汽车设计第9章　转向系统设计.ppt

第一节　概　　述第二节　转向系统主要性能参数第三节　转向器结构形式的选择及设计计算 第四节　转向管柱带传动轴总成设计第五节　动力转向机构设计第六节　转向梯形机构的优化设计 第9章　转向系统设计 第一节　概　　述 1)能够按驾驶员的意图准确地改变汽车行驶方向，在汽车行驶过程中，不因地面干扰而使汽车偏离直线行驶位置或使车轮产生摆动。2)汽车转向时，应保证全部车轮绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。3)驾驶员操纵轻便、舒适。4)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。5)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。6)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，转向系统应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 第二节　转向系统主要性能参数 1.转向系统的效率2.传动比的变化特性3.转向器的传动间隙特性4.转向系统的刚度5.转向盘的总转动圈数 1.转向系统的效率 (1)转向器正效率η+　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。(2)转向器逆效率η-　逆效率表示转向器的可逆性。 2.传动比的变化特性 (1)转向系统的角传动比与力传动比　转向系统的传动比包括转向系统的角传动比iω0和力传动比ip。(2)力传动比与转向系统角传动比的关系(3)转向系统角传动比及其变化规律　式(9-7)表明，增大角传动比可以增加力传动比。 图9-1　转向器角传动比的变化特性曲线 2.传动比的变化特性 第三节　转向器结构形式的选择及设计计算 一、结构形式的选择二、转向系统计算载荷的确定三、循环球转向器的设计四、齿轮齿条式转向器的设计 一、结构形式的选择 1.齿轮齿条式转向器2.循环球式转向器 1.齿轮齿条式转向器 图9-2　齿轮齿条式转向器 2.循环球式转向器 图9-3　循环球式转向器 三、循环球转向器的设计 1.主要结构设计2.主要零件强度计算 1.主要结构设计 (1)螺杆-螺母-钢球传动副　螺杆-钢球-螺母传动副与通常的螺杆-螺母传动副的区别在于，前者是经过滚动的钢球将力由螺杆传至螺母，变滑动摩擦为滚动摩擦。(2)齿条齿扇传动副　考虑加工的方便，该传动副中一般齿条是等齿厚的，齿扇是变齿厚的，二者啮合，其优点是能够精确地传递运动；齿扇与齿条共轭，工作性能良好；对安装尺寸精度要求不高；磨损后便于调整，可以消除齿侧间隙，使转向器基本做到中间位置无间隙啮合。 图9-4　螺杆、螺母、钢球传动副 1.主要结构设计 图9-5　滚道截面a)单圆弧滚道　b)四段圆弧滚道　c)椭圆滚道 1.主要结构设计 第四节　转向管柱带传动轴总成设计 图9-6　转向管柱带传动轴总成夹角示意图 第四节　转向管柱带传动轴总成设计 图9-8　防伤转向传动轴简图 第五节　动力转向机构设计 一、液压式助力转向系统(HPS)二、电控液压助力转向系统(EHPS)三、电动助力转向系统(EPS) 一、液压式助力转向系统(HPS) 1.动力转向机构布置方案分析2.乘用车动力转向系统布置设计 1.动力转向机构布置方案分析 (1)动力转向机构布置方案　由分配阀、转向器、动力缸、液压泵、储油罐和油管等组成液压式动力转向机构。(2)分配阀的结构方案　分配阀有两种结构方案：分配阀中的阀与阀体以轴向移动方式来控制油路的称为滑阀式；以旋转运动来控制油路的称为转阀式。 图9-10　动力转向机构布置方案图1—分配阀　2—转向器　3—动力缸 1.动力转向机构布置方案分析 2.乘用车动力转向系统布置设计 (1)动力转向管路　动力转向管路在动力转向系统中用于传输液压油，另外还可以降低动力转向系统的噪声和工作油的温度。(2)转向储油罐　转向储油罐的功能是储存转向油，向转向液压泵及系统供油，并起到散热和降低转向油工作温度，滤清转向系统中的杂质，保证转向油清洁度等作用。(3)转向液压泵　转向液压泵由发动机驱动，为液压动力转向系统提供高压油，转向液压泵带有泄压阀以限制系统的压力。 2.乘用车动力转向系统布置设计 图9-11　液压动力转向系统 三、电动助力转向系统(EPS) 1.电动助力转向系统结构和工作原理2.电动助力转向系统的特点3.电动助力转向系统的布置方案4.电动助力转向的助力特性 1.电动助力转向系统结构和工作原理 图9-12　电动助力转向系统简图 2.电动助力转向系统的特点 1)节能环保。2)改善整车性能。3)通用性强，符合车辆发展趋势。4)模块化、轻量化。5)高可靠性、维修方便。6)成本低、竞争力强。 3.电动助力转向系统的布置方案 (1)转向轴助力式　助力单元、控制器和传感器都集中于转向轴处(见图9-13a)。(2)齿轮助力式　助力单元固定在转