第8章 转向系统设计.ppt

第八章 转向系统设计 本章主要学习： （1）机械式转向器方案分析（☆）； （2）转向系主要性能参数（☆）； （3）机械式转向器设计与计算； （4）动力转向机构 ； （5）转向梯形机构方案 第一节 概述 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 4、转向系的设计要求： 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 结构简单、紧凑、体积小、质量轻； 传动效率高达90%； 可自动消除齿间间隙； 没有转向摇臂和直拉杆，转向轮转角可以增大； 制造成本低。 逆效率高（60%~70%），转向轮与路面之间的冲击力大部分能传至转向盘。 2.循环球式 组成：两对传动副 螺杆和螺母 螺母上的齿条与摇臂轴上的齿扇 传动效率可达到75%~85%； 转向器的传动比可以变化； 工作平稳可靠； 齿条和齿扇之间的间隙调整容易； 适合用来做整体式动力转向器。 逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高 应用：主要用于货车和客车上 3.蜗杆滚轮式、蜗杆指销式 二、防伤安全机构方案分析 第三节 转向系主要性能参数 一、转向器的效率 正效率η+：功率从转向轴输入，由转向摇臂轴输出 η+=（P1-P2）/P1 逆效率η－ ：功率经转向摇臂轴输入，从转向轴输出 η－=（P3-P2）/P3 正效率高，则转向轻便； 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； 为了减小传至转向盘上的路面冲击力，防止打手，又要求 逆效率尽可能低 1.转向器的正效率η+ 二、传动比的变化特性 2.力传动比与转向系角传动比的关系 （1）齿轮齿条转向器变速比的实现 3.转向器角传动比及其变化规律 “轻”和“灵”构成一对矛盾！ 4.转向器角传动比的选择 可以设计成减小、增大或保持不变 考虑因素：转向轴负荷大小、汽车机动性、车速 转向轴负荷小或采用动力转向，iw↓；反之，iw↑ 车速高时，阻力矩小，要求转向轮反应灵敏， iw↓ 转向盘在中间位置的iw不宜过小（ iw ≥15~16） 机动性要求高时， iw↓ 三、转向器传动副的传动间隙△t 一、转向系计算载荷的确定 转向轮要克服的阻力：转向轮绕主销转动的阻力、车轮滚动 阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内 摩擦阻力等 二、齿轮齿条式转向器的设计 1）齿轮：斜齿圆柱齿轮 mn：2~3mm z：5~7 α：20° β：9～15° 2）齿条： z：根据转向轮最大偏转角时齿条的移动行程确定 变速比的齿条α ：12~35° 3）验算齿轮的抗弯强度、接触强度 2）螺杆外径D1、螺母内径D2 D1根据转向轴负荷来选定，D1=20~38mm D2与D1、D满足：(D2-D1)=(5~10%)D 3）钢球直径d及数量n 6）螺距P和螺旋线导程角α0 四、循环球式转向器强度计算 2.齿扇齿的弯曲应力 第五节 动力转向机构 1）保持转向轮和转向盘之间有一定的比例关系 2）驾驶者应有“路感” 3）Fh≥25~190N时，动力转向器就应开始工作 4）能自动回正 5）工作灵敏 6）动力转向失灵时，仍能用机械系统操纵 7）密封性能好，内、外泄漏少 二、液压式动力转向机构布置方案分析 1.组成：分配阀、转向器、动力缸 2.分类：整体式、分置式 2.动力转向器的评价指标 （3）转向灵敏度 用转向盘行程与滑阀行程的比值来评价 i 越小，则动力转向作用的灵敏度越高。 也可用接通动力转向时，作用到转向盘的手力和转角来 评价：F=20~50N， =10°~15° 降低了燃油消耗 噪音小 可靠性好 能源“绿色”、环保，符合现代汽车的发展要求 系统结构简单，占用空间小，布置方便，性能优越 第五节 转向梯形 2.断开式转向梯形 二、整体式转向梯形机构优化设计 3.对比： 1）是否紧凑，拆装转向器是否容易 2）转向器主要零件是否承受载荷 3）管路长短 4）转向轮否容易产生摆振 5）能否采用典型转向器 4.分配阀的结构方案 滑阀式：阀体以轴向移动方式来控制油路 转阀式：以旋转运动来控制油路 三、液压式动力转向机构的计算 1.动力缸尺寸 动力缸内径、