轿车转向系设计指导书.doc

 目录 1. 汽车转向系功用 ——————————————————————— 1 2. 转向系形式和组成 ———————————————————————1 3. 转向系设计的基本要求 —————————————————————1 4. 转向系的选择——————————————————————————1 5. 转向器设主要参数的确定—————————————————————1 6. 动力转向机构设计————————————————————————8 7. 转向梯形优化设计——————————————————————— 14 8. 结论————————————————————————————— 19 9. 参考文献———————————————————————————20 轿车转向系设计 一．汽车转向系的功用： 汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。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．汽车转向系的形式和组成： 汽车转向机构分为机械转向和动力转向两种形式。机械转向主要是由转向盘、转向器转向传动机构等组成，动力转向还包括动力系统。 三．转向系设计基本要求： 1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。 2）转向轮具有自动回正能力。 3）在行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。 4）转向系的角传动比在15~20之间，正效率在60%以上逆效率在50%以上。 5）转向灵敏，最小转弯直径小 6）操纵轻便，作用与转向盘上的转向力小于200N。 7）转向轮传给转向盘的反冲力要尽可能小。 8）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 9）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 四．转向系方案的选择 1转向盘：按该设计要求初步选轿车转向盘直径为400mm。 2转向轴：采用双向万向节式。 3转向器：按设计要求选为液压动力转向器。 4转向梯形：初步选为整体式梯形机构。 五．转向系主要参数的确定。 初选参数如下：表1 轴距mm 轮距mm 整备质量ma/kg 空载时前轴分配负荷 轮胎型号 主销偏移距离a/mm 轮胎气压p/Mpa 方向盘直径mm 最小转弯半径mm 转向梯形壁mm 2471 1429 1060 636 185/60R14T 50 0.2 400 530 200 1．转向系的效率 功率从转向轴输入，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： （5-1） 逆效率计算公式： （5-2） 式中， 为作用在转向轴上的功率；为转向器中的磨擦功率；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。 影响转向器正效率的因素有转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。 ( 1 转向器的正效率 影响转向器正效率的因素有转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。 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。 同一类型转向器，因结构不同效率也不一样。如蜗杆滚轮式转向器的滚轮与支持轴之间的轴承可以选用滚针轴承、圆锥滚子轴承和球轴承。选用滚针轴承时，除滚轮与滚针之间有摩擦损失外，滚轮侧翼与垫片之间还存在滑动摩擦损失，故这种轴向器的效率η+仅有54%。另外两种结构的转向器效率分别为70%和75%。 转向摇臂轴的轴承采用滚针轴承比采用滑动轴承可使正或逆效率提高约10%。 转向器的结构参数与效率 如果忽略轴承和其经地方的摩擦损失，只考虑啮合副的摩擦损失，对于蜗杆类转向器，其效率可用下式计算 　　　　　　　　　　　　 （5-3） 式中，a0为蜗杆（或螺杆）的螺线导程角；ρ为摩擦角，ρ=；f为磨擦因数 (2 转向器的逆效率 根据逆效率不同，转向器有可逆式、极限可逆式和不可逆式之分。 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，这种逆效率较高的转向器属于可逆式。它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，在不平路面上行驶时，传至转向盘上的车轮冲击力，易使驾驶员疲劳，影响安全行驾驶。 属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。 不可逆式和极限可逆式转向器 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回正，驾驶员又缺乏路面感觉，因此，现代汽车不采用这种转向器。 极限可逆式转向器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，此力只有较小一部分传至转向盘。 如果忽