【導讀】單的行駛，而更關注駕駛樂趣對于汽車的安全性、穩(wěn)定性、操縱性等更高要求。同時，轉向系又是底盤的重要組成部分，其好壞優(yōu)劣會直接關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產的安全。汽車工業(yè)己成為我國的支柱產業(yè)，為了提高汽車的產品質量，保證汽車行駛的安全性，位置，其規(guī)模和質量已成為衡量汽車工業(yè)發(fā)展水平的重要標志之一。型客車等載重量較大的汽車中，通常用動力轉向器來操縱汽車行駛方向。此在現代汽車上得到了十分廣泛的應用。高而發(fā)生著變化。行駛時的穩(wěn)定性、舒適性和良好的操縱感。要由一級齒輪傳動機構和轉向拉桿等構成。其基本功能是將駕駛員的手動旋轉操作轉。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?，F了滾珠蝸輪轉向器。所謂“現代”齒輪齒條式轉向器，是奔馳于。1885年首先采用的。這種形式的轉向器同樣也使用在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 由式機械原理與設計 951 得抗彎強度設計公式為 25 ? ?3 21 21 )(c os2 ???? ? YYYYzKTm F SaFadn ? 確定公式內的各參數數值 （ 1）由機械設計設計圖 321 及 328 按 MQ 等級查得齒輪、齒條的抗彎疲勞強度極限： MPaF 4301lim ?? ； MPaF 3202lim ?? ； （ 2） 由機械原理與設計圖 938 查得抗疲勞壽命系數 ?NY ； ?NY ； （ 3）計算抗彎疲勞許用應力 由式： ? ?m inlimFXR relTrelTNFF S YYYY ??? ? 根據機械設計表 310 及 331 11 ?relTY? ； ?relTY? ； 選擇齒面粗糙度 mRa ?? ?? RrelTRrelT YY 由機械設計圖 330： 121 ?? XX YY 由機械設計表 39 查得對于失效概率低于 1% inm in ?? FF SS 將上述值代入公式 ? ? MP aF ??????? ? ? MP aF ?????? （ 4）計算載荷系數 根據 ?? ， 8級精度，由機械原理與設計圖 931查得動載系數 ??K ；直齒輪，假設 mmNbFK tA 100? ，由機械原理與設計表 98 查得 ?? FaHa KK ； 由機械原理與設計表 97 查得使用系數 1?AK ； 由機械原理與設計表 99 查得 ??HK ； 26 由機械原理與設計圖 932 查得 ??FK ?????? FaFA KKKKK ?? （ 5）查取復合齒形系數 由機械設計圖 331 ?? SaFaFS YYY ?? SaFaFS YYy （ 6）計算小齒輪、齒條的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 11 ??F SaFa YY ? ? ? ??F SaFa YY ? 小齒輪的數值大 （ 7）彎曲強度計算的重合度系數 0 3 ????? aY ?? ?????? ????? ??Y （ 8）設計計算 8c ????? ???? ?nm 選取標準模數 （ 1）計算分度圓直徑 os 62c os 11 ???? ??zmd n mm； 2d = mm； 19212152 *11 ??????? naa mhdd ； 27 （ 2）計算中心距 152)(2)( 21 ????? dda mm 動力缸的主要尺寸有動力缸內徑、活塞行程、活塞桿直徑和動力缸殼體壁厚。 動力缸的主要尺寸計算前，應先行確定作用在直拉桿上的力 1F 應用式 （ ） 計算出來的轉向阻力矩換算； 1F = 動力缸產生的推力為 F = 1F = 推力 F 與工作油液壓力 P 和動力缸截面面積 S 之間有如下關系 F =P S 所以 PFS? （ ） 因為動力缸活塞兩側的工 作面積不同，應按較小一側的工作面積來計算，即 )(4 22 pdDS ?? ? （ ） 式中， D 為動力缸內徑， pd 為活塞桿直徑，一般初選時取 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的計算 當動力缸與轉向器一體時，活塞行程 s 可由主動小齒輪轉過的節(jié)圓弧長來求得，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向后轉向盤的自動回正作用，回位彈簧的力在保證轉向輕便的條件下，應盡可能取大些?？朔匚粡椈缮系膲毫?，反映在轉向盤上的作用力，對于乘用車應比貨車的小些。 回位彈簧預壓縮力的最小值，應大于轉向器逆?zhèn)鲃邮沟哪Σ亮?，否則轉向后轉向輪不可能有自動回正作用。轉向器的摩擦力可由實驗確定。 （ 1）動力轉向器的作用效能 用效能指標 hh FFs ?? 來評價動力轉向器 的作用效能。式中， hF 和 hF? 為沒有動力轉向器和有動力轉向器時，轉動轉向輪所必須作用在轉向盤上的力?，F有動力轉向器的效能指標 15~1?s 。 （ 2）液壓式動力轉向器的路感 駕駛員轉動轉向盤，除要克服轉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的乘積。在最大工作壓力時，對于乘用車，換算到轉向盤上的力增加約30~ 50N；對于貨車，增加 80~ 100N。 （ 3）轉向靈敏度 轉向靈敏度可以用轉向盤行程與滑閥行程的比值 i 來評價，即 ??2swDi? 式中： swD —轉向盤直徑； ? —轉向盤轉角； ? —滑閥行程。 由上式可見，當 swD 和 ? 的數值不變時，轉向盤轉角 ? 僅僅取決與比值 i ，所以這完全可以表達轉向靈敏度。比值 i 越小，則動力轉向作用的靈敏度越高。發(fā)動機排量大于 i 值在 以下。 轉向靈敏度也可以用接通動力轉向時，作用到轉向盤的手力和轉角來評價，要求此力在 20~ 50N，轉角在 ?? 15~10 范圍。 （ 4）動力轉向器的靜特性 動力轉向器的靜特性是指輸入轉矩與輸出轉矩之 間的變化關系曲線，是用來評價動力轉向器的主要特性指標。因輸出轉矩等于油壓壓力乘以動力缸工作面積和作用力臂，對于已確定的結構，后兩項是常量，所以可以用輸入轉矩 ?M 與輸出油壓 p 之間的變化關系曲線來表示動力轉向的靜特性，如圖 29 所示。常將靜特性曲線劃分為四個區(qū)段。在輸入轉矩不大 時，相當于圖中 A 段，是直線行駛位置附近小角度轉向區(qū)，曲線呈低平形狀，油壓變化不大；汽車原地轉向或調頭時，輸入轉矩進入最大區(qū)段（圖中 C 段），要求助力轉向效果應當最大，故油壓曲線呈陡而直狀上升； B 段屬常用快速轉向行駛區(qū)段，要求助力作用要明顯，油壓曲線的斜率變化應較大，曲線由較為平緩變陡。除此之外，上述三個區(qū)段之間的油壓曲線過度要求平滑， D 段曲線就表明是一個較寬的平滑過度區(qū)間。 圖 靜特性曲線分段示意圖 要求動力轉向器向右轉和向左轉的靜特性曲線應對稱。對稱性可以評價 滑閥的加工和裝配質量。要求對稱性大于 。 本章介紹了該液壓動力轉向系統(tǒng)的設計要求。在確定液壓動力轉向系統(tǒng)的系統(tǒng)方案基礎上，根據機械原理與設計、機械設計、汽車設計，對齒輪齒條式轉向器、液壓式動力轉向機構的主要尺寸分別進行了計算。 30 結 論 21 世界汽車已經漸漸成為人們生活中的一個重要部分，而相對應的安全和環(huán)保問題也變得日益嚴重。汽車轉向器作為汽車的重要零部件，直接關系到駕乘人員的生命和財產安全，而且，轉向器的綜合性能會直接關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向器作為汽車的重要零部件， 它的質量也反映了車輛的質量，汽車工業(yè)發(fā)達國家都非常重視高安全性汽車轉向器的研究。 本 設計的 主要研究內容：總結分析相關文獻，分析各轉向系統(tǒng)的優(yōu)劣所在，結合實際情況初步選定所設計的轉向器類型。利用所選定的轉向器參數，完成轉向器結構布置和設計。 并且 介紹了 轉向器的結構和分類，本次設計主要選用齒輪齒條式液壓助力轉向器，其中介紹了 幾種典型汽車液壓式動力轉向器的工作原理及過程 ，對液壓動力轉向系統(tǒng) 進行了總體設計，確定了液壓動力轉向系統(tǒng)的結構形式和主要性能參數 。在確定液壓動力轉向系統(tǒng)的系統(tǒng)方案基礎上，根據機械原理與設計、機械 設計、汽車設計，對齒輪齒條式轉向器、液壓式動力轉向機構的主要尺寸分別進行了計算。 通過 本 次設計 使我對汽車轉向系統(tǒng)特別是轉向器有了更深入的了解，對以后從事本專業(yè)工作有很大的幫助。 31 參考文獻 [1] 劉惟信．汽車設計 [M]．清華大學出版社， 2021， 7． [2] 汽車工程師手冊．《汽車工程師手冊》編輯委員會 [M]．人民交通出版社， 2021， 5． [3] 畢大寧 ． 汽車轉閥式動力轉向器的設計與應用 [M]． 北京 ： 人民交通出版社 ,1998． [4] 陳家瑞．汽車構造（下） [M]．機械工業(yè)出版社， 2021， 8． [5] 王望予．汽車設計 第四版 [M]．機械工業(yè)出版社， 2021， 8． [6] 余志生．汽車理論 [M]．機械工業(yè)出版社， 2021， 5． [7] 濮良貴，紀名剛．機械設計 [M]． 高等教育出版社， 2021， 6． [8] 蔡春源 ． 簡明機械零件手冊 [M]． 北京：冶金工業(yè)出版社， ． [9] 王世剛 ， 苗淑杰 .機械設計實踐 [M]． 哈爾濱工程大學出版社 ， ． [10]王望予 ． 汽車設計 [M]． 3 版 .北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2021． [11]王寶璽，賈慶祥 ． 汽車制造工藝學（第 3 版） [M]． 北京：機械工 業(yè)出版社， ． [12]劉品 .機械精度設計與檢測基礎（第 5 版） [M]． 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，． [13]中外汽車構造圖冊 (底盤分冊 ) [M]．吉林科學技術出版社， ． [14]夏德偉，孟清華． Unigraphics [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 2021： 3． . [15]張金柱 ． 汽車工程專業(yè)英語 [M]． 北京：化學工業(yè)出版社， 2021． [16]陳志鑫 ． 汽車轉向技術的昨天今天和明天 [J]． 上海汽車 , 1999(12): 59． [17]趙桂范，鄭德林，郭巖． 汽車設計 [J]． 哈爾濱工業(yè)大學出版社， ． [18]丁禮燈 ． 楊家軍，劉照，廖道訓等 ． 汽車動力轉向器轉向力矩的分析與計算 ． 三峽大學學報 (自然科學版 )， 2021： 3． [19] Liao Y G, Du H I. Modelling and analysis of electric powersteering system and its effect on vehicle dynamic behavior[J]. International Journal of Vehicle Autonomous Systems2021,1(2):153166. [20] Xu Zhenlin, Wang Hao. Studies on assist characteristic ofelectric power steering system[J]. Transactions of TianJinUniversity, 2021, 6(2): 211213. 32 致 謝 我的設計結束了，大學的生活也要結束了。這也意味著新一頁的開始，我想這段美好時光將使我終生難忘。 本設計是在王慧文老師的細心指導下完 成的。王老師知識淵博，治學嚴謹，對學術問題精益求精的精神，使我受益非淺。在這四年的大學學習生涯中，我從導師身上不僅學到了許多科學文化知識，還學到了如何正確認識問題，克服困難的堅韌不拔的精神。這將對我將來的生活產生重大影響。我深深的感謝王老師這四年來給予我的無微不至的關懷和照顧，感謝老師在我做設計期間給予的認真指導。 感謝您，我即將離開的母校！ 最后感謝父母和親人們對我的培養(yǎng)與大力支持，這是我能夠完成學業(yè)的前提和保障，僅以此文獻給他們。 33