齿轮齿条式向器设计和计算.pdf

5.2 转向器的结构型式选择及其设计计算 根据所采用的转向传动副的不同，转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式、 循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其结构形式的选择，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定， 并要考虑其效率特性、 角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、 寿 命、制造工艺等。中、小型轿车以及前轴负荷小于 1.2t 的客车、货车，多采用齿轮齿条式 转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾广泛用在轻型和中型汽车上，例如：当前轴轴荷不大于 2.5t 且无动力转向和不大于 4t 带动力转向的汽车均可选用这种结构型式。 循环球式转向器 则是当前广泛使用的一种结构， 高级轿车和轻型及以上的客车、货车均多采用。轿车、 客车 多行驶于好路面上， 可以选用正效率高、 可逆程度大些的转向器。 矿山、工地用汽车和越野 汽车， 经常在坏路或在无路地带行驶， 推荐选用极限可逆式转向器， 但当系统中装有液力式 动力转向或在转向横拉杆上装有减振器时， 则可采用正、 逆效率均高的转向器， 因为路面的 冲击可由液体或减振器吸收，转向盘不会产生“打手”现象。 关于转向器角传动比对使用条件的适应性问题，也是选择转向器时应考虑的一个方面。 对于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说， 转向的轻便性不成问题， 而主要应考虑汽 车高速直线行驶的稳定性和减小转向盘的总圈数以提高汽车的转向灵敏性。因为高速行驶 时，很小的前轮转角也会导致产生较大的横向加速度使轮胎发生侧滑。 这时应选用转向盘处 于中间位置时角传动比较大而左、 右两端角传动比较小的转向器。 对于前轴负荷较大且未装 动力转向的汽车来说，为了避免“转向沉重” ，则应选择具有两端的角传动比较大、中间较 小的角传动比变化特性的转向器。 （转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比 i ω1 称为转向器角传动比。 ） 二、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式 汽车转向行驶时，为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力，减轻轮胎磨损，要求转向系统能保证所有 车轮均作纯滚动，即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。 cot α=cot β+B/L 其中 α、 β分别是内外侧转向轮的偏转角， B是两侧主销轴线与地面相交点之间的距离； L 是汽车轴距。 如果是多轴汽车转向，转向轮转角间的关系与双轴汽车基本相同。 三、转向系统传动比 1．转向器角传动比 转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比 i 1 称为转向器角传动比。 ω 2．转向传动机构角传动比 转向摇臂转角增量与转向盘一侧转向节的相应转角增量之比 i 2 称为转向传动机构角传动比。 ω 3．转向系统角传动比 转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比 i ω为转向系统角传动比。 i =i 1i 2 ω ω ω 4 ．转向系统的力传动比 两个转向轮受到的转向阻力与驾驶员作用在转向盘上的手力之比 i p 称为转向系统的力传动比，它与角 传动比 i ω成正比。 四、转向盘的自由行程 转向盘在空转阶段的角行程称为转向盘的自由行程。转向盘的自由行程有利于缓和路面冲击，避免驾 驶员过度紧张，但不宜过大，否则将使转向灵敏性能下降。 下面分别介绍几种常见的转向器。 5.2.1 循环球式转向器 循环球式转向器又有两种结构型式，即常见的循