汽车设计讲稿-第七章转向系设计.doc

第七章 转向系设计 §7-1 概述 1、功用：保持或改变行驶方向 转向时，保证各转向轮间转角协调。 2、组成：转向器（构造图） 转向传动机构 动力系统 防伤机构 转向减振器 3、设计要求 1）转弯时，全部车轮绕同一瞬心转，车轮无侧滑。否则，增加轮胎磨损，减少行驶稳定性。--正确设计转向梯形。 2）转向盘能自动回正，稳定行驶。 3）转向轮不自振，转向盘不摆动--设转向减振器 4）转向传动机构和悬架导向装置运动不协调产生的摆动应最小。 5）机动性高，有迅速和小转弯能力--转向轮转角大 6）操纵轻便--转盘上切向力和转盘转动圈数 7）传到转向盘的反冲力小 8）转向器和传动机构球头处，有消除间隙的调整机构 9）有防伤装置（撞车时保护驾驶员） 10）转向盘与转向轮转动方向一致 发展方向：电动，电控 §7-2 机械式转向器方案分析 一 机械式转向器方案分析 机械式应用较多，可分为齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式和蜗杆指销式。 1 齿轮齿条式： 优缺点： 优点：结构简单紧凑 质量小 传动效率高达90% 能自动消除齿间间隙 占用体积小 无转向摇臂和直拉杆，转向轮转角可增大 成本低 缺点：逆效率高（60%-70%）。转向轮与路面间冲击力大部分能传至转向盘（反冲） 四种输入输出形式 A 中间输入，两端输出：（图7-2a） B 侧面输入，两端输出：（图7-2b） A、B中转向拉杆长度受限，易与导向机构产生运动干涉。 C 侧面输入，中间输出，（图7-2c）：与齿条固连的左右拉杆延伸到纵向对称平面附近，由于拉杆长度增加，车轮上、下跳动时拉杆摆角减小，有利减小与悬架的运动干涉。但转向器壳体开轴向长槽，降低了强度。 D、侧面输入，一端输出：（图7-2D）：平头微型车 （3）齿：采用斜齿，重合度增加，运转平稳，冲击与工作噪声均下降，齿轮轴线与齿条轴线夹角易满足工作要求 （4）齿条断面： 圆形（图7-1）：工艺简单 V形（图7-4）：耗材省，质量小 Y形（图7-5）：齿宽可宽些，增加强度 （5）布置形式：转向器位于前轴后，后置梯形 ………………… ，前……… ………………前，后……… …………………，前……… （6）应用广泛 2 循环球式： （1）优：传动效率高，可达75-85% 使用寿命足够 转向器传动比可变 齿条和齿扇间间隙易调整 可作整体式动力转向器 缺：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度高 （2）应用：货，客 3 蜗杆滚轮式： 优： 结构简单，制造容易， 蜗杆和滚轮面接触，强度高，工作可靠，磨损少，寿命长， 逆效率低 缺：正效率低， 磨损后间隙调整困难， 传动比不能变化 （2）应用：曾广泛。 4 蜗杆指销式： （1）类型和特点： A 按指销固定否： a) 固定销：不能自转--结构简单，制造容易，磨损快，效率低。 b) 旋转销：能自转--效率高，磨损慢，结构复杂 B 按销数： a) 单销：结构简单，尺寸和质量小，精度要求低。 b) 双销：结构复杂，尺寸和质量大，精度要求高，传动比和传动间隙特性变化受限。 （2）优：传动比可变或不变， 指销和蜗杆工作磨损后，间隙易调整 （3）应用：较少 二、防伤安全机构方案分析与计算： 1、用万向节连接的，布置合理即可（图7-9） 2、两段转向轴（图7-10） 3、联轴套管（图7-11） 4、弹性联轴器式（图7-12） 5、吸能转向管柱（图7-13） §7-3 转向器主要性能参数： 一、转向器效率 转向器效率η概念 1 正效率η+=（p1-p2）/p1，功率从转向轴输入，经转向摇臂轴输出。 逆效率η-=（p3-p2）/p3，功率从转向摇臂轴输入，经转向轴输出。 式中：P1--作用在转向轴上的功率，P2--转向器中的摩擦功率，P3--作用在转向摇臂轴上的功率 2 η对驾驶的影响 要求： η+高，转向时驾驶员转动转向盘轻便 η-有一定植，使车轮与路面之间作用力传至转向盘尽可能小，减轻驾驶员疲劳和防止打手。 1、η+ （1）转向器类型和结构特点对η+的影响： 类 循环球式