【正文】 其中 (a)、(b)所示的機(jī)構(gòu)與循環(huán)球 式轉(zhuǎn)向器配用，圖 (c)、 (d)所示的機(jī)構(gòu)與齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器配用。與此同時(shí)，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形也必須分成兩段或三段。臂的另一端帶有錐形 孔，與相應(yīng)的拉桿球頭銷錐形柱相配合，同樣用螺母緊固后插入開口銷鎖住。轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端經(jīng)左、右梯形臂與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。球頭銷的尾部錐形柱與轉(zhuǎn)向梯形臂連接，并用螺母固定、開口銷鎖緊。彈簧的預(yù)緊力由螺塞調(diào)整。裝配時(shí)上、下球頭座凹凸部分互相嵌合。球頭銷的球頭部分被夾在上、下球頭座內(nèi)，球頭座用聚甲醛制成，有較好的耐磨性。旋松夾緊螺栓以后，轉(zhuǎn)動(dòng)橫拉桿體，可改變轉(zhuǎn)向橫拉桿的總長(zhǎng)度，從而調(diào)整轉(zhuǎn)向輪前束。兩端接頭結(jié)構(gòu)相同，如圖 (b)所示。端部螺塞可以調(diào)整此間隙，調(diào)整間隙的同時(shí)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(dòng)。 壓縮彈簧能自動(dòng)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(shí)彈簧的壓縮量（防止彈簧過載）。為保證球頭與座的潤(rùn)滑，可從油嘴注入潤(rùn) 滑脂。直拉桿體由兩端擴(kuò)大的鋼管制成，在擴(kuò)大的端部里，裝有由球頭銷、球頭座、彈簧座、壓縮彈簧和螺塞等組成的球鉸鏈。裝配時(shí)應(yīng)將標(biāo)記對(duì)齊。轉(zhuǎn)向搖臂安裝后從中間位置向兩邊擺動(dòng)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(shí)，二者相應(yīng)的角度位置應(yīng)正確。若轉(zhuǎn)向搖臂 2 不是在汽車縱向平面內(nèi)前后擺動(dòng)而是在與路面平行的平面內(nèi)左右擺動(dòng)（如北京 BJ2020N 型汽車），則可將轉(zhuǎn)向直拉桿 3 橫向布置，并借球頭銷直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)向橫拉桿 6，從而推動(dòng)左右梯形臂 5 轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 (c)所示。 當(dāng)前橋僅為轉(zhuǎn)向橋時(shí)，由左、右梯形臂 5 和轉(zhuǎn)向橫拉桿 6 組成的轉(zhuǎn)向梯形一般布置在前橋之后，如圖 (a)所示，稱為后置式；這種 布置簡(jiǎn)單方便，且后置的橫拉桿 6有前面的車橋做保護(hù)，可避免直接與路面障礙物相碰撞而損壞。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成及構(gòu)造 與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖 所示，它一般由轉(zhuǎn)向搖臂 轉(zhuǎn)向直拉桿 轉(zhuǎn)向節(jié)臂 兩個(gè)梯形臂 5 和轉(zhuǎn)向橫拉桿 6 等組成。 35 1轉(zhuǎn)向盤總成 2蓋板 3橡膠套 24螺栓 2 40彈簧墊圈 39墊圈 1 25螺母 8下固定支架 9轉(zhuǎn)向管柱 10楔形螺母 11上轉(zhuǎn)向軸 12襯套 13球軸承 1 22孔用彈性擋圈 15軸承擋圈 16軸用鋼絲擋圈 17平墊圈 19十字軸 20轉(zhuǎn)向萬向節(jié)叉 21滾針軸承總成 2 31滑脂嘴總成 27轉(zhuǎn) 向傳動(dòng)軸 28轉(zhuǎn)向萬向節(jié)滑動(dòng)叉 29油封 30防塵套 32喇叭按鈕蓋 33搭鐵接觸板總成 34接觸彈簧 35接觸罩 36電刷總成 37集電環(huán)總成 38螺釘 41彈簧 圖 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 布置方案 本章小結(jié) 本章主要介紹轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操縱機(jī)構(gòu)的組成及 作用 ，簡(jiǎn)單說明轉(zhuǎn)向 系操縱機(jī)構(gòu) 在汽車內(nèi)的布置位置以及布置形式， 并 對(duì)機(jī)械式轉(zhuǎn)向系操縱機(jī)構(gòu)的布置方案 進(jìn)行選擇確定 。 本次設(shè)計(jì)將使用十字軸式萬向節(jié) 。 (a)轉(zhuǎn)向軸伸縮機(jī)構(gòu) 34 (b)富康轎車的轉(zhuǎn)向盤高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 1下轉(zhuǎn)向軸 2上轉(zhuǎn)向軸 3調(diào)節(jié)手柄 4調(diào)節(jié)螺栓 5楔狀限位塊 圖 轉(zhuǎn)向軸伸縮機(jī)構(gòu) 萬向節(jié) 萬向節(jié)是連接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)件，并傳遞它們之間的力矩。當(dāng)需要調(diào)整轉(zhuǎn)向軸的軸向位置時(shí)，先向下推調(diào)節(jié)手柄 3，使限 位塊松開，再軸向移動(dòng)轉(zhuǎn)向盤，調(diào)到合適的位置后，向上拉調(diào)節(jié)手柄，將上轉(zhuǎn)向軸鎖緊定位。上轉(zhuǎn)向軸 2 由調(diào)節(jié)螺栓 4 通過楔狀限位塊 5 夾緊定位。 33 1樞軸 2轉(zhuǎn)向柱管 3長(zhǎng)孔 4調(diào)整手柄 5鎖緊螺栓 6下托架 7傾斜調(diào)整支架 圖 轉(zhuǎn)向軸傾斜角度調(diào)整機(jī)構(gòu) 如圖 (a)所示的是一種轉(zhuǎn)向軸伸縮機(jī)構(gòu)。當(dāng)向下扳動(dòng)手柄時(shí)，鎖緊螺 栓的螺紋放松，轉(zhuǎn)向管柱即可以下托架上的樞軸 1 為中心在裝有螺栓的支架長(zhǎng)孔范圍內(nèi)上下移動(dòng)。轉(zhuǎn)向管柱 2 的上段和下段分別通過傾斜調(diào)整支架 7 和下托架 6 與車身相連，而且轉(zhuǎn)向管柱由傾斜調(diào)整支架夾持并固定。 轉(zhuǎn)向柱調(diào)節(jié)的形式分為傾斜角度調(diào)節(jié)和軸向位置調(diào)節(jié)兩種。而且，轉(zhuǎn)向盤的這一位置往往會(huì)與駕駛員進(jìn)、出汽車的方便性發(fā)生矛盾。日本豐田汽車的一些車型采用這種位置。在上述兩次沖擊過程中，上、下轉(zhuǎn)向柱管之間均產(chǎn) 生相對(duì)滑動(dòng)。在這一過程中，上轉(zhuǎn)向軸和上柱管的空間位置沒有因沖擊而上移，故可使駕駛員免受傷害。上、下柱管連同柱管托架通過特制橡膠墊固定在車身上，橡膠墊則利用塑料銷釘與托架連接。轉(zhuǎn)向軸分為上轉(zhuǎn)向軸和套在軸上的下轉(zhuǎn)向軸兩部分，二者用塑料銷釘連成一體。這樣，由轉(zhuǎn)向系引起的對(duì)駕駛員的沖擊和傷害被大大降低了。第二次碰撞時(shí)，固定轉(zhuǎn)向管柱的塑料安全銷 7 被剪斷，使轉(zhuǎn)向管柱和轉(zhuǎn)向軸的上端能自由移動(dòng)。 當(dāng)發(fā)生第一次碰撞時(shí)，其一，塑料銷 1 被剪斷，上轉(zhuǎn)向軸 2 將沿下轉(zhuǎn)向軸 3 的內(nèi)孔滑動(dòng)伸縮。另外，車身上固定管柱的托架 8 也是通過兩個(gè)塑料安全銷 7 與管柱連接 的。塑料銷的傳力能力受到嚴(yán)格限制，它既能可靠地傳遞轉(zhuǎn)向力矩，又能在受到?jīng)_擊時(shí)被剪斷，因此，它起安全銷的作用。 1) 網(wǎng)狀管柱變形式 這種轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向軸分為上下兩段，如圖 (a)所示。 汽車撞車時(shí)，首先車身被撞壞（第一次碰撞），轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)被后推，從而擠壓駕駛員，使其受到傷害；接著，隨著汽車速度的降低，駕駛員在慣性力的作用下前沖， 30 再次與轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)接觸（第二次碰撞）而受到傷害。一汽紅旗、奧迪轎車的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)與此類似，如圖 所示，只是無可折疊的安全元件。一旦發(fā)生撞車事故，駕駛員因慣性而以胸部撲向轉(zhuǎn)向盤 5 時(shí)，迫使轉(zhuǎn)向柱管 3 壓縮位于轉(zhuǎn)向柱上方的安全元件 4 而向下 移動(dòng)，使兩個(gè)銷子 7 迅速?gòu)南罗D(zhuǎn)向軸凸緣 6 的孔中退出，從而形成緩沖而減少對(duì)駕駛員的傷害。 1．可分離式安全轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 上海桑塔納轎車采用了可分離式安全轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)，如圖 (a)所示為轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的正常工作位置。為了敘述方便，將轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn) 向柱管統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)向柱。 1轉(zhuǎn)向盤總成 2蓋板 3橡膠套 24螺栓 2 40彈簧墊圈 39墊圈 1 25螺母 8下固定支架 9轉(zhuǎn)向管柱 10楔形螺母 11上轉(zhuǎn)向軸 12襯套 13球軸承 1 22孔用彈性擋圈 15軸承擋圈 16軸用鋼絲擋圈 17平墊圈 28 19十字軸 20轉(zhuǎn)向萬向節(jié)叉 21滾針軸承總成 2 31滑脂嘴總成 27轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 28轉(zhuǎn)向萬向節(jié)滑動(dòng)叉 29油封 30防塵套 32喇叭按鈕蓋 33搭鐵接觸板總成 34接觸彈簧 35接觸罩 36電刷總成 37集電環(huán)總成 38螺釘 41彈簧 圖 CA1091 型汽車轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 安全式轉(zhuǎn)向柱 為了保證駕駛員的安全，同時(shí)也為了更加舒適、可靠地操縱轉(zhuǎn)向系，現(xiàn)代汽車（特別是轎車）通常在轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)上增設(shè)相應(yīng)的安全、調(diào)節(jié)裝置。 十字軸 19 有兩個(gè)，上裝滑脂嘴 23，潤(rùn)滑 4 個(gè)滾 針軸承 21，由彈性擋圈 22 固定在萬向節(jié)叉上。 下端的轉(zhuǎn)向萬向節(jié)叉 20 通過花鍵與轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)向螺桿相連接，滑動(dòng)叉 28 通過內(nèi)花鍵與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 27 的外花鍵相連，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸可軸向移動(dòng)，以適應(yīng)駕駛室與車架的相對(duì)位移。轉(zhuǎn)向管柱 9 下端壓配在下固定支架 8 中，并通過兩個(gè)螺栓將下固定支架緊固在駕駛室地板上；上端通過橡膠套 蓋板 2，由兩個(gè)螺栓固定在駕駛室儀表板上。 如圖 所示，轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)一般由轉(zhuǎn)向盤 上轉(zhuǎn)向軸總成 1轉(zhuǎn)向管柱 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸 2轉(zhuǎn)向萬向節(jié)叉總成 滑動(dòng)叉萬向節(jié)總成 28 等組成。 第 5 章 轉(zhuǎn)向 操縱 機(jī)構(gòu) 的布置形式 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的功用和組成 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的功用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向器所必需的操縱力，并具有一定的調(diào)節(jié)和安全性能。mm 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入力矩為：方向盤作用半徑 asR 、作用在轉(zhuǎn)向盤上的操縱 載 荷 f ，對(duì)轎車該力不用超過 150～ 200N,對(duì)于貨車不應(yīng)超過 500N 2 0 0 2 0 0 4 0 0 0 0asT R f? ? ? ? N 1 9. 8 12 60 55 % 67 91G ? ? ? ?N 3 31 0 . 7 6 7 9 1 1 9 4 . 73 3 4 5 0 0 0 0r GM P?? ? ?N 根據(jù)汽車的軸荷分配，前軸滿載時(shí)，前軸軸荷的大小為車重的 32%40%，本次設(shè)計(jì)取前軸軸荷取車重的 55%。） 齒頂高： 2ah = *anh ? mn =3 mm * ? 齒根高： 2fh =(h*an + *nc ) nm = nm = mm * ? 齒高： 2 2 2 h h? ? ? mm 齒距： ??? mm 轉(zhuǎn)向器 齒輪 齒條 的 強(qiáng)度校核 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 [14] 2 c o s / s i n c o s 2 . 4 8hbz ? ? ??? tan tan cosbt? ? ?? ?? 4 (1 ) 0 .9 43z ??????? ? ??? ? ? ? cos ? ??? Ez 查表取 A V H HK K K K K??? ? ? ? 在 —2 之間取值 3112 / 2 1 7 5 1 0 / 2 4 . 3 1 4 4 0 3 . 3tF T d? ? ? ? ? U= 2 1 2 1//d d z z?? 1 6z? 方向盤能轉(zhuǎn)動(dòng) 3 圈 21 3 18 20zz? ? ? ? 25 11 []tH H E HF uz z z z b d u??????? （ ） [ l im] 96 % 0. 96 15 00 14 40HH??? ? ? ?mpa 1 4 4 0 3 . 2 4 . 6 2 52 . 4 8 0 . 9 4 0 . 9 9 1 1 9 . 8 2 4 . 3 3 4 . 0 2 3 . 6 2 5H? ? ? ? ? ?= ? 1440mpa 接觸疲勞強(qiáng)度滿足需 要。= 端面壓力角 : 24 t? = n? /cos? =176。 齒條斷面形狀選取圓形，選擇齒數(shù) z=20，螺旋角 ? =15176。 （ 2）齒輪與齒條的嚙合角永遠(yuǎn)等于壓力角。） 分度圓直徑 : d1 =m n z1 /cos? =18/cos 15176。= 端面壓力角 : t? = n? /cos? =176。模數(shù)取 3，齒輪有 6 個(gè)齒，螺旋角 β=15176。15176。通常，這類轉(zhuǎn)向器的齒輪模數(shù)多在 23mm范圍內(nèi)，壓力角為 20176。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置方便，制造容易，但轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比較小， 22 且齒條沿其長(zhǎng)度方向磨損不均勻，故僅廣泛用于微型汽車和轎車上。 主動(dòng)小齒輪選 用 40Cr 制造，而齒條常采用 45 鋼制造。如圖 圖 轉(zhuǎn)向系布置形式 21 本章小結(jié) 本章主要介紹轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能參數(shù)，對(duì)機(jī)械式轉(zhuǎn)向器的布置方案確定，簡(jiǎn)單說明轉(zhuǎn)向器在汽車內(nèi)的布置位置以及布置形式 。本文設(shè)計(jì)為與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為后置式。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的桿系可布置在前軸之后，稱為后置式。 20 （ a） 中間輸入，兩端輸出 (b) 側(cè)面輸入，兩端輸出 （ c） 側(cè)面輸入，中間輸出 （ d） 側(cè)面輸入，一端輸出 圖 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的四種形式 轉(zhuǎn)向減振器布置位置：轉(zhuǎn)向減振器常水平的置于轉(zhuǎn)向橫拉桿附近，裝于轉(zhuǎn)向桿與車身或車架之間。選擇方向盤直徑與汽車類型有關(guān)，本次設(shè)計(jì)為微型車，方向盤直徑選擇為400mm。 方向盤直徑有一系列尺寸。這種裝置大大提高了電器裝置的可靠性 。因此，最近裝備氣囊的汽車開始裝用電纜盤，代替集電環(huán)。集電 環(huán)好比環(huán)形的地鐵軌道，喇叭開關(guān)的觸點(diǎn)就象奔跑在軌道上的電車，時(shí)刻保持接通的狀態(tài)。 現(xiàn)在有越來越多的汽車在轉(zhuǎn)向盤里安裝了安全氣囊，也使汽車的安全性大大提高了。 現(xiàn)在的轉(zhuǎn)向盤與以前的看似沒有 太大變化，但實(shí)際上已經(jīng)有了改進(jìn)。由于轉(zhuǎn)向助力裝置的普及，轉(zhuǎn)向盤外徑變小了，而手握處卻變粗了，采用柔軟材料，使操作感得到了改善。轉(zhuǎn)向盤的慣性力矩也是很重要的，慣性力矩小，我們就會(huì)感到 “輪輕 ”，操做感良好，但同時(shí)也容易受到轉(zhuǎn)向盤的反彈 (即 “打手 ”)的影響，為了設(shè)定適當(dāng)?shù)膽T性力矩，就要調(diào)整骨架的材料或形狀等。轉(zhuǎn)向盤外皮要求有某種程度的柔軟度，這樣可有良好的手感，而且能防止手心出汗時(shí)握轉(zhuǎn)向盤打滑，還需要有耐熱性，如圖 。轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部 有金屬制成的骨架，是用鋼、鋁合金或鎂合金等材料制成，采用焊接或鑄造等工藝制造。輪輻一般為三根輻條或四根輻條，也有用兩根輻條的。 轉(zhuǎn)向盤的選擇 轉(zhuǎn)向盤即通常所說的方向盤?！?30176?！?15176。轉(zhuǎn)向盤自由行程對(duì)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(duì)轉(zhuǎn)向盤施加更大的轉(zhuǎn)向力矩，以克服經(jīng)車