【汽车设计过学迅】转向系统设计.解读.ppt

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1、7.1　概述7.2　转向系统主要性能参数7.3　机械式转向器方案设计7.4　机械式转向器设计7.5　动力转向系统设计7.6转向传动机构设计7.7转向操纵机构设计7.8转向减振器与转向系统结构元件设计7.9四轮转向与线控转向习题第7章转向系统设计[主要内容]本章介绍汽车转向系统的类型及设计要求,重点介绍机械式转向器设计和动力转向系统设计,包括齿轮齿条式转向器、循环球式转向器的设计,液压式动力转向机构布置方案分析,液压式动力转向机构的计算和电动助力转向系统的设计,最后介绍转向传动机构、转向操纵机构设计、转向减振器设计以及四轮转向与线控转向。

2、本章要求:1.了解转向系统主要性能参数、机械式转向器方案设计；2.掌握机械式转向器设计、动力转向系统设计、转向传动机构设计、转向操纵机构设计；3.了解转向减振器与转向系统结构元件设计、四轮转向与线控转向。第7章转向系统设计7.1　概述7.1.1转向系统的组成和分类转向系统按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。转向系统分类7.1.2转向系统的设计要求(１)保证汽车有较高的机动性。(２)正确设计转向梯形机构。(３)转向轮碰撞到障碍物后，传给转向盘的反冲击力要尽可能小。(４)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

3、摆动。(５)操纵轻便。(６)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动干涉使车轮产生的摆动应最小。(７)汽车转向行驶后，在驾驶人松开转向盘的条件下，转向盘应自动回正，并能使汽车保持在稳定的直线行驶状态。(８)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。(９)当汽车发生碰撞转向盘和转向轴由于车架或车身变形而共同后移时，转向系统应有能使驾驶人免遭或减轻伤害的防伤装置。(１０)进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。7.2　转向系统主要性能参数7.2.1转向器的效率根据效率的定义，因功率输入来源不同，转向器的效率

4、有正效率和逆效率两种。当功率Ｐ1由转向盘输入，经转向摇臂输出所求得的效率称为正效率，用符号η+表示。反之称为逆效率，用符号η-表示。１.转向器的正效率２.转向器的逆效率(7-1)(7-2)(7-3)(7-4)7.2.2转向系统传动比及其变化特性１.转向系统传动比的组成转向系统的传动比包括转向系统的力传动比ｉp和角传动比ｉω0。(7-7)(7-6)(7-5)２.转向系统力传动比与角传动比的关系轮胎和地面之间的转向阻力Ｆw与作用在转向节上的转向阻力矩Ｍr有如下的关系:作用在转向盘上的手力Ｆh可由下式表示:忽略摩擦损失,根据能量守恒原理,转向

5、系统的角传动比iω0表示为:(7-8)(7-9)(7-12)(7-11)(7-10)３.转向系统的角传动比iω0转向传动机构的角传动比ｉ′ω,可用转向摇臂轴转角增量dβP与同侧转向节转角增量dβk之比来表示,也可以近似地用转向节臂臂长L2与摇臂长L1之比表示,即:４.转向器角传动比iω及其变化规律(7-14)(7-13)齿条齿压力角变化简图转向器角传动比变化特性曲线7.2.3转向器传动副的传动间隙１.转向器传动间隙特性２.如何获得转向器传动间隙特性(7-15)转向器传动副间隙特性齿扇齿切齿轴线偏移的传动副径向间隙ΔR及传动间隙Δt的示意

6、图7.2.4转向系统的刚度(7-16)转向系统刚度Ｃs,对轮胎的侧偏刚度影响很大。设不考虑转向系统刚度时的轮胎侧偏刚度为Ｃa，而考虑转向系统刚度时的轮胎侧偏刚度为Ｃa′，则两者之间存在以下关系:考虑转向系统刚度时的轮胎的侧偏刚度7.3　机械式转向器方案设计7.3.1齿轮齿条式转向器四种形式的齿轮齿条式转向器横拉杆与齿条的连接齿轮齿条式转向器的四种布置形式Ｖ形断面齿条Ｙ形断面齿条7.3.2循环球式转向器循环球式转向器(循环球—齿条齿扇式)循环球式转向器的几种间隙调整机构7.3.3蜗杆滚轮式转向器蜗杆滚轮式转向器的传动副是球面蜗杆及滚轮。7

7、.3.4蜗杆滚轮式转向器蜗杆曲柄指销式转向器的传动副是转向蜗杆及装在摇臂轴曲柄端部的指销。根据指销能否自转，可分为固定指销式和旋转指销式。根据指销数量不同，又可分为单指销式和双指销式。7.4　机械式转向器设计7.4.1转向系统计算载荷的确定推荐用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩,即:作用在转向盘上的手力为:(7-17)(7-18)7.4.2齿轮齿条式转向器的设计齿轮齿条式转向系统角传动比iω0为:(7-19)7.4.3循环球式转向器的设计(7-20)１.循环球式转向器主要尺寸参数的选择１)螺杆、钢球和

8、螺母传动副(１)钢球中心距(２)螺杆外径和螺母内径(３)钢球直径及数量(４)滚道截面(５)接触角(６)螺距和螺旋线导程角(７)工作钢球圈数(８)导管内径每个环路中的钢球数可用下式确定:四段圆弧滚道截面螺母移