【正文】 了改進。轉(zhuǎn)向盤的集電環(huán)：轉(zhuǎn)向盤上有喇叭開關(guān)，必須時刻與車身電器線路相連，而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向盤與組合開關(guān)之間顯然不能用導(dǎo)線直接相連，因此就必須采用集電環(huán)裝置。由于是機械接觸，長時間使用觸點會因磨損影響導(dǎo)電性，導(dǎo)致緊急時刻喇叭不鳴甚至氣囊不工作。轉(zhuǎn)向器分類轉(zhuǎn)向器按結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型。其中第二、第四種分別是第一、第三種的變形形式，而蝸桿滾輪式則更少見。 1）齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。有時，靠齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，轉(zhuǎn)向靈敏，體積小，可以直接帶動橫拉桿。2）蝸桿曲柄銷式轉(zhuǎn)向器它是以蝸桿為主動件，曲柄銷為從動件的轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向時，通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運動，從而帶動曲柄和轉(zhuǎn)向垂臂擺動，再通過轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。3）循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 這是一種古典的機構(gòu)，現(xiàn)代轎車已大多不再使用，但又被最新方式的助力轉(zhuǎn)向裝置所應(yīng)用。齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向器，是相對于齒輪齒條機械轉(zhuǎn)向器而言的，主要是增加了轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油壺、轉(zhuǎn)向油管、轉(zhuǎn)向閥、轉(zhuǎn)向油缸等部件，以期達到改善駕駛員手感，增加轉(zhuǎn)向助力的目的的轉(zhuǎn)向裝置。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對于舒適、安全性能要求的不斷提高，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也隨著科技的發(fā)展日新月異。以前在一些科幻電影中才能出現(xiàn)的無人飛機、無人駕駛汽車等現(xiàn)在已經(jīng)成為現(xiàn)實，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也在朝著更加先進的方向發(fā)展，比如由日本JTEKT研究開發(fā)出來的先進線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等 機械式轉(zhuǎn)向系機械式轉(zhuǎn)向器的能量來源是人力，所有傳力件都是機械的，由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)(方向盤)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。這種轉(zhuǎn)向器有兩對傳動副組成，一對是螺桿、螺母，另一對是齒條、齒扇或曲柄銷。 這種轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點是，操縱輕便，磨損小，壽命長。因此逐漸被齒輪齒條式取代。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時，駕駛員對轉(zhuǎn)向盤施加一個轉(zhuǎn)向力矩。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運動傳到轉(zhuǎn)向搖臂，再通過轉(zhuǎn)向直拉桿傳給固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使左轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支撐的左轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。有轉(zhuǎn)向搖臂至轉(zhuǎn)向梯形這一系列零件和部件（不含轉(zhuǎn)向節(jié)），均屬于轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)。其中第二、第四種分別是第一、第三種的變形形式，而蝸桿滾輪式則更少見。按轉(zhuǎn)向力能源的不同，可將轉(zhuǎn)向系分為機械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系。其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃訖C構(gòu)的直線運動(嚴(yán)格講是近似直線運動)的機構(gòu)，是轉(zhuǎn)向系的核心部件。由于轉(zhuǎn)向助力裝置最常用的是一套液壓系統(tǒng)，因此也就離不開泵、油管、閥、活塞和儲油罐，它們分別相當(dāng)于電路系統(tǒng)中的電池、導(dǎo)線、開關(guān)、電機和地線的作用。在正常情況下，汽車轉(zhuǎn)向所需的能量，只有一小部分由駕駛員提供，而大部分是由發(fā)動機通過轉(zhuǎn)向加力裝置提供的。因此，動力轉(zhuǎn)向器是在機械轉(zhuǎn)向器的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。由于轉(zhuǎn)向助力裝置最常用的是一套液壓系統(tǒng)，因此也就離不開泵、油管、閥、活塞和儲油罐，它們分別相當(dāng)于電路系統(tǒng)中的電池、導(dǎo)線、開關(guān)、電機和地線的作用。功率P1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正效率，用符號η+表示，η+=( P1—P2)／P1；反之稱為逆效率，用符號η－表示，η－ =(P3—P2)／P3。為了保證轉(zhuǎn)向時駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤輕便，要求正效率高。為了減輕在不平路面上行駛時駕駛員的疲勞，車輪與路面之間的作用力傳至轉(zhuǎn)向盤上要盡可能小，防止打手又要求此逆效率盡可能低。（1）轉(zhuǎn)向器類型、結(jié)構(gòu)特點與正效率 在前述四種轉(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蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的正效率要明顯的低些。另外兩種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器正效率，根據(jù)試驗結(jié)果分別為70％和75％。(2) 轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與正效率 如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，對于蝸桿和螺桿類轉(zhuǎn)向器，其正效率可用下式計算 η+=tanα／tan(α+ρ) （21）式中，α為蝸桿(或螺桿)的螺線導(dǎo)程角；ρ為摩擦角，ρ=arctanf(f為摩擦因數(shù))。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。這既減輕了駕駛員的疲勞，又提高了行駛安全性。如果長時間在不平路面上行駛，易使駕駛員疲勞，影響安全駕駛。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。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。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。如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，則逆效率可用下式計算H = tan(αρ) tanα (2—2)式(2—1)和式(2—2)表明：增加導(dǎo)程角α,正、逆效率均增大。當(dāng)導(dǎo)程角小于或等于摩擦角時，逆效率為負值或者為零，此時表明該轉(zhuǎn)向器是不可逆式轉(zhuǎn)向器。通常螺線導(dǎo)程角選在8176。之間。它又由轉(zhuǎn)向器角傳動比iw 和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)角傳動比iw′ 所組成，即 iwo=iw iw′ 。此定義適用于除齒輪齒條式之外的轉(zhuǎn)向器。2）力傳動比與轉(zhuǎn)向系角傳動比的關(guān)系輪胎與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力Fw和作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力矩 Mr之間有如下關(guān)系Fw= Mr/α （2—3）式中，α為主銷偏移距，指從轉(zhuǎn)向節(jié)主銷軸線的延長線與支承平面的交點至車輪中心平面與支承平面交線間的距離。將式(2—3)、式(2—4)代入 ip=2 Fw／Fh 后得到 ip= MrDsw/Mhα （2—5）分析式(2—5)可知，當(dāng)主銷偏移距為a時，力傳動比 ip 應(yīng)取大些才能保證轉(zhuǎn)向輕便。轉(zhuǎn)向盤直徑 Dsw 根據(jù)車型不同在JB4505—86轉(zhuǎn)向盤尺寸標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的系列內(nèi)選取。3）轉(zhuǎn)向系的角傳動比iwo轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)角傳動比，除用 iw′=dβp／dβk表示以外，還可以近似地用轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂長L2與搖臂臂長Ll之比來表示，即 iw′=dβp／dβk≈L2／Ll 。由此可見，研究轉(zhuǎn)向系的傳動比特性，只需研究轉(zhuǎn)向器的角傳動比iw 及其變化規(guī)律即可。從 ip=2Fw／Fh式可知，當(dāng)Fw一定時，增大ip能減小作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力Fh，使操縱輕便。角傳動比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對轉(zhuǎn)向盤角速度的響應(yīng)變得遲鈍，使轉(zhuǎn)向操縱時間增長，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低，所以“輕”和“靈”構(gòu)成一對矛盾。齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器都可以制成變速比轉(zhuǎn)向器。因結(jié)構(gòu)原因，螺距 P 不能變化，但可以用改變齒扇嚙合半徑 r 的方法，達到使循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器實現(xiàn)變速比的目的。影響選取角傳動比變化規(guī)律的因素，主要是轉(zhuǎn)向軸負荷大小和對汽車機動能力的要求。裝用動力轉(zhuǎn)向的汽車，因轉(zhuǎn)向阻力矩由動力裝置克服，所以在上述兩種情況下，均應(yīng)取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動比并能減少轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的總?cè)?shù)，以提高汽車的機動能力。汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛時，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角較小，轉(zhuǎn)向阻力矩也小，此時要求轉(zhuǎn)向輪反應(yīng)靈敏，轉(zhuǎn)向器角傳動比應(yīng)當(dāng)小些。過小則在汽車高速直線行駛時，對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角過分敏感和使反沖效應(yīng)加大，使駕駛員精確控制轉(zhuǎn)向輪的運動有困難。對轉(zhuǎn)向盤自由行程的認識轉(zhuǎn)向盤在空轉(zhuǎn)階段中的角行程，稱為轉(zhuǎn)向盤自由行程。一般說來，轉(zhuǎn)向盤從相應(yīng)于汽車直線行駛的中間位置向任一方向的自由行程最好不超過10176。當(dāng)零件磨損嚴(yán)重到十轉(zhuǎn)向盤自由行程超過25176。時，必須進行調(diào)整。 轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)及轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)向盤的功能：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。集電環(huán)好比環(huán)形的地鐵軌道，喇叭開關(guān)的觸點時刻保持接通的狀態(tài)。因此，最近裝備氣囊的汽車開始裝用電纜盤，代替集電環(huán)。這種裝置大大提高了電器裝置的可靠性。傳遞轉(zhuǎn)向盤操作的轉(zhuǎn)向軸從中穿過，內(nèi)部有軸承和襯套支承。吸能裝置的方式很多，大都通過轉(zhuǎn)向柱的支架變形來達到緩沖吸能的作用。即：（1）可傾斜式轉(zhuǎn)向機構(gòu)：（2）可伸縮式轉(zhuǎn)向機構(gòu)：[5]3轉(zhuǎn)向器總成方案分析（1） 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪應(yīng)繞順時針方向旋轉(zhuǎn)，任何車輪不應(yīng)有側(cè)滑。（2） 汽車轉(zhuǎn)向行駛后，在駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤的情況下，轉(zhuǎn)向輪能自動返回到直線行駛位置，并穩(wěn)定行駛。（4） 轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時，由于運動不協(xié)調(diào)使車輪產(chǎn)生的擺動應(yīng)最小。（6） 操縱輕便。（8） 轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機構(gòu)。（10） 進行運動校核，保證轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動方向一致。轉(zhuǎn)向系中設(shè)有轉(zhuǎn)向減震器時，能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生振動，同時又能使傳動轉(zhuǎn)向盤上的反沖力明顯下降。通常用轉(zhuǎn)向時駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動圈數(shù)多少兩項指標(biāo)來評價操縱輕便性。當(dāng)貨車從直線行駛狀態(tài)，以10Km/h的速度在柏油路或水泥的水平路段上轉(zhuǎn)入沿半徑12m的圓周行駛，且路面干燥，若轉(zhuǎn)向系內(nèi)沒有裝動力轉(zhuǎn)向器，上述切向力不得超過250N。[3]循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器又稱為綜合式轉(zhuǎn)向器（因為它由兩級傳動副組成），是目前國內(nèi)、外汽車上較為流行的一種結(jié)構(gòu)形式。轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，與轉(zhuǎn)向軸連為一體的螺桿帶動方形螺母作軸向移動（因螺桿在軸向方向固定在轉(zhuǎn)向器殼上），螺母的下端制成齒條，因而能帶動與轉(zhuǎn)向搖臂軸做成一體的齒扇的轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)向螺桿的軸徑支撐在兩個角接觸球軸承上，軸承緊度可用調(diào)整墊片調(diào)整?？梢姡D(zhuǎn)向螺母即是第一級傳動副的從動件，也是第二級傳動副（齒條齒扇傳動副）的主動件（齒條）。1轉(zhuǎn)向搖臂 2向心推力球軸承 3螺桿副總成 4殼體組件 5螺栓 6上蓋調(diào)整墊片8上蓋 9柱管夾子 10螺桿油封 11鐵絲 12頂絲 13柱管 14轉(zhuǎn)向軸組件 18螺母MB 19螺栓20墊圈21濾氣螺塞圖31 循環(huán)球式齒條齒扇轉(zhuǎn)向器為了減少轉(zhuǎn)向螺桿和轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦和磨損，二者的螺紋制成半圓形凹槽，并不直接接觸，其間裝有許多鋼球，從而將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦。兩者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道，這樣可以使轉(zhuǎn)向螺母和轉(zhuǎn)向螺桿軸向定位好，滾道和鋼球間有間隙，可以用來貯存碎屑和潤滑油，有助于減少螺母和螺桿之間的磨損。兩根U形鋼球?qū)Ч艿膬啥瞬迦肼菽競?cè)面的兩對通孔中，導(dǎo)管內(nèi)也裝滿了鋼球。轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動時，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母，螺母即沿軸向移動。流出螺母而進入導(dǎo)管的一端，再由導(dǎo)管另一端流回螺旋管狀通道。與齒條相嚙合的齒扇，其齒厚是在分度圓上沿齒扇軸線按線性關(guān)系變化的，故為變厚齒扇。調(diào)整螺釘裝在側(cè)蓋上，并用螺母鎖緊。將調(diào)整螺釘旋入，則嚙合間隙減少；反之，則嚙合間隙增大。但其逆效率高，容易將路面沖擊力傳動轉(zhuǎn)向盤。由于循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器在結(jié)構(gòu)上便于與液力轉(zhuǎn)向加力器設(shè)計為一個整體，而液力系統(tǒng)又正可以緩和路面的沖擊，因此，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器得到日益廣泛的應(yīng)用。4循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要尺寸參數(shù)的選擇（1）鋼球中心距D、螺桿外徑D 螺母內(nèi)徑D2 尺寸D、DD2如圖31所示. 鋼球中心距D是基本尺寸, 螺桿外徑D螺母內(nèi)徑D2及鋼球直徑d對確定鋼球中心距D的大小有影響，而又對轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)尺寸和強度有影響。選取規(guī)律是隨著扇齒模數(shù)的增大，鋼球中心距也相應(yīng)增加。螺桿外徑D1通常在20～38mm范圍內(nèi)變化,一般要求D2 D1=(5%～10%)D.圖41螺桿鋼球螺母傳動副（2）鋼球直徑d及數(shù)量n 鋼球直徑尺寸d取得大，能提高承載能力，同時螺桿和螺母傳動機構(gòu)和轉(zhuǎn)響器的尺寸也隨之增大。增加鋼球數(shù)量n，能提高承載能力，但是鋼球流動性變壞，從而使傳動效率降低。經(jīng)驗證明，每個環(huán)路中的鋼球數(shù)以不超過60粒為好。每個環(huán)路中的鋼球數(shù)可用下式計算n= （41）式41中，D為鋼球中心距；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)；為螺線導(dǎo)程角，常取 =5186。則cos1。圖中滾道與鋼球之間的間隙，除用來貯存潤滑油之外，還能貯存磨損雜質(zhì)。（4）接觸角 鋼球與螺桿滾道接觸點的正壓力方向與螺桿滾道法面軸線間的夾角稱為接觸角,如圖42所示。,以使軸向力和徑向力分配均勻。與此同時,齒扇節(jié)圓轉(zhuǎn)過的弧長等于s,相應(yīng)搖臂轉(zhuǎn)過角,其間關(guān)系可表示如下 （43）式43中,r為齒扇節(jié)圓半徑.聯(lián)立式（42）、式（43）得,將對求導(dǎo)得循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器角傳動比為 （44）由式（44）可知,螺距影響轉(zhuǎn)向器傳動比的值。螺距一般在1218mm內(nèi)選取.（6）工作鋼球圈數(shù)W 多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)向器用兩個環(huán)路，而每個環(huán)路的工作鋼球圈數(shù)又與接觸強度有關(guān)：增加工作鋼球圈數(shù)，參加工作的鋼球增多，能降低接觸應(yīng)力，提高承載能力；但鋼球受力不均勻、螺桿增長而使剛度降低。[7]表41循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要參數(shù)齒扇模數(shù)m/mm搖臂軸直徑/mm22263032323538404245鋼球中心距/mm202325252830323540螺桿外徑/mm2023252528293438鋼球直徑/mm8螺距/mm101011工作圈數(shù)5環(huán)流行數(shù)2螺母長度/mm41455246475856596272788082齒扇齒數(shù)355齒扇整圓齒數(shù)121313131415齒扇壓力角22176。27176。切削角6176。6176。7176。齒扇寬/mm2225252725283028～323034383538