【正文】 m? 作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為 122 rhswLTF L D i???? （ 3— 2） 式中， 1L 為轉(zhuǎn)向搖臂； 2L 為轉(zhuǎn)向節(jié)臂 ，兩者之比大約在 ~ 之間，近似取 1； swD 為轉(zhuǎn)向盤直徑 ，在 380~550mm 之間，驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)值 500mm； ?? 為轉(zhuǎn)向器正效率 %； i? 為轉(zhuǎn)向器角傳動 比 ， 2 2 4 5 2511ww ri t? ???? ? ?，所以 6122 2 5 . 3 1 0 1 0 3 2 . 85 0 0 2 5 8 2 . 1 %rhswLTFNL D i? ? ???? ? ??? 此值超過了駕駛員的生理上的可能，在此情況下，應(yīng)采用助力系統(tǒng)，并且對轉(zhuǎn)向器和動力轉(zhuǎn)向器動力缸以前零件的計算載荷，應(yīng)取駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤輪緣上的最大瞬時力，此力為 700N。為轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力，包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動的阻力、車輪穩(wěn)定阻力、輪胎變形阻力和轉(zhuǎn)向系中的內(nèi)摩擦阻力等。欲驗算轉(zhuǎn)向系零件的強度 ，需首先確定作用在各零件上的力。因為循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的傳動效率可達 75%~80%，并且其缺點是逆效率高，所以機械轉(zhuǎn)向部分采用循環(huán)球 —— 齒條尺扇 式轉(zhuǎn)向器。對于前軸負(fù)荷較大且未裝動力轉(zhuǎn)向的汽車來說，為了避免“轉(zhuǎn)向沉重”，則應(yīng)選擇具有兩端的角傳動比較大、中間較小的角傳動比變化特性的轉(zhuǎn)向器。因為高速 行駛時，很小的前輪轉(zhuǎn)角也會導(dǎo)致產(chǎn)生較大的橫向加速度使輪胎發(fā)生側(cè)滑。 關(guān)于轉(zhuǎn)向器角傳動比對使用條件的適應(yīng)性間題，也是選擇轉(zhuǎn)向器時應(yīng)考慮的一個方面。礦山、工地用汽車和越野汽車，經(jīng)常在壞路或無路地帶行駛。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器則是當(dāng)前廣泛使用的一種結(jié)構(gòu)，高級轎車和輕型及以上的客車、貨車均多采用。 對轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)型式的選擇，主要是根據(jù)汽車的類型、前軸負(fù)荷、使用條件等來決定 ，并 要考慮其效率特性、角傳動比變化特性等對使用條件的適應(yīng)性以及轉(zhuǎn)向器的其他性能 、壽 命、制造工藝等 .中、小型轎車以及前軸軸荷小于 、貨車，多采用齒輪齒條式 轉(zhuǎn)向器。 楊露露： 重型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 22 3 轉(zhuǎn)向器 機械部分的 設(shè)計 與 計算 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)形式選擇 根據(jù)所采用的轉(zhuǎn)向傳動副的不同，轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)型式有多種。 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。 圖 25 轉(zhuǎn)向器傳動副傳動間隙特性 Fig 25 Drive gap characteristic property of steering 圖中曲線 1 表明轉(zhuǎn)向器在磨損前的間隙變化特性；曲線 2 表明使用并磨損后的間隙變化特性，并且在中間位置處已出現(xiàn)較大間隙；曲線 3 表明調(diào)整后并消除中間位置處間隙的轉(zhuǎn)向器傳動間隙變化特性。在中間附近位置因磨損造成的間隙過大時，必須經(jīng)調(diào)整消除該處間隙。若轉(zhuǎn)向器傳動副存在傳動間隙，一旦轉(zhuǎn)向輪受到側(cè)向力作用，車輪將偏離原行駛位置，使汽車失去穩(wěn)定。 研究該特性的意義在于它與直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器的使用壽命有關(guān)。312rP R R LTi l l m m mT ??? ? ??? （ 2— 10） 轉(zhuǎn)向器傳動副的傳動間隙△ t 傳動間隙是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動副之間的間隙。 39。1 3 1 30 .5 0 .5r r L RT T l l T l l m m?? （ 2— 9） 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的力 傳動比為 ? ? ? ?39。對于圖 2— 3 所示的非獨立懸架汽車的轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)來說，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪由轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)帶動而轉(zhuǎn) 向且后者處于圖示虛線位置時，其轉(zhuǎn)向搖臂上的力矩為 楊露露： 重型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 ? ? ? ? ? ?39。39。 力傳動比 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的力傳動 比 39。 31li l?? （ 2—8） 式中 1l —— 轉(zhuǎn)向搖臂長 3l —— 轉(zhuǎn)向節(jié)臂長 現(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的角傳動比多在 ~1. 1 之間，即近似為 1。 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的布置，通常取其在中間位置時使轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂均垂直于其轉(zhuǎn)向縱拉桿 (見圖 2— 3)，而在向左和向右轉(zhuǎn)到底的位置時，應(yīng)使轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向節(jié)臂分別 與轉(zhuǎn)向縱拉桿 的交兔相等。i? ????? 式中 0i? —— 轉(zhuǎn)向系的角傳動比； i? —— 轉(zhuǎn) 向器的角傳動比； 39。它們之間的關(guān)系為 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 39。轉(zhuǎn)向搖臂軸轉(zhuǎn)角的增量 ?? 與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量 ?? 之比，稱為轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的角傳動比 39。 角傳動比 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的增量 ?? 與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角的相應(yīng)增量 ?? 之比，稱為轉(zhuǎn)向系的角傳動比 . 0i? 。 ~10176。為此，導(dǎo)程角必須大于磨擦角。受 ?? 增大的影響，0? 不宜取得過大。在車輪受到?jīng)_擊力作用時，此力只有較小一部分傳至轉(zhuǎn)向盤。同時，它既不能保證車輪自動回正，駕駛員又缺乏路面感覺，因此，現(xiàn)代汽車不采用這種轉(zhuǎn)向器。 不可逆式轉(zhuǎn)向 器，是指車輪受到的沖擊力不能傳到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向器。但是，在不平路面上行駛時，傳至轉(zhuǎn)向盤上的車輪沖擊力，易使駕駛員疲勞，影響安全行駕駛。 路面作用在車輪上的力，經(jīng)過轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤，這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。 楊露露： 重型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 18 轉(zhuǎn)向器的逆效率 ?? 逆效率表示轉(zhuǎn)向器的可逆性。取 8176。 （ 2）轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與效率 如果忽略軸承和其經(jīng)地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，對于蝸桿類轉(zhuǎn)向器，其效率可用下式計算 )tan(tan0 0 ?? ??? a a=% （ 2—5） 式中， 0a 為螺桿的螺線導(dǎo)程角 =8176。另外 兩種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器效率分別為 70%和 75%。如蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的滾輪與支持軸之間的軸承可以選用滾針軸承、圓錐滾子軸承和球軸承。 （ 1）轉(zhuǎn)向器類型、結(jié)構(gòu)特點與效率 在四種轉(zhuǎn)向器中，齒輪齒條式、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正效率比較高，而蝸桿指銷式特別是固定銷和蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的正效率要明顯的低些。 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。 正效率高，轉(zhuǎn)向輕便；轉(zhuǎn)向器應(yīng)具有一定逆效率，以保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤的自動返回能力。 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 轉(zhuǎn)向系的效率 功率 1p 從轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率稱為轉(zhuǎn)向器的正效率，用符號?? 表示，；反之稱為逆效率，用符號 ?? 表示。 9) 在車禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身變形而共同后移時，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕上海的防傷裝置。 7) 轉(zhuǎn)向輪碰撞到占該物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。 5）保證汽車有較高的機動性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。 3）汽車在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤沒有擺動。不滿足這項要求會加速輪胎磨損，并降低汽車的行駛穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)型式隊汽車的自身質(zhì)量影響較小。至于對轉(zhuǎn)向系的最后兩條要求則主要是通過合理地選擇結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)布置來解決。 對轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤或轉(zhuǎn)向輪 能自動回正的要求和對汽車直線行駛穩(wěn)動性的要求則主要是通過合理的選擇主銷后傾角和內(nèi)傾角，消除轉(zhuǎn)向器傳動間隙以及選用可逆式轉(zhuǎn)向器來達到。為了減小 Rmin 值， ?maxi 值有時可達到 45186?？砂聪率接嬎悖? m in 0 m axsin LR ???? (22) 通常 ?maxi 為 35186。在轉(zhuǎn)向過程中除內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角外，其他參數(shù)是不變的。 兩軸汽車在轉(zhuǎn)向時，若不考慮輪胎的側(cè)向偏離，則為了滿足上述對轉(zhuǎn)向系的第 (2)條要求，其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪理想的轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖 24所示，由下式?jīng)Q定： LKBD CODOi ???? ?? c otc ot 0 （ 21） 式中： 0? — 外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角； 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 i? — 內(nèi)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角； K— 兩轉(zhuǎn)向主銷中心線與地面交點間的距離； L— 軸距 內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的合理匹配是由轉(zhuǎn)向梯形來保證。 6 Suspension 7 pendulum 轉(zhuǎn)角及最小轉(zhuǎn)彎半徑 汽車的機動性，常用最小轉(zhuǎn)彎半徑來衡量，但汽車的高機動性則應(yīng)由兩個條件保證。 3 steering knuckle arm。 1轉(zhuǎn)向搖臂； 2， 4轉(zhuǎn)向縱拉桿及橫拉桿； 3轉(zhuǎn)向節(jié)臂； 5轉(zhuǎn)向梯形臂； 6懸架 7擺桿 1 steering arm。 楊露露： 重型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 多數(shù)兩軸及三軸汽車僅用前輪轉(zhuǎn)向 （見圖 23） ；為了提高操縱穩(wěn)定性和機動性，某些現(xiàn)代轎車采用全四輪轉(zhuǎn)向；多軸汽車根據(jù)對機動性的要求，有時要增加轉(zhuǎn)向輪的數(shù)目，制止采用全輪轉(zhuǎn)向 圖 23 轉(zhuǎn)向系簡圖 Fig 23 Schematic Steering System （ a）與非獨立懸架轉(zhuǎn)向輪匹配時；（ b）與獨立 懸架轉(zhuǎn)向輪匹配時； (a) and nonindependent suspension and steering wheel match。 為了避免汽車在撞車時司機受到的轉(zhuǎn)向盤的傷害，除了在轉(zhuǎn)向盤中間可安裝安全氣囊外，還可在轉(zhuǎn)向系中設(shè)置防傷裝置。高級轎車和重型載貨汽車為了使轉(zhuǎn)向輕便，多采用這種動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。5tierod 轉(zhuǎn)向器 機械轉(zhuǎn)向器是將司機對轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動（或齒條沿轉(zhuǎn)向車軸軸向的移動），并按一定的角轉(zhuǎn)動比和力轉(zhuǎn)動比進行傳遞的機構(gòu)。 3steering arm。 圖 22 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu) Fig 22 the transmission system of steering 1轉(zhuǎn)向搖臂； 2轉(zhuǎn)向縱拉桿； 3轉(zhuǎn)向節(jié)臂； 4轉(zhuǎn)向梯形臂； 5轉(zhuǎn)向 橫拉桿 1steering rocker。 5steering wheel 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向縱拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形臂以及轉(zhuǎn)向橫拉桿等。 3steering column 。 圖 21 轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu) the control mechanism of steering 1轉(zhuǎn)向萬向節(jié)； 2轉(zhuǎn)向傳動軸； 3轉(zhuǎn)向管柱； 4轉(zhuǎn)向軸； 5轉(zhuǎn)向盤 1steering universal shaft。采用動力轉(zhuǎn)向時，還應(yīng)有轉(zhuǎn)向動力系統(tǒng)。有時為了布置方便，減小由于裝置位置誤差及部件相對運動所引起的附加載荷，提高汽車正面碰撞的安全性以及便于拆裝，在轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器的輸入端之間安裝轉(zhuǎn)向 萬向節(jié)，如圖 21。它由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)組成 。） 29 離去角（176。為了提高越野汽車在松軟路面和無路地區(qū)的通過 。 在確定軸荷分配時還要充分考慮汽車的結(jié)構(gòu)特點及性能要求。對于常在較差路面上行駛的載貨汽車，為了保證其在泥濘路而上的通過能力，常將滿載前軸負(fù)荷控制在 26％～ 27％，以減小前輪的滾動阻力并增大后驅(qū)動輪的附著力。對轎車而言 ，前置發(fā)動機前輪驅(qū)動的轎車滿載時的前軸負(fù)荷最好在 55％以上，以保證爬坡時有足夠的附著力；前置發(fā)動機后輪驅(qū)動的轎車滿載時的后軸負(fù)荷一般不大于 52％；后置發(fā)動機后輪驅(qū)動的轎車滿載時后軸負(fù)荷最好不超過 59％，否則，會導(dǎo)致汽車具有過多轉(zhuǎn)向特性而使操縱性變壞。因此，在總體設(shè)計時應(yīng)根 據(jù)汽車的布置型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分配。 商用貨車的總質(zhì)量 am 由整備質(zhì)量 0m 、載質(zhì)量 em 和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即 0165aem m m n kg? ? ? （ 1—3） 式中， 1n 為包括駕駛員以及隨行人員在內(nèi)的人數(shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。 乘用車和商用客車的總質(zhì) 量 am 由整備質(zhì)量 0m 、乘 員和駕駛員質(zhì)量以及乘員的行李質(zhì)量三部分構(gòu)成。該系數(shù)反映了楊露露： 重型貨車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 10 汽車的設(shè)計水平和工藝水平， 0m? 值越大，說明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進。原則上，貨流 大、運距長或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車以利降低運輸成本，提高效率；對貨源變化頻繁、運距短的市內(nèi)運輸車，宜采用中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟。越野汽車的載質(zhì)量是指越野汽車行駛時或在土路上行駛的額定在質(zhì)量。 （ 2）汽車的載質(zhì)量 me 汽車的載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好路面上行駛時所允許的額定載質(zhì)量。在日常工作種，收集大量同類汽車各總成、部件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合新車設(shè)計的特點、工藝水平等初步估算各總成、部件的質(zhì)量，再累計成整車整備質(zhì)量。今后，塑料載汽車上會進一步得到應(yīng)用。減少整車整備質(zhì)量的措施主要有：新設(shè)計的車型應(yīng)使其結(jié)構(gòu)更合理，采用強度足夠的輕質(zhì)材料，如塑料、鋁合金等等。 整車整備質(zhì)量對汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟型有影響。 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 汽車的質(zhì)量參數(shù)包