汽车设计第四版吉林大学7

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1、汽车设计第四版吉林大学7汽车设计第四版本章主要内容:*概述*机械式转向器方案分析*转向系主要性能参数*机械式转向器设计与计算*动力转向机构*转向梯形*转向减振器第一节概述一、基本功用用来保持或者改变汽车行驶方向，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。二、基本要求1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。（正确设计转向梯形机构）2）汽车转向行驶后，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，并稳定行驶

2、。（前轮定位）3）汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有摆动。（设置有转向减振器）三、组成与分类转向系包括转向器和转向传动机构。按照结构特点不同，转向系分类如下：第一节结束！第二节机械式转向器方案分析一、机械式转向器方案分析1、齿轮齿条式转向器组成：转向齿轮、齿条。形式：⑴中间输入，两端输出；⑵侧面输入，两端输出；⑶侧面输入，中间输出；⑷侧面输入，一端输出。（1）侧面输入，中间输出方案结构：（1）直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合（被淘汰）（2）斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的优

3、点:重合度增加，运转平稳，冲击与工作噪声均下降，而且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于满足总体设计的要求。斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的缺点:因为斜齿工作时有轴向力作用，所以转向器应该采用推力轴承，使轴承寿命降低，还有斜齿轮的滑磨比较大。当车轮跳动、转向或转向器工作时，如在齿条上作用有能使齿条旋转的力矩时，应选用V形和Y形断面齿条，用来防止因齿条旋转而破坏齿轮、齿条的齿不能正确啮合的情况出现。为了防止齿条旋转，也有在转向器壳体上设计导向槽的，槽内嵌装导向块，并将拉杆、导向块与齿条固定在一起。要求这种结构的导向块与

4、导向槽之间的配合要适当。应用：广泛应用于乘用车上。载质量不大，前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器。2．循环球式转向器组成：由螺杆和螺母共同形成的螺旋槽内装钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成。优点：传动效率可达到75％～85％；有足够的硬度和耐磨损性能，可保证有足够的使用寿命；传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条和齿扇之间的间隙调整工作容易进行。适合用来做整体式动力转向器。3．蜗杆滚轮式转向器组成：由蜗杆和滚轮啮合而构成。优点：结构简单；制造容易；有比较高的强度，工作

5、可靠，磨损小，寿命长；逆效率低。缺点：正效率低；工作齿面磨损以后，调整啮合间隙比较困难；转向器的传动比不能变化。应用：已被淘汰（曾在汽车上广泛使用过）。4．蜗杆指销式分类：固定销式蜗杆指销式转向器、旋转销式转向器。根据销子数量不同，又有单销和双销之分。优点：传动比可以做成不变的或者变化的；指销和蜗杆之间的工作面磨损后，调整间隙工作容易进行。固定销蜗杆指销式转向器的优缺点：结构简单、制造容易；但磨损快、工作效率低。旋转销式转向器的优缺点：结构简单、制造容易；效率高、磨损慢，但结构复杂。应用：应用较少。第二节机械

6、式转向器方案分析二、防伤安全机构方案分析与计算作用：在车祸中，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遭或减轻伤害的防伤装置。（2）乘用车上应用的防伤安全机构（3）联轴套管吸收冲击能量的机构（4）弹性联轴器式防伤机构组成：上、下转向轴、45°斜面的凸缘B、弹性垫片、连接螺栓。（5）吸能转向管柱第二节结束！　　　一、转向器的效率　　　正效率：功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率。　　　η＋＝（P1－P2）／P1　　　逆效率：功率P1从转向摇臂轴输入，经转向轴输出所求得

7、的效率。　　　η－＝（P3－P2）／P3。　　　设计要求：为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高；为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有一定的逆效率。为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之同的作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手，这又要求此逆效率尽可能低。2．转向器逆效率η－转向器分类：可逆式、极限可逆式和不可逆式。可逆式：路面作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向盘。（齿轮齿条式和循环球式转向器）不可逆式：车轮受到的冲击力不能传到转向盘的转向器。

8、极限可逆式：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。第三节转向系主要性能参数二、传动比的变化特性1．转向系传动比包括转向系的角传动比?ω0和转向系的力传动比?p。?p＝2FＷ／Fh。2．力传动比与转向系角传动比的关系轮胎与地面之间的转向阻力Fw和作用在转向节上的转向阻力矩Mr之间有如下关系三、转向器传动副的传动间隙△t1、转向器传动间隙特性定义：传动间隙随转向盘转角φ的大小不同而改变的