【正文】 必須滿足如下的不等式 : ? ? 21 4 svctdQDd?? ? ? ? （ 4— 20） Q—— 油泵的計(jì)算排量； v? —— 油泵的容積效率，計(jì)算時一般取 v? =~，取 ； ? —— 漏瀉系數(shù)， ? =~； cD —— 動力缸缸徑； 楊露露： 重型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 stdd。m a x 024 t a n hhrPskFrd F c sp zd? ??????? ? ? ???? （ 4— 19） maxp —— 動力缸內(nèi)液壓的最大值， maxp =8MPa； hr —— 轉(zhuǎn)向盤半徑， hr =250mm； 所以 rd =，取 rd =14mm 油泵排量與油罐容積的確定 轉(zhuǎn)向油泵的排量應(yīng)保證轉(zhuǎn)向動力缸能比無動力轉(zhuǎn)向時以更高的轉(zhuǎn)速使汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向，否則動力轉(zhuǎn)向反而會形成快速轉(zhuǎn)向的輔加阻力。02 2 8 0 2 5 0 3936ta n ( ) 2 3 4 ta n ( 8 0 . 5 )hhp skFrFNzd ?? ??? ? ?? ? ? ? （ 4— 18） 由式（ 4— 17）可知，加在轉(zhuǎn)向 盤上的切向力 Fh與作用 于動力缸活塞上 的液壓 p成比例關(guān)系， 而 p又與轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)向阻力矩有關(guān)，由此就 保證了使司機(jī)有“路感”。 回位彈簧預(yù)緊力 0PF 的選擇條件為：動力轉(zhuǎn)向開始起作用時作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 0hF 應(yīng)達(dá)到預(yù)定值。k? —— 換算摩擦角 ， 39。( ) ta n ( )42 srh h P kddF r z F p c s? ??? ? ? ? ? ? （ 4— 17） 式中 z—— 反作用閥的對數(shù)，在現(xiàn)有車上 z=1~4 0PF —— 回位彈簧預(yù)緊力； rd —— 反作用閥直徑； c—— 一個回位彈簧的剛度 ,c=122Nmm ； s? —— 反作用閥的行程 ,6mm； sd —— 轉(zhuǎn)向螺桿直徑，通常 取其平均值 ， sd =34mm； 0? —— 轉(zhuǎn)向螺桿螺旋滾道的導(dǎo)程角 ， 0? =8176。 所以 2 6 39 900 10 081m m s g m m P a s? ?? ? ? ? ? 所以 3212pdQ e????? ??? = 3cms 小于溢流閥限制下最大排量 maxQ 的 5%~10%，滿足要求。 ? 為油液的動力粘度?？刂屏髁?30L/min 。 油泵采用雙作用 YB型葉片泵，最大壓力 14MPa 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 p? 的允許值 [ p? ]= 223 10 ~ 4 10???? MPa 。 半分之式動力轉(zhuǎn)向系的滑閥總移動量為 20 ????mm （ 4— 11） 局部壓力降 p? 當(dāng)汽車直行時，滑閥處于中間位置，油液流經(jīng)滑閥后再回到郵箱。據(jù)此可參照式（ 4— 11）， 并取 ? =20176。通常，當(dāng)滑閥總移動量為 e 時，轉(zhuǎn)向盤允許轉(zhuǎn)動的角度約為20176。 1e 值通常約在 ~ 范圍內(nèi)，所以 1e 取值合 理 楊露露： 重型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 。時滑閥就移動 1e 的距離。一般要求轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角 2?? 176。 n 為安全系數(shù)，通常取 n=~5 ，這里取 n=5 將兩式聯(lián)立解得： 9 .2 2 2 .2mm t mm?? ，查表取標(biāo)準(zhǔn)值 t = 10 mm 分配閥的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 預(yù)開隙 1e 預(yù)開隙 1e 如圖（ 44）所示，為滑閥處于中間位置時分配閥內(nèi)各環(huán)形油路沿滑閥 軸向的開啟量，也是為使分配閥內(nèi)某油路關(guān)閉所需的滑閥最小移動量。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 動力缸缸筒壁厚 t 的計(jì)算 根據(jù)缸體在橫斷平面內(nèi)的拉伸強(qiáng)度條件（見式 4— 8）和在軸向平面內(nèi)的拉伸強(qiáng)度條件（見式 4— 9）進(jìn)行， ? ?22 12 csr cDp nD t t?? ????? ? ???? （ 4— 8） ? ?224 csz cDp nD t t?? ????????? （ 4— 9） s? 為缸體材料的屈服點(diǎn)。 wr —— 齒扇的節(jié)圓半徑。024 ( 1 t a n ) t a n( )hhrcsw p s kFrTD f dp r i d?? ? ? ???? ? ? ??? ??? （ 4— 6） 將以上參數(shù)帶入方程（ 4— 6）解得 cD ? 。 39。取 8MPa 。 （ 12） cD —— 動力缸缸徑； （ 13） p —— 動力缸內(nèi)的油液壓力。k? —— 換算摩擦角； 39。 （ 8） hr —— 轉(zhuǎn)向盤的半徑； hr = 2swD=250mm （ 9） sd —— 轉(zhuǎn)向螺桿直徑；查表取 sd =34mm (10) 0? —— 轉(zhuǎn)向螺桿螺旋滾道的導(dǎo)程角； 0 8?? 176。? = （ 5） f —— 活塞與缸筒間的摩擦系數(shù)；取 ? （ 6） ? —— 齒扇的嚙合角；查表取 ? =27176。? —— 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的效率； 39。pi —— 轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的力傳動比； 取 39。查表取 m=6 。02ta n ( )hhp skFrF d ???? ? （ 4— 4） 22()4csF D d p??? （ 4— 5） 式中 （ 1） rT —— 轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)向阻力矩； 313 GfTr p? f 為輪胎和路面間的滑動摩擦因數(shù)，一般取 ； G1 為轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷（ N），取 75000N； p為輪胎氣壓（ MPa） ,取 p=。39。 剛徑尺寸 Dc 的計(jì)算 動力缸的缸徑尺寸 Dc 可由作用于活塞 — 齒條上的力的平衡條件來確定： 0oc f pF F F F? ? ? ? （ 4— 1） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 式中 ocF —— 由轉(zhuǎn)向車輪的轉(zhuǎn)向阻力矩所確定的作用于齒扇上的圓周力； fF—— 活塞與缸筒間的摩擦力； pF—— 由轉(zhuǎn)向 盤切向力所引起的作用在活塞上的軸向力； F —— 高壓油液對活塞的推力。 整體式的 動力缸活塞與轉(zhuǎn)向器均布置在同一個由 QT40018 或 KTH35010 制造的轉(zhuǎn)向器殼體內(nèi) ,活塞與齒條制成一體。當(dāng)閥體向右移動很小的一個距離時，右凸棱將右外側(cè)的縫隙堵住，左凸棱將中間的左縫隙堵住，則來自液壓泵的高壓油經(jīng)通道 5 和中間的右縫隙流入通道 4，繼而進(jìn)入動力缸的一個腔；而動力缸另一個腔的低壓油被活塞推出，經(jīng)由通道 6 和左凸棱外側(cè)的縫隙流回儲油罐。當(dāng)閥體 1處于中間位置時，其兩個凸棱邊與閥套環(huán)槽形成四條縫隙。而滑閥式動力轉(zhuǎn)向器多用于重型載貨汽車，故本設(shè)計(jì)采用滑閥式動力轉(zhuǎn)向器。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 4— 2 常流式液壓轉(zhuǎn)向加力裝置示意圖 Fig 4— 2 Changflow diagram of hydraulic steering augmentor 1— 轉(zhuǎn)向油罐 2— 轉(zhuǎn)向液壓泵 3— 溢流閥 4— 流量控制閥 5— 單向閥 6— 轉(zhuǎn)向控制閥 7— 機(jī)械轉(zhuǎn)向器 8— 轉(zhuǎn)向動力缸 1 Steering Tank 2 Steering Pump 3 relief valve 4 Flow Control Valve 5 Oneway valve 6 steering control valve 7 mechanical steering 8 the power steering cylinder 液壓轉(zhuǎn)向加力裝置轉(zhuǎn)向控制閥的選擇 轉(zhuǎn)向控制閥 有滑閥式和轉(zhuǎn)閥式兩種。于是，轉(zhuǎn)向液壓泵輸出壓力急劇升高，直 到足以推動轉(zhuǎn)向動力缸活塞為止。當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，通過機(jī)械轉(zhuǎn)向器 7使轉(zhuǎn)向控制閥處于與某一轉(zhuǎn)彎方向相對應(yīng)的工作位置時，轉(zhuǎn)向動力缸的相應(yīng)工作腔方與回油管路隔絕，轉(zhuǎn)而與液壓泵輸出管路相通，而動力缸的另一腔則仍然通回油管路。轉(zhuǎn)向液壓泵2 輸出的油液流入轉(zhuǎn)向控制閥，又由此流回轉(zhuǎn)向油罐 1。不轉(zhuǎn)向時 ，轉(zhuǎn)向控制閥 6 保持開啟。因此本設(shè)計(jì)采用常流式轉(zhuǎn)向加力裝置。常流式的優(yōu)點(diǎn)則是結(jié)構(gòu)簡單，液壓泵壽命長，泄漏較少，消耗功率也較少。常壓式的優(yōu)點(diǎn)在于有蓄能器積蓄液壓能，可以使用流量較小的轉(zhuǎn)向液壓泵，而且還可以在液壓泵不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下保持一定的轉(zhuǎn)向加力能力，使汽車有可能續(xù)駛一定距離。所以本設(shè)計(jì)采用液壓式轉(zhuǎn)向加力裝置。液壓系統(tǒng)工作時無噪聲，工作滯后時間短，而且能吸收來自不平路面的沖擊。裝載質(zhì)量特大的貨 車也不宜采用氣壓轉(zhuǎn)向加力裝置，因?yàn)闅鈮褐苿酉到y(tǒng)的工作壓力較低（一般不高于楊露露： 重型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 ），用于這種重型汽車上時，其部件尺寸將過于龐大。 傳能介質(zhì)的選擇 按傳能介質(zhì)不同，轉(zhuǎn)向加力裝置有氣壓式和液壓式兩種。而在轉(zhuǎn)向橋負(fù)荷為 15t 以上的重型汽車，則是采用所謂分置式結(jié)構(gòu)。另外，轉(zhuǎn)向系的一些主要零件，如搖臂軸及搖臂等，要同時承受由轉(zhuǎn)向盤傳來的載荷和 轉(zhuǎn)向動力缸的作用載荷，致使其尺寸加大，故用在裝載質(zhì)量大的重型汽車上會給轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)造成困難。根據(jù)轉(zhuǎn)向分配閥安裝位置的不同，它又有三種結(jié)構(gòu)型式，即分配閥位于轉(zhuǎn)向器上端、分配閥位于轉(zhuǎn)向器上端且與轉(zhuǎn)向軸平行裝置和分配閥位于加力缸活塞內(nèi)。根據(jù)分配閥、轉(zhuǎn)向器和動力缸三者相互位置的不同，它分為整體式 (見圖 4— 1a)和分置式兩類。 7)密封性能好，內(nèi)、外泄漏少。 5)工作靈敏，即轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動后，系統(tǒng)內(nèi)壓力能很快增長到最大值。 3)當(dāng)作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力 h F≥ ～ 時 (因汽車形式不同而異 )， 動力轉(zhuǎn)向器就應(yīng)開始工作。 對動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求 1)運(yùn)動學(xué)上應(yīng)保持轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角和駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角之間保持一定的比例關(guān)系。 對于具有動力轉(zhuǎn) 向系統(tǒng)的汽車，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤上的切向力 20 ~ 100Fh N? 時，動力轉(zhuǎn)向系即應(yīng)起加力作用 (轎車取該范圍的較小值；重型汽車取較大值 )。其他類型的汽車。也有助于提高汽車高速行駛的安全性。具有動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車在轉(zhuǎn)向時除依靠司機(jī)作用于轉(zhuǎn)向盤的手力外，更主要的是借助于稱作轉(zhuǎn)向加力器的動力轉(zhuǎn)向裝置實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 2R 為滾道截面半徑； r 為鋼球半徑； 1R 為螺桿外半徑； E為材料彈性模量，等于 10 MPa? ； 3F 為鋼球與螺桿之間的正壓力，即 3F = ?coscos02an F = [ ] 2500M Pa M Pa??? ? ? （ 3— 7） 其中 2F 為作用在螺桿上的軸向力 2F = 2/2/ cot 0bDRF swh ? ? = 7 0 0 2 5 0 c o t 8 8 0 3 3 4 .81 7 1 .5 N?? ?? （ 3— 8） 所以 ? =k3 222223)( )( rR rREF ?= 當(dāng)接觸表面硬度為 58~64HRC 時，許用接觸應(yīng)力 [ ] 2500MPa? ? [ ] 2500M Pa M Pa??? ? ? 所以符合要求。以使軸向力合徑向力分配均勻。 rolling radius of the arc cross section （ 3）滾道截面 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 為了減少摩擦，螺桿和螺母溝槽的半徑 2R 應(yīng)大于鋼球半徑 2d ,一般取 2R =（ ~） d=0. 52 8 4. 16 mm?? （ 4）接觸角 ? 鋼球與螺桿滾道接觸點(diǎn)的正壓力方向與螺桿滾道法向截面軸線間的夾角稱為接觸角? 。故 0cosa ? 1 圖 31 四點(diǎn)接觸的滾道截面 Fig 31 fourpoint roller in contact section B、 D鋼球與滾道的接觸點(diǎn)； 0d 鋼球中心距； cr 滾道截面的圓弧半徑 B, Dball and raceway contact points。每個環(huán)路中的鋼球數(shù)為 03 5 2 . 5 34c o s 8D W D Wn dd? ? ?? ??? ? ? ? 式中， W 為一個環(huán)路中的鋼球工作圈數(shù)； n 為不包括環(huán)流導(dǎo)管中的鋼球數(shù)； 0? 為螺線導(dǎo)程角，常取 0? =5176。經(jīng)驗(yàn)證明每個環(huán)路中的鋼球數(shù)以不超過 60 個為好。 （ 1） 螺母內(nèi)徑 2D 應(yīng)大于螺桿外徑 D1，一般要求和鋼球中心距 D的關(guān)系為 21DD? =（ 5%~10%） D （ 3— 3） 21DD? +(5%~10%)D= 1D +8%D= （ 2） 鋼球數(shù)量 增加鋼球數(shù)量 n，能提高承載能力；但使鋼球流動性變壞，從而使傳動效率降低。 30′； 切削角 7176。 所以 313 GfTr p?=? 610 Nm