《(2.24)--21.22转向系统汽车设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(2.24)--21.22转向系统汽车设计.pdf（93页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第七章第七章 转向系设计转向系设计第一节第一节 概述概述第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析第三节第三节 转向系主要性能参数转向系主要性能参数第一节第一节 概述概述一一、转向系的功用和、转向系的功用和组成组成转向系的功用转向系的功用:汽车汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。在在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系系。汽车转向系的形式和汽车转向系的形式和组成组成汽车汽车转向机构分为机械转向和动力转向两种形式转向机构分为机械转向和动力转向两种形式。机械机械转向主要是由转
2、向盘、转向器和转向传动机构等转向主要是由转向盘、转向器和转向传动机构等组成，动力转向还包括动力系统组成，动力转向还包括动力系统。机械转向是依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器机械转向是依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。和转向传动机构使转向轮偏转。汽车转向系的形式和组成动力动力转向是在机械转向的基础上，加装动力系统，并借转向是在机械转向的基础上，加装动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力助此系统来减轻驾驶员的手力。动力动力转向包括液压式动力转向和电控式动力转向转向包括液压式动力转向和电控式动力转向。液压式液压式动力转向已在汽车上广泛应用。近年来，电控动动力转向已在
3、汽车上广泛应用。近年来，电控动力转向已得到较快发展力转向已得到较快发展。1.汽车汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。二、设计要求二、设计要求2.汽车汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。稳定行驶。二、设计要求二、设计要求3.车车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，在任何行驶
4、状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动转向盘没有摆动。4.转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。二、设计要求二、设计要求5.保证保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力行驶能力。6.操纵轻便。操纵轻便。7.转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。力要尽可能小。二、设计要求二、设计要求8.转向器转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调
5、整机构。损而产生间隙的调整机构。9.在在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。遭或减轻伤害的防伤装置。10.进行进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。一致。二、设计要求二、设计要求正确设计转向梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时，全正确设计转向梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。部车轮应绕瞬时转向中心旋转。转向转向轮的自动回正能力决定于转向轮的定位参数和转向轮的自动回正能力决定于转向轮的
6、定位参数和转向器逆效率的大小。合理确定转向轮的定位参数，正确选择器逆效率的大小。合理确定转向轮的定位参数，正确选择转向器的形式，可以保证汽车具有良好的自动回正能力。转向器的形式，可以保证汽车具有良好的自动回正能力。1.转向轮的自动回正能力决定于()和()的大小。转向轮的定位参数A转向器逆效率B转向器正效率C转向器效率D提交多选题1分转向转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可为了使汽车具有良好的机动性能，必须
7、使转向轮有尽可能大的转角，其最小转弯半径能达到汽车轴距的能大的转角，其最小转弯半径能达到汽车轴距的22.5倍。倍。转向操纵的轻便性转向操纵的轻便性通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价。力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价。M1、M2M3、N1N2、N3作用在方向盘上的手力作用在方向盘上的手力150N200N 245N轿车轿车转向盘从中间位置转到第一端的圈数不得超过转向盘从中间位置转到第一端的圈数不得超过2.0圈，圈，货货车则车则要求不超过要求不超过3.0圈。圈。2.转向操纵的轻便性通常用转向时()和()两项指标
8、来评价转向轮的定位参数A转向器逆效率B驾驶员作用在转向盘上的切向力大小C转向盘转动圈数多少D提交多选题1分第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析18第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析1.齿轮齿条式齿轮齿条式2.循环球式循环球式3.蜗杆滚轮式蜗杆滚轮式4.蜗杆指销式蜗杆指销式 用用途：途：1.齿轮齿条式：广泛用于微型、普通、中高级轿车，齿轮齿条式：广泛用于微型、普通、中高级轿车，部分前悬独立的货车、客车部分前悬独立的货车、客车2.循环球式：广泛用于货车、客车循环球式：广泛用于货车、客车3.蜗杆滚轮式：淘汰蜗杆滚轮式：淘汰4.蜗杆指蜗杆指销式：濒临淘汰销式：濒临
9、淘汰第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析1.齿轮齿条式齿轮齿条式齿轮齿条式齿轮齿条式转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析1.齿轮齿条式齿轮齿条式齿轮齿条式转向器的主要齿轮齿条式转向器的主要优点优点是：是：结构简单、紧凑、体积小、质量轻；结构简单、紧凑、体积小、质量轻；传动效率高达传动效率高达90%；可自动消除齿间间隙；可自动消除齿间间隙；没有转向摇臂和直拉杆，没有转向
10、摇臂和直拉杆，转向轮转角可以增大；转向轮转角可以增大；制造成本低。制造成本低。1.齿轮齿条式齿轮齿条式齿齿轮齿条式转向器的主要轮齿条式转向器的主要缺点缺点是：是：逆逆效率高（效率高（60%-70%）。）。因因此，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间此，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间的冲击力，大部分能传至的冲击力，大部分能传至转向盘，称之为反冲。转向盘，称之为反冲。反冲现象会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车行驶方反冲现象会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车行驶方向，转向盘突然转动又会造成打手，同时对驾驶员造成伤害。向，转向盘突然转动又会造成打手，同时对驾驶员造成伤
11、害。第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析齿轮齿轮齿条式的四种形式：齿条式的四种形式：a.中间输入，两端输出b.侧面输入，两端输出c.侧面输入，中间输出d.侧面输入，一端输出侧面侧面输入中间输出式：输入中间输出式：采用侧面输入、中间输出方案时，由于拉杆长度增加，车轮上、下跳动时拉杆摆角减小，有利于减少车轮上、下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。而采用两侧输出方案时，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。侧面输入、一端输出的齿轮齿条式转向器，常用在平头货车上。齿轮齿条式转向器输入齿轮位置与输出特点中间输入，中间输入，两端输出两端输出侧面输入，侧面输入，两端输出两端输出侧面输入，侧面输
12、入，中间输出中间输出侧面输入，侧面输入，一端输出一端输出车轮上下跳动时拉杆摆角大大小转向拉杆与悬架系的运动干涉大大小转向器壳体强度大大小大满足总布置要求不好较好较好应用平头车形式特点采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条式转向器，重合度增加，运转平稳，冲击与工作噪声均下降。齿条断面形状有圆形、V形和Y形三种。圆形断面齿条制作工艺比较简单。V形和Y形断面齿条与圆形断面比较，消耗的材料少，故质量小。齿轮齿条式转向器齿条断面形状圆形圆形V形形Y形形备注备注制造工艺简单复杂复杂材料消耗多少少约少20%质量大小小强度小小大Y形齿宽宽齿条自转能不能不能形式特点根据转向器和转向梯形与前轴位置不同的布置形式
13、a.转向器位于前轴后方，后置梯形转向器位于前轴后方，后置梯形b.转向器转向器位于前轴后方位于前轴后方，前置梯形，前置梯形c.转向器位于转向器位于前轴前方，后置前轴前方，后置梯形梯形d.转向器位于转向器位于前轴前方，前置前轴前方，前置梯形梯形2.循环循环球式转向器球式转向器第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析循环球式转向器由螺杆循环球式转向器由螺杆和螺母共同形成的螺旋槽内和螺母共同形成的螺旋槽内装有钢球构成的传动副，以装有钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成。扇构成的传动副组成。2.循环球式循环球式循循环球式转向器的优点：环球式
14、转向器的优点：在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，传动转变为滚动摩擦，传动效率可达到效率可达到75%75%85%85%；在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之表面粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨损性能，可保证有足够的使用寿命；有足够的硬度和耐磨损性能，可保证有足够的使用寿命；转向器的传动比可以变化；转向器的传动比可以变化；齿条齿条和齿扇之间的间隙调整容易；和
15、齿扇之间的间隙调整容易；适合用来做整体式动力转向器。适合用来做整体式动力转向器。第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析2.循环球式循环球式循环循环球式转向器的主要缺点：球式转向器的主要缺点：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。循环球式转向器主要用于货车和客车上。循环球式转向器主要用于货车和客车上。第二节第二节 机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析3.蜗杆滚轮式、蜗杆指销式蜗杆滚轮式转向器由蜗杆和滚轮啮合而构成。主要优点是：结构简单；制造容易；强度比较高、工作可靠、寿命长；逆效率低。主要缺点是：正效率低；调整啮合间隙比较
16、困难；传动比不能变化。蜗杆指销式转向器有固定销式和旋转销式两种形式。根据销子数量不同，又有单销和双销之分。蜗杆指销式转向器的优点是：传动比可以做成不变的或者变化的；工作面间隙调整容易。蜗杆滚轮式和蜗杆指销式转向器应用较少。38（一）要求1.48km/h正面碰撞时，转向管柱和转向轴在水平方向的后移量不大于127mm；2.台架试验中，模型以6.7m/s碰撞转向盘，作用在方向盘上的水平力不大于11123N。吸能方式吸能方式吸能元件吸能元件塑性塑性弹性弹性摩擦摩擦盘盘轴轴管柱管柱二、防伤安全机构方案分析与计算5.法规规定,汽车在以48km/h的速度正面同其他物体碰撞的试验中,转向管柱和转向轴的水平方向
17、的后移量不得大于()。124 mmA125 mmB126 mmC127 mmD提交单选题1分二、防伤安全机构方案分析计算有关资料分析表明：汽车正面碰撞时，转向盘、转向管柱是使驾驶员受伤的主要元件。转向盘、转向管柱等有关零件在撞击是产生塑性变形、弹性变形或是利用摩擦等来吸收冲击能量，能防止或者减轻驾驶员受伤。在汽车发生正面碰撞时，转向传动轴采用了万向节连接，并且布置合理，便可防止转向盘向驾驶室内移动，危及驾驶员安全。如图7-6所示。图7-7所示在轿车上应用的防伤安全机构。转向轴分为两段，上转向轴的下端与下转向轴上端通过两个圆头圆柱销相连。在受到一定数值的轴向力时，上、下转向轴能自动脱开，以保证驾
18、驶员的安全。图7-6 防伤转向传动轴简图图7-7 防伤转向轴简图联轴套管吸收冲击能量机构图7-8所示为联轴套管吸收冲击能量机构，位于两万向节之间的转向传动轴，是由套管1和轴3组成。汽车发生正面冲撞时，轴向力达到一定值以后，塑料销钉2被剪断，套管与轴产生相对移动，存在其间的塑料能增大摩擦阻力吸收冲击能量。此外，转向传动轴长度缩短，减小了转向盘向驾驶员一侧的移动量，起到保护驾驶员的作用。这种防伤机构结构简单，制造容易，只要合理选取销钉数量与直径，便能保证它可靠地工作和吸收冲击能量。图7-8 安全联轴套管1套管 2塑料销钉 3轴第三节第三节 转向系主要性能参数转向系主要性能参数一、转向器的一、转向器
19、的效率效率二、传动比的变化特性二、传动比的变化特性三、转向器传动副的传动间隙三、转向器传动副的传动间隙一、转向器的一、转向器的效率效率1.转向器的正效率；转向器的正效率；2.转向器转向器的逆效率的逆效率；一、转向器的效率功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为转向器的正效率，用符号+表示，；反之称为逆效率，用符号表示。正效率+计算公式：+=（P1-P2）/P1逆效率计算公式：=（P3-P2）/P3式中，P1为作用在转向轴上的功率；P2为转向器中的磨擦功率；P3为作用在转向摇臂轴上的功率。正效率高，转向轻便；转向器应具有一定逆效率，以保证转向轮和转向盘的自动返回能力。但为了减小传至
20、转向盘上的路面冲击力，防止打手，又要求此逆效率尽可能低。一、转向器的一、转向器的效率效率1.正正效率影响因素效率影响因素：转向器类型和结构特点转向器类型和结构特点结构参数结构参数制造质量制造质量1.转向器的正效率+（1）转向器类型、结构特点与效率在四种转向器中，齿轮齿条式、循环球式转向器的正效率比较高，而蜗杆指销式特别是固定销和蜗杆滚轮式转向器的正效率要明显的低些。（2）转向器的结构参数与效率如果忽略轴承和其他地方的摩擦损失，只考虑啮合副的摩擦损失，对于蜗杆类和螺杆转向器，其效率可用下式计算式中，a0为蜗杆（或螺杆）的螺线导程角；为摩擦角，=arctanf；f为磨擦因数。)tan(tan00a
21、a0螺线导程角螺线导程角,一般取一般取810摩擦角，摩擦角，=tan-1ff摩擦系数摩擦系数00tan)tan(如果忽略轴承和其它地方的磨擦损失，只考虑啮合副的磨如果忽略轴承和其它地方的磨擦损失，只考虑啮合副的磨擦损失，则逆效率可用下式计算擦损失，则逆效率可用下式计算50增加导程角增加导程角a0，正、逆效率均增大。受，正、逆效率均增大。受-增大增大的影响，的影响，a0不宜取得过大。不宜取得过大。当导程角小于或等于磨擦角时，逆效率为负值当导程角小于或等于磨擦角时，逆效率为负值或者为零，此时表明该转向器是不可逆式转向器。或者为零，此时表明该转向器是不可逆式转向器。为此，导程角必须大于磨擦角。为此，
22、导程角必须大于磨擦角。根据根据逆效率的大小不同分类逆效率的大小不同分类可逆式：逆效率较高，如循环球式、齿轮齿条可逆式：逆效率较高，如循环球式、齿轮齿条式式不可逆式：不可逆式：0，-0极限可逆式：介于以上二者之间极限可逆式：介于以上二者之间路面路面作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向盘，这种逆效率较高的转向器属于盘，这种逆效率较高的转向器属于可逆式可逆式。它它能保证转向轮和转向盘自动回正，既可以减轻驾驶员的能保证转向轮和转向盘自动回正，既可以减轻驾驶员的疲劳，又可以提高行驶安全性。但是，在不平路面上行驶疲劳，又可以提高行驶安全性。但是，在不
23、平路面上行驶时，传至转向盘上的车轮冲击力，易使驾驶员疲劳，影响时，传至转向盘上的车轮冲击力，易使驾驶员疲劳，影响安全安全驾驾驶驶。属属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。不可逆式转向器不可逆式转向器，是指车轮受到的冲击力不能传到，是指车轮受到的冲击力不能传到转向盘的转向器。该冲击力转向传动机构的零件承受，转向盘的转向器。该冲击力转向传动机构的零件承受，因而这些零件容易损坏。同时，它既不能保证车轮自动因而这些零件容易损坏。同时，它既不能保证车轮自动回正，驾驶员又缺乏路面感觉，因此，现代汽车不采用回正，驾驶员又缺乏路面感觉，因此，现代汽车不采
24、用这种转向器。这种转向器。极极限可逆式转向器限可逆式转向器介于可逆式与不可逆式转向介于可逆式与不可逆式转向器两者之间。在车轮受到冲击力作用时，此力只器两者之间。在车轮受到冲击力作用时，此力只有较小一部分传至转向盘。有较小一部分传至转向盘。4.循环球式转向器正效率高,逆效率也高。()正确A错误B提交单选题1分二、传动比的变化特性二、传动比的变化特性1.转向系转向系传动比传动比2.力传动比和转向系角传动比的关系力传动比和转向系角传动比的关系3.转向系的角传动比转向系的角传动比4.转向器角传动比及其变化规律转向器角传动比及其变化规律二、传动比的变化特性二、传动比的变化特性1.转向系转向系传动比传动比
25、传传动动比比角传动角传动比比转向器角传动比转向器角传动比i转向传动机构角传动比转向传动机构角传动比i力传动力传动比比轮胎与地面之间转向阻力与方向盘上轮胎与地面之间转向阻力与方向盘上手力之比手力之比ip转向转向系的力传动比系的力传动比:hWpFFi/21.转向系传动比转向系传动比从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力与作从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力与作用在方向盘上的手力之比，称为力传动比。用在方向盘上的手力之比，称为力传动比。转向转向系的角传动比系的角传动比:转向盘角速度与同侧转向节偏转角速度之比。转向盘角速度与同侧转向节偏转角速度之比。1.转向系传动比转向系传动比kkkWdddt
26、ddtdi/0转转向系的角向系的角传动比传动比由由转向器角传动比转向器角传动比和和转向传动机转向传动机构角构角传动比组成传动比组成，即即转向器的角传动比转向器的角传动比:转转向传动机构的角传动比向传动机构的角传动比:iii0ii0i转向系角传动比转向系角传动比pppWdddtddtdi/kpkpkpdddtddtdi/2.力传动比与转向系角传动比的关系力传动比与转向系角传动比的关系转向阻力转向阻力Fw与转向阻力矩与转向阻力矩Mr的关系式：的关系式：作用在转向盘上的手力作用在转向盘上的手力Fh与作用在转向盘上的力矩与作用在转向盘上的力矩Mh的关系式：的关系式：aMFrWswhhDMF2hWpFF
27、i/2aMDMihswrp车型主销偏移距商用车4060mm乘用车(0.40.6)B胎宽a2.力传动比与转向系角传动比的关系力传动比与转向系角传动比的关系如果忽略磨擦损失，根据如果忽略磨擦损失，根据能量守恒原理能量守恒原理，2Mr/Mh可用下式表可用下式表示示将将式（式（7-6）代入式（）代入式（7-5）后得到）后得到当当a和和Dsw不变时，力传动比不变时，力传动比越越大，虽然转向越轻，但大，虽然转向越轻，但也也越大，表明转向不灵敏。越大，表明转向不灵敏。02iddMMkhr（7-6）aDiiswp20（7-7）pi0i2.力传动比与转向系角传动比的关系力传动比与转向系角传动比的关系转向传动机构
28、的角传动比近似等于转向节臂臂长转向传动机构的角传动比近似等于转向节臂臂长l2与摇臂臂长与摇臂臂长l1之比来表示：之比来表示：转向系角传动比转向系角传动比i i0 0近似等于转向器角传动比近似等于转向器角传动比i i3.转向系的角传动比转向系的角传动比 i021llikp4.当转向器的主销偏移距小时,力传动比iP应取小些才能保持转向轻便。()正确A错误B提交单选题1分式（7-7）表明，增大角传动比可以增加力传动比。当Fw一定时，增大力传动比能减小作用在转向盘上的手力Fh，使操纵轻便。角传动比增加后，转向轮偏转角速度对转向盘角速度的响应变得迟钝，汽车转向灵敏性降低，所以“轻”和“灵”构成一对矛盾。
29、为解决这对矛盾，可采用变速比转向器。齿轮齿条式、循环球式、蜗式指销式转向器都可以制成变速比转向器。4.转向器角传动比及其变化转向器角传动比及其变化规律规律齿轮齿条转向器变速比工作原理根据相互啮合齿轮的基圆齿距必须相等，即pb1=pb2。其中齿轮基圆齿距pb1=m1cosa1，齿条基圆齿距pb2=m2cosa2。由上述两式可知：当齿轮具有标准模数m1和标准压力角a1与一个具有变模数m2、变压力角a2的齿条相啮合，并始终保持m1cosa1=m2cosa2时，它们就可以啮合运转。69相互啮合的齿轮基圆齿距必须相等，即相互啮合的齿轮基圆齿距必须相等，即P Pb1b1=P=Pb2b2齿条压力角变化简图a
30、）齿条中部齿 b）齿条两端齿齿轮齿条转向器变速比工作原理701)齿轮齿条式转向器Pb1=Pb2Pb1=m1cos1Pb2=m2cos2m1cos1=m2cos2如果m1、1固定，而m2、2只要满足等式要求，齿轮和齿条仍然可以正常啮合。齿轮齿条转向器变速比工作原理如果齿条中部（相当汽车直线行驶位置）齿的压力角最大，向两端逐渐减小（模数也随之减小）则主动齿轮啮合半径也减小，致使转向盘每转动某同一角度时，齿条行程也随之减小。因此，转向器的传动比是变化的。齿轮齿条转向器变速比工作原理72齿轮齿条式转向器齿条中部（转向盘中间位置）压力角最大，齿轮节圆半径大，转向时位移大；两侧压力角逐渐变小（模数也逐渐减
31、小），齿轮节圆半径小，转向时位移小。5.齿轮齿条式变速比转向器的设计原理是:用一个标准的齿条和一个变压力角的小齿轮相啮合。()正确A错误B提交单选题1分742)循环球式转向器i=2r/P措施：螺距P不变，齿扇啮合半径r变化转向器角传动比的选择转向器角传动比可以设计成减小、增大或保持不变的。影响选取角传动比变化规律的主要因素是转向轴负荷大小和对汽车机动能力的要求。若转向轴负荷小或采用动力转向的汽车，不存在转向沉重问题，应取较小的转向器角传动比，以提高汽车的机动能力。若转向轴负荷大，汽车低速急转弯时的操纵轻便性问题突出，应选用大些的转向器角传动比。转向器角传动比的选择汽车以较高车速转向行驶时，要求
32、转向轮反应灵敏，转向器角传动比应当小些。汽车高速直线行驶时，转向盘在中间位置的转向器角传动比不宜过小。否则转向过分敏感，使驾驶员精确控制转向轮的运动有困难。转向器角传动比变化曲线应选用大致呈中间小两端大些的下凹形曲线，如图7-10所示。图7-10 转向器角传动比变化特性曲线77直直行位置的转向器角传动比不宜低于行位置的转向器角传动比不宜低于15151616车型车型转向器角传动比转向器角传动比商用车商用车2332乘用车乘用车17256.汽车高速直线行驶时,转向盘在中间位置的转向器角传动比不宜过小。否则转向过分敏感,使驾驶员精确控制转向轮的运动有困难。()正确A错误B提交单选题1分1 1.转向器传
33、动转向器传动间隙特性间隙特性传动间隙是指各种转向器中传动副之间的间隙。该间隙随转向盘转角的大小不同而改变，并把这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性。三、转向器传动副的传动间隙三、转向器传动副的传动间隙tt研究研究该特性的意义在于它与直线行驶的稳定性和转向器的该特性的意义在于它与直线行驶的稳定性和转向器的使用寿命有关。使用寿命有关。传动传动副的传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置时要极副的传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置时要极小，最好无间隙。若转向器传动副存在传动间隙，一旦转向小，最好无间隙。若转向器传动副存在传动间隙，一旦转向轮受到侧向力作用，车轮将偏离原行驶位置，使汽车失去稳轮受到侧
34、向力作用，车轮将偏离原行驶位置，使汽车失去稳定。定。传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度要比两传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度要比两端快。在中间附近位置因磨损造成的间隙过大时，必须经调端快。在中间附近位置因磨损造成的间隙过大时，必须经调整消除该处间隙。整消除该处间隙。1.1.转向器传动间隙特性转向器传动间隙特性1 1.转向器传动间隙特转向器传动间隙特性性图中曲线1表明转向器在磨损前的间隙变化特性；曲线2表明使用并磨损后的间隙变化特性，并且在中间位置处已出现较大间隙；曲线3表明调整后并消除中间位置处间隙的转向器传动间隙变化特性。图7-11 转向器传动副传动间隙特性传动副传动间
35、隙特性应当设计成图7-11所示的逐渐加大的形状。2 2.获得传动间隙特性的方法：获得传动间隙特性的方法：对于循环对于循环球、齿轮球、齿轮齿扇式：齿扇式：（1 1）偏心法：齿槽同宽，中间齿正常厚度，往两边）偏心法：齿槽同宽，中间齿正常厚度，往两边依次递减。（公式依次递减。（公式7 7-8 8）当）当n n一定时，取决于摇臂轴转一定时，取决于摇臂轴转角角p p（2 2）修正齿条法：两侧齿槽比中间宽，两侧齿槽相）修正齿条法：两侧齿槽比中间宽，两侧齿槽相等，齿扇的齿有相同厚度。磨损后不致卡死。等，齿扇的齿有相同厚度。磨损后不致卡死。三、转向器传动副的传动间隙三、转向器传动副的传动间隙tt6.为了保证汽
36、车直线行驶的稳定性,转向器传动副的间隙在转向盘处于中间位置时应该最小。()正确A错误B提交单选题1分87第四节第四节机械式转向器设计与计算机械式转向器设计与计算一、转向系计算载荷的确定一、转向系计算载荷的确定影响作用在转向系各零件上的力主要因素有影响作用在转向系各零件上的力主要因素有转向轴的负荷转向轴的负荷、路面阻力路面阻力和和轮胎气压轮胎气压等。等。转动转向轮要克服的阻力：转动转向轮要克服的阻力：转向轮绕主销转动的阻力；转向轮绕主销转动的阻力；车轮稳定阻力；车轮稳定阻力；轮胎变形阻力；轮胎变形阻力；转向系中的内磨擦阻力等。转向系中的内磨擦阻力等。88第四节第四节机械式转向器设计与计算机械式转
37、向器设计与计算计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩M MR R（N N mmmm）的半经验公式：）的半经验公式：pGfMR313f f:轮胎和路面间的滑动摩擦系数，一般取轮胎和路面间的滑动摩擦系数，一般取0.70.7G G1 1：转向轴负荷：转向轴负荷N NP P:轮胎气压轮胎气压MPaMPa89第四节第四节机械式转向器设计与计算机械式转向器设计与计算作用在转向盘上的力：作用在转向盘上的力：iDLMLFswRh212L L1 1：转向摇臂长；：转向摇臂长；L L2 2：转向节臂长；：转向节臂长；D DSWSW:转向盘直径；转向盘直径；Iw
38、Iw：转向器角传动比；转向器角传动比；：转向器正效率转向器正效率第五节第五节动力转向机构动力转向机构设计原则：设计原则：当前轴负荷大于当前轴负荷大于4040kN kN 时时，必须采用动力转向；，必须采用动力转向；当前轴负荷在当前轴负荷在25254040kNkN之间时，可装可不装；之间时，可装可不装；当前轴负荷小于当前轴负荷小于2525kN kN 时时，不必装动力转向。，不必装动力转向。1 1）保持转向轮转角和转向盘的转角之间保持一定的比例关系。）保持转向轮转角和转向盘的转角之间保持一定的比例关系。2 2）随着转向轮阻力的增大（或减小），作用在转向盘上手力）随着转向轮阻力的增大（或减小），作用在
39、转向盘上手力必须增大（或减小）。必须增大（或减小）。3 3）当作用在转向盘上的切向力）当作用在转向盘上的切向力F Fh h2525-190190N N时，动力转向器就时，动力转向器就应开始工作。应开始工作。4 4）转向盘应自动回正。）转向盘应自动回正。5 5）工作灵敏。）工作灵敏。6 6）动力转向失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。）动力转向失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。7 7）密封性能好，内、外泄漏少。）密封性能好，内、外泄漏少。一、设计要求一、设计要求1.动力转向结构形式动力转向结构形式液压式：液压式：气压式：气压式：2.布置方案布置方案根据分配阀、转向器和动力缸三者相互位置的不同，
40、它分为整体根据分配阀、转向器和动力缸三者相互位置的不同，它分为整体式和式和分置式两类。分置式两类。分置式按分配阀所在位置不同又分为：联阀式（图分置式按分配阀所在位置不同又分为：联阀式（图7-25b）、连）、连杆式（图杆式（图7-25c）和）和 半分置式（图半分置式（图7-25d）。）。二、液压式动力转向机构布置方案分析二、液压式动力转向机构布置方案分析1 1分配阀分配阀2 2转向转向器器3 3动力动力缸缸联阀式联阀式-b连杆式连杆式-c 半分置式半分置式-d 94整体式整体式联阀式联阀式半分置式半分置式连杆式连杆式结构结构紧凑紧凑不紧凑不紧凑不紧凑不紧凑不紧凑不紧凑主要零件是否受载主要零件是否受载是是否否否否否否拆装拆装困难困难容易容易较易较易容易容易管路管路短短短短长长长长是否引起转向轮摆是否引起转向轮摆振振不易不易容易容易不易不易容易容易能否用典型转向器能否用典型转向器不能不能能能能能能能布置布置容易容易较难较难易易难难二、液压式动力转向机构布置方案分析二、液压式动力转向机构布置方案分析