細的分析，并對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的關(guān)鍵部件一一做了詳細的說明分析，還介紹了三種機械轉(zhuǎn)向器，并最終選擇了齒輪轉(zhuǎn)向器作為設(shè)計的轉(zhuǎn)向器。（3）電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計。介紹了一些轉(zhuǎn)向系的主要參數(shù)，并確定了飛度的主要參數(shù)。還通過計算計出了傳動載荷。（4）對齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器進行了設(shè)計和計算。通過查閱相關(guān)書籍了解到齒輪的材料，熱處理方式和計算相關(guān)的應(yīng)力。并初步確定齒輪的參數(shù)和尺寸。最后校核齒面的強度。（5）介紹了獨立懸掛配用的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的組成和一些主要部件的介紹。由于本人學(xué)術(shù)知識水平有限，對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的研究還不是十分完善，對機械部分的設(shè)計也不是做的十分到位，還有很多的不足。總之，通過這次畢業(yè)論文，我對電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有了更深一層的了解，也對自己以前在校學(xué)到的知識得到鞏固。這次畢業(yè)論文的研究工作只是剛剛開了個頭，以后還有很多知識需要我們不斷地去探索學(xué)習(xí)。參考文獻[1]邢忠義. 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老師。沒有您的耐心指導(dǎo)和學(xué)習(xí)上的無私幫助，我不可能完成這論文。另外，李毓洲老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，對我以后工作學(xué)習(xí)也有莫大的幫助。在此，我謹(jǐn)向李毓洲老師致以崇高的敬意和誠摯的感謝。同時，在圖書館查閱相關(guān)的資料時，圖書館的老師們也給我提供了很多方面的支持和幫助，在此，我向幫助和指導(dǎo)過我的老師們表示最衷心的感謝。感謝09汽服3班的同學(xué)們，畢業(yè)設(shè)計的完成也離不開你們的無私的幫助和支持。特別要感謝一直生我養(yǎng)我的家人，沒有你們一如既往的支持，我也不會有今天，謝謝你們，我的父母親。由于本人學(xué)術(shù)水平有限，本次畢業(yè)論文一定存在很多不足的地方，懇請各位老師和學(xué)友們批評和指正，以求在今后工作學(xué)習(xí)中做出近一步改進和提高。最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位教授老師們，謝謝！