【正文】 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。這將對我將來的生活產(chǎn)生重大影響。王老師知識淵博，治學嚴謹，對學術(shù)問題精益求精的精神，使我受益非淺。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。 通過 本 次設(shè)計 使我對汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)特別是轉(zhuǎn)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。 并且 介紹了 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)和分類，本次設(shè)計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力轉(zhuǎn)向器的工作原理及過程 ，對液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 進行了總體設(shè)計，確定了液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和主要性能參數(shù) 。 本 設(shè)計的 主要研究內(nèi)容：總結(jié)分析相關(guān)文獻，分析各轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)劣所在，結(jié)合實際情況初步選定所設(shè)計的轉(zhuǎn)向器類型。 30 結(jié) 論 21 世界汽車已經(jīng)漸漸成為人們生活中的一個重要部分，而相對應(yīng)的安全和環(huán)保問題也變得日益嚴重。 本章介紹了該液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計要求。對稱性可以評價 滑閥的加工和裝配質(zhì)量。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。常將靜特性曲線劃分為四個區(qū)段。 （ 4）動力轉(zhuǎn)向器的靜特性 動力轉(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，是用來評價動力轉(zhuǎn)向器的主要特性指標。發(fā)動機排量大于 i 值在 以下。 由上式可見，當 swD 和 ? 的數(shù)值不變時，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角 ? 僅僅取決與比值 i ，所以這完全可以表達轉(zhuǎn)向靈敏度。在最大工作壓力時，對于乘用車，換算到轉(zhuǎn)向盤上的力增加約30~ 50N；對于貨車，增加 80~ 100N。 （ 2）液壓式動力轉(zhuǎn)向器的路感 駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，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。式中， hF 和 hF? 為沒有動力轉(zhuǎn)向器和有動力轉(zhuǎn)向器時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪所必須作用在轉(zhuǎn)向盤上的力。轉(zhuǎn)向器的摩擦力可由實驗確定?？朔匚粡椈缮系膲毫?，反映在轉(zhuǎn)向盤上的作用力，對于乘用車應(yīng)比貨車的小些。 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 ~ 。mm c) 由機械原理與設(shè)計表 912 選取齒寬系數(shù) ?d? d) 由機械設(shè)計圖 31圖 315 查取 對于鋼制標準斜齒輪， ??? 15~8? ，取 ?? 8? 、 1?a? 時， ?EZ 、 ?HZ 、1???ZZ ； ??? ZZZZ EE ； e) 由機械設(shè)計圖 321 及圖 328 按齒面硬度中間值 58HRC、 MQ 等級查得 23 MPaH 15001lim ?? ； MPaF 4301lim ?? ； MPaH 12502lim ?? ； MPaF 3202lim ?? ； f) 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 711 )153004(1136060 ????????? atnN 712 )153004( ????????? atnN g) 由機械設(shè)計圖 323 查得 ?NZ ； ?2NZ h) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 由機械設(shè)計表 39 查得對于失效概率低于 1% 1?HS ? ? MP aSZ HHNH 16951 ???? ?? ? ? MP aSZ HHNH im22 ???? ?? （ 2） 計算齒輪參數(shù) a) 計算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入 ? ?H? 中較小的值 ? ? ) ( )(12 3 23 211 ???????? HEHdt ZZZZuuKTd ?? ?? b) 計算圓周速度 smnd t 11 ?????? ?? c) 計算齒寬 ad u ?? )1( ?? ?a? b = ???? aa? 24 )10~5(21 ??? ????? bb bb d) 計算模數(shù) ??? zdm tt o o s ????? ??tn mm 取標準模數(shù) ?nm e) 計算當量齒數(shù) 6c os 311 ??? ?? zz 18c os 322 ??? ?? zz f) 計算重合度 ???? )8c os20()c os( ??? tgar c tgtgaar c tga nt ?? )8 os6a rc c os ()2c osa rc c os ( *111 ????? haz aza tat ?? )20 os18a rc c os ()2c osa rc c os ( *222 ????? haz aza tat ? ?)t a n( t a n)t a n( t a n2 1 2211 tattata aazaaz ???? ?? ? ?) a (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(shè)計 951 得抗彎強度設(shè)計公式為 25 ? ?3 21 21 )(c os2 ???? ? YYYYzKTm F SaFadn ? 確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值 （ 1）由機械設(shè)計設(shè)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(shè)計圖 938 查得抗疲勞壽命系數(shù) ?NY ； ?NY ； （ 3）計算抗彎疲勞許用應(yīng)力 由式： ? ?m inlimFXR relTrelTNFF S YYYY ??? ? 根據(jù)機械設(shè)計表 310 及 331 11 ?relTY? ； ?relTY? ； 選擇齒面粗糙度 mRa ?? ?? RrelTRrelT YY 由機械設(shè)計圖 330： 121 ?? XX YY 由機械設(shè)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(shù) 根據(jù) ?? ， 8級精度，由機械原理與設(shè)計圖 931查得動載系數(shù) ??K ；直齒輪，假設(shè) mmNbFK tA 100? ，由機械原理與設(shè)計表 98 查得 ?? FaHa KK ； 由機械原理與設(shè)計表 97 查得使用系數(shù) 1?AK ； 由機械原理與設(shè)計表 99 查得 ??HK ； 26 由機械原理與設(shè)計圖 932 查得 ??FK ?????? FaFA KKKKK ?? （ 5）查取復(fù)合齒形系數(shù) 由機械設(shè)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(shù)值大 （ 7）彎曲強度計算的重合度系數(shù) 0 3 ????? aY ?? ?????? ????? ??Y （ 8）設(shè)計計算 8c ????? ???? ?nm 選取標準模數(shù) （ 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(nèi)徑、活塞行程、活塞桿直徑和動力缸殼體壁厚。 （ 4）因為是閉式硬齒面齒輪傳動，故選主動小齒輪齒數(shù) 61?z ；齒條齒數(shù) ????? uzz 。 （ 3）選取精度等級。由機械設(shè)計手冊選得主動小齒輪采用低碳合金鋼 15GrNi6 制造并經(jīng)滲碳淬火；表面硬度在54~62HRC，芯部 30~42HRC；齒條采 用 45 號鋼制造并經(jīng)高頻淬火，表面硬度在 58HRC以上。齒數(shù)比 u= 、精度等級、材料及齒數(shù) （ 1）按汽車轉(zhuǎn)向器的傳動方案 ，選用斜齒圓柱齒輪傳動。此外，設(shè)計時應(yīng)驗算齒輪的抗彎強度和接觸強度。主動小齒輪齒數(shù)多數(shù)在 5~7 個齒范圍變化，壓力角 ?20 ，齒輪螺旋角取值范圍多為?? 15~9 。 22 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪多采用斜齒圓柱齒輪。然而，對于前軸負 荷大的貨車，用式（ ）計算的力往往超過駕駛員生理上的可能。 MPa 作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為 NDi MF sw Rh ?????? ??? （ ） 式中： swD —轉(zhuǎn)向盤直徑； 360mm 0?i —轉(zhuǎn)向系的角傳動比； 0?i =20 ?? —轉(zhuǎn)向器的正效率； 75% 對給定的汽車，用式（ ）計算出來的作用力是最大值。 精確地計算這些力是困難的，為此推薦用足夠精確的半徑公式來計算汽車在瀝青或者混凝土路面上原地轉(zhuǎn)向阻力矩 ?NMR( mm)，即 Nm mpGfM R 331 ??? （ ） 式中： f —輪胎和路面間的滑動摩擦因數(shù)，一般取 ； 1G —轉(zhuǎn)向軸負荷（ N） 7987N ；（整備質(zhì)量為 815kg） 。影響這些力的只要因素有轉(zhuǎn)向軸的負荷，路面阻力和輪胎氣壓等。 21 第 3章 液壓轉(zhuǎn)向器的設(shè)計計算 為了保證行駛安全，組成轉(zhuǎn)向系的各零件應(yīng)有足夠的強度。當零件磨損嚴重到使轉(zhuǎn)向盤自由行程超過 25o ～ 30o 時，必須進行調(diào)整。轉(zhuǎn)向盤自由行程對于緩沖路面沖擊及避免使駕駛員過度緊張是有利的，但不宜過大，以免影響靈敏性。此后，才需要對轉(zhuǎn)向盤施加更大的轉(zhuǎn)向力矩，以克服經(jīng)車輪傳到轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力矩，從而實現(xiàn)使各轉(zhuǎn)向輪的偏轉(zhuǎn)。因為在整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，各傳動件之間都必 20 然存在著裝配間隙，而且這些間隙將隨著零件的磨損而增大。 單從轉(zhuǎn)向操縱的靈敏性而言，最好是轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向節(jié)的運動能同步開始并同步終止。它與轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向系的角傳動比有關(guān)，并影響轉(zhuǎn)向的操縱輕便性和靈敏性。轉(zhuǎn)向系剛度不足會使前輪的側(cè)偏剛度減小，使汽車的轉(zhuǎn)向靈敏度減小。 圖 轉(zhuǎn)向器傳動副傳動間隙特性 轉(zhuǎn)向系的各零件尤其是一些桿件具有一定的彈性，這使得轉(zhuǎn)向輪的實際轉(zhuǎn)角要比司機轉(zhuǎn)動方向盤并按轉(zhuǎn)向系角傳動比換算到轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角要小，這樣就會有不足轉(zhuǎn)向的趨勢。為此應(yīng)使傳動間隙從中間部位到兩端逐漸增大，并在端部達到其最大值，如圖 ，利于間隙的調(diào)整及提高轉(zhuǎn)向器的使用壽命。汽車多直行行駛，因此轉(zhuǎn)向器傳動副在中間部位的磨損量大于其兩端。為防止這種情況發(fā)生，要求當轉(zhuǎn)向盤處于中間位置時轉(zhuǎn)向器的傳動副為無隙嚙合。研究該傳動間隙特性的意義在于它對汽車直線行駛時的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器的壽命都有直接影響。該間隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的改變而改變。 pi = 0 /2w swi D a? 100 （ ） 式中： a —主銷偏移距，取值在 4060mm，取 40mm； swD —轉(zhuǎn)向盤直徑，取 360mm。本次設(shè)計 wi 取20。 現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的角傳動比多在 之間，即近似于 1。 0wi 又由轉(zhuǎn)向器角傳動比 wi 和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)角傳動比 39。轉(zhuǎn)向盤角速度 w 與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度 kw 之比，稱為轉(zhuǎn)向系角傳動比。