【正文】 取=540mm轉(zhuǎn)向橫拉桿直徑 （23）；=216MPa；= N對(duì)給定的汽車，用上式計(jì)算出來的作用力是最大值。作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為： （22）=式中——轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)，單位為mm； ——原地轉(zhuǎn)向阻力矩； ——轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)； ——為轉(zhuǎn)向盤直徑； ——轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比； ——轉(zhuǎn)向器正效率。為此用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩。為轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力，包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)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(yàn)算轉(zhuǎn)向系零件的強(qiáng)度，需首先確定作用在各零件上的力。圖26齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種形式帕薩特車型數(shù)據(jù)如表27所示。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、質(zhì)量輕、剛性好、使用可靠；傳動(dòng)效率高達(dá)90%[20]；根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四種形式[10]。 ~（因汽車形式不同而異），動(dòng)力轉(zhuǎn)向器就開始工作。，而齒條常采用45鋼制造。大多數(shù)承載式車身的前輪驅(qū)動(dòng)汽車用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的正確安裝高度，使轉(zhuǎn)向橫拉桿和懸架下擺臂可平行安置。范圍內(nèi)變化。變速比的齒條壓力角，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)在12176?！?5176。主動(dòng)小齒輪齒數(shù)多數(shù)在5～7個(gè)齒范圍變化，壓力角取20176。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的齒輪多數(shù)采用斜齒圓柱齒輪。即在這樣的傳動(dòng)比下，轉(zhuǎn)向盤每轉(zhuǎn)動(dòng)18176。轉(zhuǎn)向角傳動(dòng)比必須使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)同樣角度時(shí)需要更大的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角。將使其前輪從鎖點(diǎn)轉(zhuǎn)向鎖點(diǎn)。前輪將轉(zhuǎn)向1176。[15]。齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器液壓油流動(dòng)路線如圖25所示.圖24 扭矩傳遞路線圖25 電動(dòng)助力傳動(dòng)路線 當(dāng)轉(zhuǎn)向盤從鎖點(diǎn)向鎖點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，每只前輪大約從其正前方開始轉(zhuǎn)動(dòng)30176。圖23 轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)圖齒輪齒條式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的主要作用是：，并增大來自方向盤的轉(zhuǎn)矩使之可以克服車輪與地面間的轉(zhuǎn)向阻力矩；。這種布置方案的特點(diǎn)是：電動(dòng)機(jī)位于地板下方，相比之下，工作噪聲和振動(dòng)對(duì)駕駛員的影響都小些；電動(dòng)機(jī)減速機(jī)構(gòu)等不占據(jù)轉(zhuǎn)向盤至地板這段空間，因而有利于轉(zhuǎn)向軸的布置，駕駛員腿部的動(dòng)作不會(huì)受到它們的干擾；轉(zhuǎn)向軸直至轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪均不承受來自電動(dòng)機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩作用，故他們的尺寸能小些；電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)等工作在地板下方，條件較差，對(duì)密封要求良好；電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩只經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)增扭，沒有經(jīng)過轉(zhuǎn)向器增扭，因而必須增大電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩才能有良好的助力效果，隨之而來的是電動(dòng)機(jī)尺寸增大、質(zhì)量增加；轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)與典型的相差很多，必須單獨(dú)設(shè)計(jì)制造；采用滾珠螺桿螺母減速機(jī)構(gòu)時(shí)，會(huì)增加制造難度與成本；電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)向器占用的空間雖然大一些，但用于前軸負(fù)荷大，前部空間相對(duì)寬松一些的乘用車上不是十分突出的問題[9]。這種布置方案的特點(diǎn)是：電動(dòng)機(jī)布置在地板下方、轉(zhuǎn)向器上部，工作條件比較差對(duì)密封要求較高；電動(dòng)機(jī)的助力轉(zhuǎn)矩基于與轉(zhuǎn)向軸助力式相同的原因可以小些，因而電動(dòng)機(jī)尺寸小，同時(shí)轉(zhuǎn)矩傳感器、減速機(jī)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸也小，這將有利于在整車上的布置和減小質(zhì)量；轉(zhuǎn)向軸等位于轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪以上的零部件，不承受電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩的作用，故尺寸可以小些；電動(dòng)機(jī)距駕駛員遠(yuǎn)些，它的動(dòng)作噪聲對(duì)駕駛員影響不大，但震動(dòng)仍然會(huì)傳到轉(zhuǎn)向盤；電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、電磁離合器、減速機(jī)構(gòu)等與轉(zhuǎn)向器主動(dòng)齒輪裝在一個(gè)總成內(nèi)，拆裝時(shí)會(huì)因相互影響而出現(xiàn)一定的困難；轉(zhuǎn)向器與典型的轉(zhuǎn)向器不能通用，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)、制造。這種布置方案的特點(diǎn)是：由于轉(zhuǎn)向軸助力式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)布置在駕駛室內(nèi)，所以有良好的工作條件；因電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)增大后傳給轉(zhuǎn)向軸，所以電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩相對(duì)小些，電動(dòng)機(jī)尺寸也小，這又有利于在車上布置和減輕質(zhì)量；電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩傳感器、減速機(jī)構(gòu)、電磁離合器等裝為一體是結(jié)構(gòu)緊湊，上述部件又與轉(zhuǎn)向器分開，故拆裝與維修工作容易進(jìn)行；轉(zhuǎn)向器仍然可以采用通用的典型結(jié)構(gòu)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器；電動(dòng)機(jī)距駕駛員和轉(zhuǎn)向盤近，電動(dòng)機(jī)的工作噪聲和振動(dòng)直接影響駕駛員；轉(zhuǎn)向軸等零件也要承受來自電動(dòng)機(jī)輸出的助力轉(zhuǎn)矩的作用，為使其強(qiáng)度足夠，必須增大受載件的尺寸；盡管電動(dòng)機(jī)的尺寸不大，但因這種布置方案的電動(dòng)機(jī)靠近方向盤，為了不影響駕駛員腿部的動(dòng)作，在布置時(shí)仍然有一定的困難。EPS系統(tǒng)依據(jù)電動(dòng)機(jī)布置位置的不同可分為轉(zhuǎn)向軸助力式、小齒輪助力式、齒條助力式三個(gè)基本類型。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)沒有液壓系統(tǒng)所需要的油泵、油管、流量控制閥、儲(chǔ)油罐等部件，零件數(shù)目大大減少，減少了裝配的工作量，節(jié)省了裝配時(shí)間，提高了裝配效率。實(shí)際上，傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，液壓油泵和軟管的事故率占整個(gè)系統(tǒng)故障的53%，如軟管漏油和油泵漏油等。許多消費(fèi)者在買車時(shí)非常關(guān)心車輛的維護(hù)與保養(yǎng)問題。由于沒有油泵、油管和發(fā)動(dòng)機(jī)上的皮帶輪，使得工程師們?cè)O(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)有更大的余地，而且該系統(tǒng)的控制模塊可以和齒輪齒條設(shè)計(jì)在一起或單獨(dú)設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)部件的空間利用率極高。，占用空間小，布置方便，性能優(yōu)越。該系統(tǒng)由于它沒有液壓油，沒有軟管、油泵和密封件，避免了污染?！　【G色能源，適應(yīng)現(xiàn)代汽車的要求?！　?duì)于傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)，可變轉(zhuǎn)向力矩獲得非常困難而且費(fèi)用很高，要想獲得可變轉(zhuǎn)向力矩，必須增加額外的控制器和其它硬件。無論是停車，低速或高速行駛時(shí)，它都能提供可靠的，可控性好的感覺，而且更易于車場(chǎng)操作。通過軟件編程和硬件控制，可得到覆蓋整個(gè)車速的可變轉(zhuǎn)向力。　　。通過對(duì)汽車在高速行駛時(shí)過度轉(zhuǎn)向的方法測(cè)試汽車的穩(wěn)定特性。而在傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)中，要改善這種特性必須改造底盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)起來有一定困難。從最低車速到最高車速，可得到一簇回正特性曲線。當(dāng)駕駛員使轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)一角度后松開時(shí)，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整使車輪回到正中?！　　Ｔ撓到y(tǒng)利用慣性減振器的作用，使車輪的反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)向前輪擺振大大減水?！? 。由于該系統(tǒng)沒有起動(dòng)時(shí)的預(yù)熱，節(jié)省了能量。汽車在較冷的冬季起動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)反應(yīng)緩慢，直至液壓油預(yù)熱后才能正常工作。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤不轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)不工作，需要轉(zhuǎn)向時(shí)，電機(jī)在控制模塊的作用下開始工作,輸出相應(yīng)大小及方向的轉(zhuǎn)矩以產(chǎn)生助動(dòng)轉(zhuǎn)向力矩，而且，該系統(tǒng)在汽車原地轉(zhuǎn)向時(shí)輸出最大轉(zhuǎn)向力矩，隨著汽車速度的改變，輸出的力矩也跟隨改變。相反電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）僅在需要轉(zhuǎn)向操作時(shí)才需要電機(jī)提供的能量，該能量可以來自蓄電池，也可來自發(fā)動(dòng)機(jī)。因此，該系統(tǒng)一經(jīng)提出，就受到許多大汽車公司的重視，并進(jìn)行開發(fā)和研究，未來的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向?qū)⒊蔀檗D(zhuǎn)向系統(tǒng)主流，與其它轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)突出的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：　　。 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成及特點(diǎn)介紹液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已發(fā)展了半個(gè)多世紀(jì)，其技術(shù)已相當(dāng)成熟。EPS主要由扭矩傳感器、車速傳感器、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和電子控制單元（ECU）等組成。，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和計(jì)算，完成重要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并校核主要零件強(qiáng)度。 ，熟知對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系的基本要求，確定轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 本課題主要研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)圍繞帕薩特這款車型進(jìn)行其轉(zhuǎn)向系從無到有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先計(jì)算轉(zhuǎn)向系中主要零件的參數(shù)，并建立三維模型，使用ADAMS軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化，以確保轉(zhuǎn)向系有良好的性能，并且可以完善設(shè)計(jì)方案。在日美循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器使用比重越來越大，在日本，公共汽車使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)在的100%。目前在世界汽車市場(chǎng)上，循環(huán)球轉(zhuǎn)向器占有45%的市場(chǎng)，齒輪齒條式也占有40%左右的份額，其它類型的轉(zhuǎn)向器占15%。目前主流的轉(zhuǎn)向器有4種：蝸桿指銷式、蝸桿滾輪式、循環(huán)球式及齒輪齒條式。我國也涉足線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究領(lǐng)域，清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)以及湖南大學(xué)都對(duì)線控轉(zhuǎn)向技術(shù)進(jìn)行研究。目前已有線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上市，而DaimierChrysler公司開發(fā)的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)被列為2000年汽車十大創(chuàng)新技術(shù)之一。20世紀(jì)60年代末，德國的Kasselmann公司也設(shè)計(jì)了類似于TRW公司設(shè)想的主動(dòng)