【導(dǎo)讀】單的行駛，而更關(guān)注駕駛樂(lè)趣對(duì)于汽車的安全性、穩(wěn)定性、操縱性等更高要求。同時(shí)，轉(zhuǎn)向系又是底盤(pán)的重要組成部分，其好壞優(yōu)劣會(huì)直接關(guān)系到汽車的駕駛舒適性，安全性和操縱穩(wěn)定性，從而影響人們的生命及財(cái)產(chǎn)的安全。汽車工業(yè)己成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，為了提高汽車的產(chǎn)品質(zhì)量，保證汽車行駛的安全性，位置，其規(guī)模和質(zhì)量已成為衡量汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。型客車等載重量較大的汽車中，通常用動(dòng)力轉(zhuǎn)向器來(lái)操縱汽車行駛方向。此在現(xiàn)代汽車上得到了十分廣泛的應(yīng)用。高而發(fā)生著變化。行駛時(shí)的穩(wěn)定性、舒適性和良好的操縱感。要由一級(jí)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向拉桿等構(gòu)成。其基本功能是將駕駛員的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)操作轉(zhuǎn)。形式，分別為：齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式。現(xiàn)了滾珠蝸輪轉(zhuǎn)向器。所謂“現(xiàn)代”齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，是奔馳于。1885年首先采用的。這種形式的轉(zhuǎn)向器同樣也使用在1905年的

　　

【正文】 t a n) a (t a n62 1 2 ????? ????? z ? 8s i n26s i n ????? ?? ?? ?? nmb 9 1 8 1 4 0 3 ????? ?? ??? a 由式機(jī)械原理與設(shè)計(jì) 951 得抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 25 ? ?3 21 21 )(c os2 ???? ? YYYYzKTm F SaFadn ? 確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值 （ 1）由機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)圖 321 及 328 按 MQ 等級(jí)查得齒輪、齒條的抗彎疲勞強(qiáng)度極限： MPaF 4301lim ?? ； MPaF 3202lim ?? ； （ 2） 由機(jī)械原理與設(shè)計(jì)圖 938 查得抗疲勞壽命系數(shù) ?NY ； ?NY ； （ 3）計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力 由式： ? ?m inlimFXR relTrelTNFF S YYYY ??? ? 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 310 及 331 11 ?relTY? ； ?relTY? ； 選擇齒面粗糙度 mRa ?? ?? RrelTRrelT YY 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 330： 121 ?? XX YY 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 39 查得對(duì)于失效概率低于 1% inm in ?? FF SS 將上述值代入公式 ? ? MP aF ??????? ? ? MP aF ?????? （ 4）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) ?? ， 8級(jí)精度，由機(jī)械原理與設(shè)計(jì)圖 931查得動(dòng)載系數(shù) ??K ；直齒輪，假設(shè) mmNbFK tA 100? ，由機(jī)械原理與設(shè)計(jì)表 98 查得 ?? FaHa KK ； 由機(jī)械原理與設(shè)計(jì)表 97 查得使用系數(shù) 1?AK ； 由機(jī)械原理與設(shè)計(jì)表 99 查得 ??HK ； 26 由機(jī)械原理與設(shè)計(jì)圖 932 查得 ??FK ?????? FaFA KKKKK ?? （ 5）查取復(fù)合齒形系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 331 ?? SaFaFS YYY ?? SaFaFS YYy （ 6）計(jì)算小齒輪、齒條的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 11 ??F SaFa YY ? ? ? ??F SaFa YY ? 小齒輪的數(shù)值大 （ 7）彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù) 0 3 ????? aY ?? ?????? ????? ??Y （ 8）設(shè)計(jì)計(jì)算 8c ????? ???? ?nm 選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) （ 1）計(jì)算分度圓直徑 os 62c os 11 ???? ??zmd n mm； 2d = mm； 19212152 *11 ??????? naa mhdd ； 27 （ 2）計(jì)算中心距 152)(2)( 21 ????? dda mm 動(dòng)力缸的主要尺寸有動(dòng)力缸內(nèi)徑、活塞行程、活塞桿直徑和動(dòng)力缸殼體壁厚。 動(dòng)力缸的主要尺寸計(jì)算前，應(yīng)先行確定作用在直拉桿上的力 1F 應(yīng)用式 （ ） 計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)向阻力矩?fù)Q算； 1F = 動(dòng)力缸產(chǎn)生的推力為 F = 1F = 推力 F 與工作油液壓力 P 和動(dòng)力缸截面面積 S 之間有如下關(guān)系 F =P S 所以 PFS? （ ） 因?yàn)閯?dòng)力缸活塞兩側(cè)的工 作面積不同，應(yīng)按較小一側(cè)的工作面積來(lái)計(jì)算，即 )(4 22 pdDS ?? ? （ ） 式中， D 為動(dòng)力缸內(nèi)徑， pd 為活塞桿直徑，一般初選時(shí)取 pd ? ； pd 取 。 聯(lián)立式（ ）和式（ ）后得到 22 4pdPFD ??? （ ） PFDD ?4)57 ( 22 ?? 4 66 ???? ???? PFD ? mm ???? Dd p mm 式中，壓力 P 一般在 ~ ，最高可取 ~ 。 S的計(jì)算 當(dāng)動(dòng)力缸與轉(zhuǎn)向器一體時(shí)，活塞行程 s 可由主動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)過(guò)的節(jié)圓弧長(zhǎng)來(lái)求得，即 rdd?1 ； rd 為節(jié)圓直徑取 28 ????? uds r? mm 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。克服回位彈簧上的壓力，反映在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的作用力，對(duì)于乘用車應(yīng)比貨車的小些。 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)使的摩擦力，否則轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪不可能有自動(dòng)回正作用。轉(zhuǎn)向器的摩擦力可由實(shí)驗(yàn)確定。 （ 1）動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的作用效能 用效能指標(biāo) hh FFs ?? 來(lái)評(píng)價(jià)動(dòng)力轉(zhuǎn)向器 的作用效能。式中， hF 和 hF? 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。現(xiàn)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的效能指標(biāo) 15~1?s 。 （ 2）液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的路感 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的阻力外，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)，對(duì)于乘用車，換算到轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力增加約30~ 50N；對(duì)于貨車，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)，即 ??2swDi? 式中： swD —轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑； ? —轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角； ? —滑閥行程。 由上式可見(jiàn)，當(dāng) swD 和 ? 的數(shù)值不變時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角 ? 僅僅取決與比值 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。發(fā)動(dòng)機(jī)排量大于 i 值在 以下。 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 ?? 15~10 范圍。 （ 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 p 之間的變化關(guān)系曲線來(lái)表示動(dòng)力轉(zhuǎn)向的靜特性，如圖 29 所示。常將靜特性曲線劃分為四個(gè)區(qū)段。在輸入轉(zhuǎn)矩不大 時(shí)，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； B 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)度要求平滑， D 段曲線就表明是一個(gè)較寬的平滑過(guò)度區(qū)間。 圖 靜特性曲線分段示意圖 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。對(duì)稱性可以評(píng)價(jià) 滑閥的加工和裝配質(zhì)量。要求對(duì)稱性大于 。 本章介紹了該液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。在確定液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的系統(tǒng)方案基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)械原理與設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車設(shè)計(jì)，對(duì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的主要尺寸分別進(jìn)行了計(jì)算。 30 結(jié) 論 21 世界汽車已經(jīng)漸漸成為人們生活中的一個(gè)重要部分，而相對(duì)應(yīng)的安全和環(huán)保問(wèn)題也變得日益嚴(yán)重。汽車轉(zhuǎn)向器作為汽車的重要零部件，直接關(guān)系到駕乘人員的生命和財(cái)產(chǎn)安全，而且，轉(zhuǎn)向器的綜合性能會(huì)直接關(guān)系到汽車整體的操縱性、穩(wěn)定性、舒適性等很多方面因素汽車轉(zhuǎn)向器作為汽車的重要零部件， 它的質(zhì)量也反映了車輛的質(zhì)量，汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視高安全性汽車轉(zhuǎn)向器的研究。 本 設(shè)計(jì)的 主要研究?jī)?nèi)容：總結(jié)分析相關(guān)文獻(xiàn)，分析各轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)劣所在，結(jié)合實(shí)際情況初步選定所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向器類型。利用所選定的轉(zhuǎn)向器參數(shù)，完成轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)。 并且 介紹了 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)和分類，本次設(shè)計(jì)主要選用齒輪齒條式液壓助力轉(zhuǎn)向器，其中介紹了 幾種典型汽車液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的工作原理及過(guò)程 ，對(duì)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，確定了液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和主要性能參數(shù) 。在確定液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的系統(tǒng)方案基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)械原理與設(shè)計(jì)、機(jī)械 設(shè)計(jì)、汽車設(shè)計(jì)，對(duì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的主要尺寸分別進(jìn)行了計(jì)算。 通過(guò) 本 次設(shè)計(jì) 使我對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特別是轉(zhuǎn)向器有了更深入的了解，對(duì)以后從事本專業(yè)工作有很大的幫助。 31 參考文獻(xiàn) [1] 劉惟信．汽車設(shè)計(jì) [M]．清華大學(xué)出版社， 2021， 7． [2] 汽車工程師手冊(cè)．《汽車工程師手冊(cè)》編輯委員會(huì) [M]．人民交通出版社， 2021， 5． [3] 畢大寧 ． 汽車轉(zhuǎn)閥式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M]． 北京 ： 人民交通出版社 ,1998． [4] 陳家瑞．汽車構(gòu)造（下） [M]．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021， 8． [5] 王望予．汽車設(shè)計(jì) 第四版 [M]．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021， 8． [6] 余志生．汽車?yán)碚?[M]．機(jī)械工業(yè)出版社， 2021， 5． [7] 濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì) [M]． 高等教育出版社， 2021， 6． [8] 蔡春源 ． 簡(jiǎn)明機(jī)械零件手冊(cè) [M]． 北京：冶金工業(yè)出版社， ． [9] 王世剛 ， 苗淑杰 .機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐 [M]． 哈爾濱工程大學(xué)出版社 ， ． [10]王望予 ． 汽車設(shè)計(jì) [M]． 3 版 .北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021． [11]王寶璽，賈慶祥 ． 汽車制造工藝學(xué)（第 3 版） [M]． 北京：機(jī)械工 業(yè)出版社， ． [12]劉品 .機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)基礎(chǔ)（第 5 版） [M]． 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，． [13]中外汽車構(gòu)造圖冊(cè) (底盤(pán)分冊(cè) ) [M]．吉林科學(xué)技術(shù)出版社， ． [14]夏德偉，孟清華． Unigraphics [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021： 3． . 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Transactions of TianJinUniversity, 2021, 6(2): 211213. 32 致 謝 我的設(shè)計(jì)結(jié)束了，大學(xué)的生活也要結(jié)束了。這也意味著新一頁(yè)的開(kāi)始，我想這段美好時(shí)光將使我終生難忘。 本設(shè)計(jì)是在王慧文老師的細(xì)心指導(dǎo)下完 成的。王老師知識(shí)淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)學(xué)術(shù)問(wèn)題精益求精的精神，使我受益非淺。在這四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生涯中，我從導(dǎo)師身上不僅學(xué)到了許多科學(xué)文化知識(shí)，還學(xué)到了如何正確認(rèn)識(shí)問(wèn)題，克服困難的堅(jiān)韌不拔的精神。這將對(duì)我將來(lái)的生活產(chǎn)生重大影響。我深深的感謝王老師這四年來(lái)給予我的無(wú)微不至的關(guān)懷和照顧，感謝老師在我做設(shè)計(jì)期間給予的認(rèn)真指導(dǎo)。 感謝您，我即將離開(kāi)的母校！ 最后感謝父母和親人們對(duì)我的培養(yǎng)與大力支持，這是我能夠完成學(xué)業(yè)的前提和保障，僅以此文獻(xiàn)給他們。 33