畢業(yè)設(shè)計(jì)--hgc1050輕型商用車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車(chē)底盤(pán)的重要組成部分，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能的好壞直接影響到汽車(chē)行駛的安全性、操縱穩(wěn)定性和駕駛舒適性，它對(duì)于確保車(chē)輛的行駛安全、減少交通事故以及保護(hù)駕駛員的人身安全、改善駕駛員的工作條件起著重要作用。隨著現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)的

2、迅速發(fā)展，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已從純機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系（HPS）、電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS），發(fā)展到利用現(xiàn)代電子和控制技術(shù)的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）及線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）。 </p><p>　　按轉(zhuǎn)向力能源的不同，可將轉(zhuǎn)向系分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系。 </p><p>　　機(jī)械轉(zhuǎn)向系的能量來(lái)源是人力，所有傳力件都是機(jī)械的，由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)(方向盤(pán))、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大

3、部分組成。其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)(嚴(yán)格講是近似直線運(yùn)動(dòng))的機(jī)構(gòu)，是轉(zhuǎn)向系的核心部件。 </p><p>　　動(dòng)力轉(zhuǎn)向系除具有以上三大部件外，其最主要的動(dòng)力來(lái)源是轉(zhuǎn)向助力裝置。由于轉(zhuǎn)向助力裝置最常用的是一套液壓系統(tǒng)，因此也就離不開(kāi)泵、油管、閥、活塞和儲(chǔ)油罐，它們分別相當(dāng)于電路系統(tǒng)中的電池、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、電機(jī)和地線的作用。 </p><p>　　通常，對(duì)轉(zhuǎn)向系的

4、主要要求是: </p><p>　　(1) 保證汽車(chē)有較高的機(jī)動(dòng)性，在有限的場(chǎng)地面積內(nèi)，具有迅速和小半徑轉(zhuǎn)彎的能力，同時(shí)操作輕便; </p><p>　　(2) 汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，全部車(chē)輪應(yīng)繞一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，不應(yīng)有側(cè)滑; </p><p>　　(3) 傳給轉(zhuǎn)向盤(pán)的反沖要盡可能的小; </p><p>　　(4) 轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤(pán)應(yīng)自動(dòng)回正，并應(yīng)

5、使汽車(chē)保持在穩(wěn)定的直線行駛狀態(tài); </p><p>　　(5) 發(fā)生車(chē)禍時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向軸由于車(chē)架和車(chē)身變形一起后移時(shí)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最好有保護(hù)機(jī)構(gòu)防止傷及乘員。 </p><p>　　1.2 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　汽車(chē)自19世紀(jì)末誕生以來(lái)，已經(jīng)走過(guò)了風(fēng)風(fēng)雨雨的一百多年。從卡爾.本茨造出的第一輛三輪汽車(chē)以每小時(shí)18公里的速度行駛，到現(xiàn)在的從零

6、至百公里加速只需要三秒鐘的超級(jí)跑車(chē)，汽車(chē)的發(fā)展直接影響著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)的繁榮。同時(shí)，汽車(chē)工業(yè)也造就諸如通用、福特、豐田、本田這樣一些在各國(guó)經(jīng)濟(jì)中舉足輕重的著名公司。</p><p>　　在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)汽車(chē)無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍然很大。</p><p>　　直到

7、近年來(lái)，中國(guó)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，居民收入的持續(xù)增長(zhǎng)以及擴(kuò)大內(nèi)需、拉動(dòng)消費(fèi)的財(cái)政政策，特別是在中國(guó)加入WTO以后，汽車(chē)關(guān)稅不斷下調(diào)，國(guó)外知名的汽車(chē)巨頭也瞄準(zhǔn)了中國(guó)這個(gè)巨大的市場(chǎng)，陸續(xù)在華投資設(shè)廠，越來(lái)越多款式新穎、乘坐舒適安全的汽車(chē)隨之進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，加速了轎車(chē)進(jìn)入家庭的步伐。隨著我國(guó)汽車(chē)的銷(xiāo)量的猛增，特別是轎車(chē)的銷(xiāo)量取得了大幅增長(zhǎng)，有些產(chǎn)品如雅閣、波羅等還供不應(yīng)求，甚至有的還出現(xiàn)需要“加價(jià)”才能購(gòu)買(mǎi)的情況。由此可見(jiàn)，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)火爆的局面也

8、似乎預(yù)示著中國(guó)汽車(chē)工業(yè)迎來(lái)了真正發(fā)展的春天。</p><p>　　隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。汽車(chē)轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)很多，從目前使用的普遍程度來(lái)看，主要的轉(zhuǎn)向器類(lèi)型有4種：有蝸桿曲柄指銷(xiāo)式（WP型）、蝸桿滾輪式（WR型）、循環(huán)球式（BS型）、齒輪齒條式（RP型）。這四種轉(zhuǎn)向器型式，已經(jīng)被廣泛使用在汽車(chē)上。</p><p>　　據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車(chē)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占45

9、％左右，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器占40％左右，蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占10％左右，其它型式的轉(zhuǎn)向器占5％。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車(chē)中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。日本汽車(chē)轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來(lái)越大，日本裝備不同類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)的各類(lèi)型汽車(chē)，采用不同類(lèi)型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車(chē)中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，已由60年代的62.5％發(fā)展至今已達(dá)100％(蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器在公共汽車(chē)上已經(jīng)被淘汰)。中、輕型商用車(chē)大都采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，但

10、齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器也有所發(fā)展。微型貨車(chē)用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占65％，齒輪齒條式占35％。</p><p>　　據(jù)資料顯示，截至到2007年，中國(guó)生產(chǎn)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)品的企業(yè)有150多家，其中民營(yíng)企業(yè)占70％，國(guó)營(yíng)企業(yè)占14％，合資企業(yè)占10％，獨(dú)資企業(yè)占6%。轉(zhuǎn)向行業(yè)中，規(guī)模較大的企業(yè)有上海ZF、恒隆集團(tuán)、一汽光洋、新鄉(xiāng)豫北和湖北三環(huán)等20多家，生產(chǎn)集中度約為80%。轉(zhuǎn)向器行業(yè)的企業(yè)總資產(chǎn)約為130億元，年生產(chǎn)能力超過(guò)1

11、000萬(wàn)臺(tái)（套）。2007年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)向器產(chǎn)銷(xiāo)量約940萬(wàn)臺(tái)（套），總產(chǎn)值約為120億元，出口創(chuàng)匯約2.2億美元。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基本合理，能覆蓋國(guó)內(nèi)全系列汽車(chē)，基本滿(mǎn)足整車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。</p><p>　　轉(zhuǎn)向器發(fā)展的趨勢(shì)是：</p><p>　　(1) 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，已成為當(dāng)今世界汽車(chē)上主要的兩種轉(zhuǎn)向器；而蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位；&l

12、t;/p><p>　　(2) 在小客車(chē)上發(fā)展轉(zhuǎn)向器的觀點(diǎn)各異，美國(guó)和日本重點(diǎn)發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，比率都已達(dá)到或超過(guò)90％；西歐則重點(diǎn)發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，比率超過(guò)50％，法國(guó)已高達(dá)95％； </p><p>　　(3)由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的種種優(yōu)點(diǎn)，在小型車(chē)上的應(yīng)用(包括小客車(chē)、小型貨車(chē)或客

13、貨兩用車(chē))得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展；而大型車(chē)輛以循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器為主要結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1.3 課題研究的目的和意義</p><p><b>　　1、目的：</b></p><p>　　改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅猛。作為汽車(chē)關(guān)鍵部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，基本已形成了專(zhuān)業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。有資料顯示，國(guó)外有很多國(guó)家的轉(zhuǎn)向器

14、廠，都已發(fā)展成大規(guī)模生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)廠，年產(chǎn)超過(guò)百萬(wàn)臺(tái)，壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，并且銷(xiāo)售點(diǎn)遍布了全世界。隨著我國(guó)汽車(chē)轉(zhuǎn)向器市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。了解國(guó)內(nèi)外汽車(chē)轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動(dòng)向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢(shì)對(duì)于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分關(guān)鍵。 </p><p><b>　　2、意義：</b></p><p&g

15、t;　　由于汽車(chē)轉(zhuǎn)向器屬于汽車(chē)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，它在汽車(chē)系統(tǒng)中占有重要位置，因而它的發(fā)展同時(shí)也反映了汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，它的規(guī)模和質(zhì)量也成為了衡量汽車(chē)工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。隨著汽車(chē)高速化和超低扁平胎的通用化，過(guò)去采用循環(huán)球轉(zhuǎn)向器和循環(huán)球變傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向器只能相對(duì)地解決轉(zhuǎn)向輕便性和操縱靈便性的問(wèn)題，要想從跟本上解決這兩個(gè)問(wèn)題只有安裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。因此，除了重型汽車(chē)和高檔轎車(chē)早已安裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向器外，近年來(lái)在中型貨車(chē)、豪華客車(chē)及中檔轎車(chē)上都已經(jīng)開(kāi)始

16、安裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向器，隨著動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)水平的提高、生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和市場(chǎng)的需要，其他的一些車(chē)型也必須陸續(xù)安裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。雖然液壓助力型轉(zhuǎn)向器具有很多優(yōu)點(diǎn)，在目前的技術(shù)水準(zhǔn)下它仍然存在某些不足之處，例如助力較小等。因此，目前液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器仍然占據(jù)著很大的市場(chǎng)份額，其性能也在不斷地提高。對(duì)于液壓助力型動(dòng)力轉(zhuǎn)向器的研究有著非常深遠(yuǎn)的意義。因此本課題在考慮上述要求和因素的基礎(chǔ)上研究利用轉(zhuǎn)向盤(pán)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪齒條轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向，通過(guò)萬(wàn)向節(jié)帶動(dòng)轉(zhuǎn)

17、向齒輪軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向齒輪軸與轉(zhuǎn)向齒條嚙合，從而促使轉(zhuǎn)向齒條直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，軸向尺寸短，且零件數(shù)目少的</p><p>　　本題是依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車(chē)型的主減速器作為設(shè)計(jì)原型，在給定汽車(chē)主要尺寸參數(shù)、最低穩(wěn)定車(chē)速等條件下，要求本人獨(dú)立設(shè)計(jì)出符合要求的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，著重設(shè)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)及對(duì)其校核計(jì)算，轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的參數(shù)及校核。在對(duì)各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析計(jì)算后，繪制出轉(zhuǎn)向系統(tǒng)裝配圖及主

18、要零件的零件圖。</p><p>　　通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的分析提高了我對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知度，掌握了一下本人畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要工作內(nèi)容。完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有利于綜合訓(xùn)練本人的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以綜合訓(xùn)練《汽車(chē)設(shè)計(jì)》、《汽車(chē)?yán)碚摗贰ⅰ稒C(jī)械設(shè)計(jì)》等專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也能夠幫助自己對(duì)Pro/E等相關(guān)工程軟件的理解和掌握。通過(guò)設(shè)計(jì)和撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，增強(qiáng)了本人對(duì)事物的分析和判斷能力，加強(qiáng)思維的嚴(yán)密性和科學(xué)性。&l

19、t;/p><p>　　第2章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)概述</p><p>　　2.1 對(duì)轉(zhuǎn)向系的要求 </p><p>　　1.汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，全部車(chē)輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，任何車(chē)輪不應(yīng)有側(cè)滑。不滿(mǎn)足這項(xiàng)要求會(huì)加速輪胎磨損，并降低汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。 </p><p>　　2.汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，在駕駛員松開(kāi)轉(zhuǎn)向盤(pán)的條件下，轉(zhuǎn)向輪能自動(dòng)返回到直線行駛位置，并穩(wěn)定行

20、駛。 </p><p>　　3.汽車(chē)在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪都不得產(chǎn)生自振，轉(zhuǎn)向盤(pán)沒(méi)有擺動(dòng)。 </p><p>　　4.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和懸架導(dǎo)向裝置共同工作時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)不協(xié)調(diào)使車(chē)輪產(chǎn)生的擺動(dòng)應(yīng)最小。 </p><p>　　5.保證汽車(chē)有較高的機(jī)動(dòng)性，具有迅速和小轉(zhuǎn)彎行駛能力。 </p><p><b>　　6.操縱輕便。 </b

21、></p><p>　　7.轉(zhuǎn)向輪碰撞到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤(pán)的反沖力要盡可能小。 </p><p>　　8.轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的球頭處，有消除因磨損而產(chǎn)生間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　9.進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校核，保證轉(zhuǎn)向輪與轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。 </p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) </p><p>　

22、　轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向盤(pán)，轉(zhuǎn)向軸，轉(zhuǎn)向管柱。有時(shí)為了布置方便，減小由于裝配位置誤差及部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)所引起的附加載荷，提高汽車(chē)正面碰撞的安全性以及便于拆裝，在轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器的輸入端之間安裝轉(zhuǎn)向萬(wàn)向節(jié)，如圖3-1。采用柔性萬(wàn)向節(jié)可減少傳至轉(zhuǎn)向軸上的振動(dòng)，但柔性萬(wàn)向節(jié)如果過(guò)軟，則會(huì)影響轉(zhuǎn)向系的剛度。采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)，還應(yīng)有轉(zhuǎn)向動(dòng)力系統(tǒng)。 </p><p>　　目前，許多國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的新車(chē)型在轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中采用了萬(wàn)向傳動(dòng)裝置

23、（轉(zhuǎn)向萬(wàn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸）。這有助于轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向器等部件和組件的通用化和系列化。只要適當(dāng)改變轉(zhuǎn)向萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的幾何參數(shù)，便可滿(mǎn)足各種變型車(chē)的總布置要求。即使在轉(zhuǎn)向盤(pán)與轉(zhuǎn)向器同軸線的情況下，其間也可采用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置，以補(bǔ)償由于部件在車(chē)上的安裝誤差和安裝基體（駕駛室、車(chē)架）的變形所造成的二者軸線實(shí)際上的不重合。</p><p>　　轉(zhuǎn)向盤(pán)在駕駛室安置位置與各國(guó)交通法規(guī)規(guī)定車(chē)輛靠道路左側(cè)還是右側(cè)通行有關(guān)。包括我國(guó)在內(nèi)的

24、大多數(shù)國(guó)家規(guī)定車(chē)輛右側(cè)通行，相應(yīng)地應(yīng)將轉(zhuǎn)向盤(pán)安置在駕駛室左側(cè)。這樣，駕駛員的左方視野較廣闊，有利于兩車(chē)安全交會(huì)。相反，在一些規(guī)定車(chē)輛靠左側(cè)通行的國(guó)家和地區(qū)使用的汽車(chē)上，轉(zhuǎn)向盤(pán)則應(yīng)安置在駕駛室右側(cè)。 </p><p>　　圖2.1轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)</p><p>　　1-轉(zhuǎn)向萬(wàn)向節(jié)；2-轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸；3-轉(zhuǎn)向管柱；4-轉(zhuǎn)向軸；5-轉(zhuǎn)向盤(pán) </p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)向傳

25、動(dòng)機(jī)構(gòu) </p><p>　　轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向縱拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形臂以及轉(zhuǎn)向橫拉桿等。（見(jiàn)圖2.2） </p><p>　　轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于把轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳給左、右轉(zhuǎn)向節(jié)并使左、右轉(zhuǎn)向輪按一定關(guān)系進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。 </p><p>　　圖2.2 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) </p><p>　　1-轉(zhuǎn)向搖臂；2-轉(zhuǎn)向縱拉桿；3-轉(zhuǎn)向節(jié)

26、臂；4-轉(zhuǎn)向梯形臂；5-轉(zhuǎn)向橫拉桿 </p><p>　　2.4 轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)用來(lái)保證轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)汽車(chē)的車(chē)輪均能繞同一瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心在不同半徑的圓周上作無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)。因此，在設(shè)計(jì)中首先是要確定轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的幾何尺寸參數(shù)，其次是進(jìn)行零件的強(qiáng)度計(jì)算。轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)有整體式的和分段式的兩種。整體式的用于非獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向輪；分段式的用于獨(dú)立懸架的轉(zhuǎn)向輪。通常是將

27、轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)布置在前轉(zhuǎn)向橋之后，且高度不低于前橋橫梁或其他防撞件；當(dāng)布置在前橋之后有困難時(shí)，例如當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)位置很低或汽車(chē)前驅(qū)動(dòng)時(shí)，也可以布置在前橋之前。</p><p>　　2.4.1 轉(zhuǎn)向梯形理論特性</p><p>　　以整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)為例：轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)實(shí)際上不能完全精確地滿(mǎn)足公式的要求，而只能以足夠的工程精度接近該式。即轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)使公式中的L值不再是汽車(chē)的軸距L，而是。若令，L愈

28、接近，則該轉(zhuǎn)向梯形愈能精確地反映公式的要求，轉(zhuǎn)向亦愈順暢。</p><p>　　如圖2-3中的ΔOAB有</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　梯形臂長(zhǎng)度與兩主銷(xiāo)中心距之比在0.11~0.15間，</p><p>　　m/K=0.11~0.15 取0.15 即：m=0.151290=

29、193.5 計(jì)算結(jié)果取200mm</p><p>　　轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的幾何尺寸參數(shù)有：兩轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)中心線與地面交點(diǎn)間的距離K，轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端球鉸接中心間的距離轉(zhuǎn)向梯形臂長(zhǎng)m和梯形底角，根據(jù)汽車(chē)的總體布置或轉(zhuǎn)向橋的布置圖，首先可找出汽車(chē)的軸距L 及轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)間距K，再按，在關(guān)系曲線圖上找出，則有</p><p><b>　?。?.2）</b></p><

30、;p>　　當(dāng)K,L確定后根據(jù)y的三種取值方式可求得轉(zhuǎn)向梯形的三種尺寸方案，有了這些方案就可對(duì)一系列按大小排列的值以圖解法確定其相應(yīng)的值，進(jìn)而求出的值。 </p><p><b>　　計(jì)算方案：</b></p><p><b>　　當(dāng)取0.70時(shí)，則</b></p><p><b>　　當(dāng)取0.65時(shí)，則&

31、lt;/b></p><p><b>　　當(dāng)取0.6時(shí)，則</b></p><p><b>　　第一種方案：</b></p><p>　　x=0.7 y=0.12:2</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　

32、　第二種方案：</b></p><p>　　x=0.65 y=0.11:3</p><p><b>　　第三種方案：</b></p><p>　　x=0.6 y=0.16</p><p>　　2.5 轉(zhuǎn)角及最小轉(zhuǎn)彎半徑 </p><p>　　汽車(chē)的機(jī)動(dòng)性，常用最小轉(zhuǎn)彎半徑來(lái)衡量，但

33、汽車(chē)的高機(jī)動(dòng)性則應(yīng)由兩個(gè)條件保證。即首先應(yīng)使左、右轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角時(shí)前外輪的轉(zhuǎn)彎值在汽車(chē)軸距的2~2.5倍范圍內(nèi)； 其次，應(yīng)這樣選擇轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比。 </p><p>　　兩軸汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)，若不考慮輪胎的側(cè)向偏離，則為了滿(mǎn)足上述對(duì)轉(zhuǎn)向系的第(2)條要求，其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪理想的轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖2.3所示，由下式?jīng)Q定： </p><p><b>　?。?.3）</b><

34、;/p><p>　　式中：—外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角；</p><p><b>　　—內(nèi)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角；</b></p><p>　　K—兩轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)中心線與地面交點(diǎn)間的距離；</p><p><b>　　L—軸距</b></p><p>　　內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角的合理匹配是由轉(zhuǎn)向梯形來(lái)保證。<

35、/p><p>　　圖2.3 理想的內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角間的關(guān)系</p><p><b>　　第一種方案：</b></p><p><b>　　第二種方案：</b></p><p><b>　　第三種方案：</b></p><p>　　因此，取第二種方案為最終設(shè)計(jì)

36、方案。</p><p>　　汽車(chē)的最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin與其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪在最大轉(zhuǎn)角與、軸距L、主銷(xiāo)距K 及轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)臂a 等尺寸有關(guān)。在轉(zhuǎn)向過(guò)程中除內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)角外，其他參數(shù)是不變的。最小轉(zhuǎn)彎半徑是指汽車(chē)在轉(zhuǎn)向輪處于最大轉(zhuǎn)角的條件下以低速轉(zhuǎn)彎時(shí)前外輪與地面接觸點(diǎn)的軌跡構(gòu)成圓周的半徑。可按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?.4）</b></p>

37、<p>　　取7600 </p><p>　　通常為35º～40º，為了減小值，值有時(shí)可達(dá)到45º。</p><p>　　操縱輕便型的要求是通過(guò)合理地選擇轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比、力傳動(dòng)比和傳動(dòng)效率。</p><p>　　對(duì)轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向盤(pán)或轉(zhuǎn)向輪能自動(dòng)回正的要求和對(duì)汽車(chē)直

38、線行駛穩(wěn)動(dòng)性的要求則主要是通過(guò)合理的選擇主銷(xiāo)后傾角和內(nèi)傾角，消除轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙以及選用可逆式轉(zhuǎn)向器來(lái)達(dá)到。但要使傳遞到轉(zhuǎn)向盤(pán)上的反向沖擊小，則轉(zhuǎn)向器的逆效率有不宜太高。至于對(duì)轉(zhuǎn)向系的最后兩條要求則主要是通過(guò)合理地選擇結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)布置來(lái)解決。 </p><p>　　轉(zhuǎn)向器及其縱拉桿與緊固件的稱(chēng)重，約為中級(jí)以及上轎車(chē)、載貨汽車(chē)底盤(pán)干重的1.0%～1.4%；小排量以及下轎車(chē)干重的1.5%～2.0%。轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)型式對(duì)汽

39、車(chē)的自身質(zhì)量影響較小。 </p><p>　　2.6 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系方案的選擇</p><p>　　機(jī)械轉(zhuǎn)向器是將司機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動(dòng)（或齒條沿轉(zhuǎn)向車(chē)軸軸向的移動(dòng)），并按一定的角轉(zhuǎn)動(dòng)比和力轉(zhuǎn)動(dòng)比進(jìn)行傳遞的機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　機(jī)械轉(zhuǎn)向器與動(dòng)力系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。高級(jí)轎車(chē)和重型載貨汽車(chē)為了使轉(zhuǎn)向輕便，多采用這種動(dòng)力轉(zhuǎn)

40、向系統(tǒng)。采用液力式動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)，由于液體的阻尼作用，吸收了路面上的沖擊載荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　為了避免汽車(chē)在撞車(chē)時(shí)司機(jī)受到的轉(zhuǎn)向盤(pán)的傷害，除了在轉(zhuǎn)向盤(pán)中間可安裝安全氣囊外，還可在轉(zhuǎn)向系中設(shè)置防傷裝置。為了緩和來(lái)自路面的沖擊、衰減轉(zhuǎn)向輪的擺振和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的震動(dòng)，有的還裝有轉(zhuǎn)向減振器。 </p><p>　　多數(shù)兩軸及三軸汽車(chē)僅用前輪轉(zhuǎn)向；為了提高

41、操縱穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性，某些現(xiàn)代轎車(chē)采用全四輪轉(zhuǎn)向；多軸汽車(chē)根據(jù)對(duì)機(jī)動(dòng)性的要求，有時(shí)要增加轉(zhuǎn)向輪的數(shù)目，制止采用全輪轉(zhuǎn)向。</p><p>　　2.6.1 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 </p><p>　　齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由與轉(zhuǎn)向軸做成一體的轉(zhuǎn)向齒輪和常與轉(zhuǎn)向橫拉桿做成一體的齒條組成。與其他形式的轉(zhuǎn)向器比較，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較

42、小；傳動(dòng)效率高達(dá)90%；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙以后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧。能自動(dòng)消除齒間間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度。還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用的體積?。粵](méi)有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。 </p><p>　　齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是：因逆效率高，汽車(chē)在不平路面上行駛時(shí)，發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間沖擊力的大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)，

43、稱(chēng)之為反沖。反沖現(xiàn)象會(huì)使駕駛員精神緊張，并難以準(zhǔn)確控制汽車(chē)行駛方向，轉(zhuǎn)向盤(pán)突然轉(zhuǎn)動(dòng)又會(huì)造成打手，同時(shí)對(duì)駕駛員造成傷害。 </p><p>　　根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向起有四種形式，如圖2.4所示：中間輸入，兩端輸出(a)；側(cè)面輸入，兩端輸出(b)；側(cè)面輸入，中間輸出(c)；側(cè)面輸入，一端輸出(d)。 </p><p>　　圖2.4 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四種形式 <

44、/p><p>　　采用側(cè)面輸入，中間輸出方案時(shí)，與齒條連的左，右拉桿延伸到接近汽車(chē)縱向?qū)ΨQ(chēng)平面附近。由于拉桿長(zhǎng)度增加，車(chē)輪上、下跳動(dòng)時(shí)拉桿擺角減小，有利于減少車(chē)輪上、下跳動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向系與懸架系的運(yùn)動(dòng)干涉。拉桿與齒條用螺栓固定連接，因此，兩拉桿會(huì)與齒條同時(shí)向左或右移動(dòng)，為此在轉(zhuǎn)向器殼體上開(kāi)有軸向的長(zhǎng)槽，從而降低它的強(qiáng)度。 </p><p>　　采用兩端輸出方案時(shí)，由于轉(zhuǎn)向拉桿長(zhǎng)度受到限制，容易與懸架

45、系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。 </p><p>　　采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器采用直齒圓柱齒輪與直齒齒條嚙合，則運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)降低，沖擊大，工作噪聲增加。此外，齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角只能是直角，為此因與總體布置不適應(yīng)而遭淘汰。采用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，重合度增加，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊與工作噪聲均下降，而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿(mǎn)足總體設(shè)計(jì)的要求。因?yàn)樾饼X工作時(shí)有軸向力作用，所以轉(zhuǎn)向器應(yīng)該采用推

46、力軸承，使軸承壽命降低，還有斜齒輪的滑磨比較大是它的缺點(diǎn)。 </p><p>　　齒條斷面形狀有圓形、V形和Y形三種。圓形斷面齒條的制作工藝比較簡(jiǎn)單。V形和Y形斷面齒條與圓形斷面比較，消耗的材料少，約節(jié)省20%，故質(zhì)量??；位于齒下面的兩斜面與齒條托座接觸，可用來(lái)防止齒條繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；Y形斷面齒條的齒寬可以做得寬些，因而強(qiáng)度得到增加。在齒條與托座之間通常裝有用減磨材料（如聚四氟乙烯）做的墊片，以減少滑動(dòng)摩擦。當(dāng)車(chē)輪跳

47、動(dòng)、轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向器工作時(shí)，如在齒條上作用有能使齒條旋轉(zhuǎn)的力矩時(shí)，應(yīng)選用V形和Y形斷面齒條，用來(lái)防止因齒條旋轉(zhuǎn)而破壞齒輪、齒條的齒不能正確嚙合的情況出現(xiàn)。 </p><p>　　為了防止齒條旋轉(zhuǎn)，也有在轉(zhuǎn)向器殼體上設(shè)計(jì)導(dǎo)向槽的，槽內(nèi)嵌裝導(dǎo)向塊，并將拉桿、導(dǎo)向塊與齒條固定在一起。齒條移動(dòng)時(shí)導(dǎo)向塊在導(dǎo)向槽內(nèi)隨之移動(dòng)，齒條旋轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)向塊可防止齒條旋轉(zhuǎn)。要求這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的配合要適當(dāng)。配合過(guò)緊會(huì)為轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向輪回正

48、帶來(lái)困難，配合過(guò)松齒條仍能旋轉(zhuǎn)，并伴有敲擊噪聲。 </p><p><b>　　校核公式為　 </b></p><p><b>　　（1）許用接觸應(yīng)力</b></p><p><b>　　查表得</b></p><p><b>　　由圖得</b><

49、;/p><p><b>　　安全系數(shù)　</b></p><p>　?。?） 查表得　彈性系數(shù)?。?lt;/p><p>　　（3） 查表得　區(qū)域系數(shù)?。?lt;/p><p>　　（4） 重合度系數(shù)　?。?lt;/p><p>　?。?） 螺旋角系數(shù)　?。?lt;/p><p>　　MPa16

50、50MPa</p><p>　　由以上計(jì)算可知齒輪滿(mǎn)足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，即以上設(shè)計(jì)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　4.5齒條幾何尺寸的確定</p><p>　　根據(jù)齒輪齒條的嚙合特點(diǎn):</p><p>　?。?）齒輪的分度圓永遠(yuǎn)與其節(jié)圓相重合,而齒條的中線只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝時(shí)才與其節(jié)圓相重合.</p><p>

51、　?。?）齒輪與齒條的嚙合角永遠(yuǎn)等于壓力角.</p><p>　　因此,齒條模數(shù)m=2.5,壓力角</p><p>　　齒條斷面形狀選取圓形</p><p>　　選取齒數(shù)z＝28，螺旋角</p><p><b>　　端面模數(shù)　　　</b></p><p><b>　　端面壓力角　　<

52、;/b></p><p><b>　　法面齒距　　　π</b></p><p><b>　　端面齒距　　　</b></p><p><b>　　齒頂高系數(shù)　　　</b></p><p><b>　　法面頂隙系數(shù)　　</b></p>&l

53、t;p><b>　　齒頂高　　　　　</b></p><p><b>　　齒根高　　　　　　</b></p><p>　　齒高 　 h = ha+ hf =</p><p><b>　　法面齒厚　　　　</b></p><p><b>　　端面齒

54、厚　　</b></p><p><b>　　4.6齒輪軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于齒輪的基圓直徑，數(shù)值較小，若齒輪與軸之間采用鍵連接必將對(duì)軸和齒輪的強(qiáng)度大大降低，因此，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸．由于主動(dòng)小齒輪選用20MnCr5材料制造并經(jīng)滲碳淬火，因此軸的材料也選用20MnCr5材料制造并經(jīng)滲碳淬火．</p><p>　　查表

55、得：20MnCr5材料的硬度為60HRC，抗拉強(qiáng)度極限，屈服極限，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限，轉(zhuǎn)速n=10r/min</p><p>　　圖4.1齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p>　　忽略磨損，根據(jù)能量守衡，作用在齒輪齒條上的阻力矩為328.8N·M，作用在齒輪上的軸向力為，</p

56、><p>　　作用在齒輪上的切向力為</p><p><b>　　彎曲疲勞強(qiáng)度校核</b></p><p>　?。剑疲?3.14MPa<525MPa</p><p><b>　　剪切疲勞強(qiáng)度校核</b></p><p>　　=F/=/3.14＜300MPa</p&g

57、t;<p><b>　　抗拉強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　滿(mǎn)載時(shí)的阻力矩為</b></p><p>　　齒輪軸的最小直徑為d=８mm，在此截面上的軸向抗拉強(qiáng)度為</p><p>　　＝Ｆ／=1/3.1414=MPa<1100Mpa</p><p>　　本設(shè)計(jì)選擇齒

58、輪軸直徑 D=20</p><p>　　4.7其它零件的選擇</p><p><b>　　1.六角螺栓的選擇</b></p><p>　　根據(jù)GB5780-2000</p><p>　　選取螺紋規(guī)格d=M6</p><p>　　圖4.2六角螺栓的選擇</p><p><

59、;b>　　2.彈簧的選擇</b></p><p>　　根據(jù) GB1358--93</p><p>　　選擇代號(hào)為Y1的冷卷壓縮彈簧</p><p>　　總?cè)?shù) n1=12</p><p>　　有效圈數(shù)

60、 n=10</p><p>　　材料直徑 d=5</p><p>　　節(jié)距 t=10</p><p><b>　　取</b></p><p>　　彈簧中徑 D=42</p

61、><p>　　彈簧內(nèi)徑 </p><p>　　彈簧外徑 </p><p><b>　　具體的數(shù)據(jù)如下圖</b></p><p><b>　　圖4.3彈簧的選擇</b></p><p><b>

62、;　　3墊圈的選擇</b></p><p>　　根據(jù)GB848-85,選擇相配合的螺紋規(guī)格為d=8,具體數(shù)據(jù)如下圖:</p><p><b>　　圖4.4墊圈的選取</b></p><p><b>　　4油封的選擇</b></p><p>　　根據(jù)JB/ZQ4606-86和軸徑選取氈圈油

63、封,主要參數(shù)如下:</p><p><b>　　圖4.5油封的選擇</b></p><p><b>　　5滾動(dòng)軸承的選擇</b></p><p>　　根據(jù)GB/T5801-1994</p><p>　　選取滾針承的型號(hào)為NKI 10/12，主要參數(shù)如右上圖</p><p>　

64、　圖4.6滾動(dòng)軸承的選擇</p><p><b>　　6推力軸承的選擇</b></p><p>　　根據(jù)GB/T301-1995</p><p>　　選取推力7、止推螺母的參數(shù)，如下圖軸承的型號(hào)為51102，主要參數(shù)如下圖</p><p>　　圖4.7推力軸承的選取</p><p>　　4.8 動(dòng)

65、力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.8.1對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求</p><p>　　1.運(yùn)動(dòng)學(xué)上應(yīng)保持轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角和駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)角之間有一定比例關(guān)系。</p><p>　　2.隨著轉(zhuǎn)向輪阻力的增大（或減?。饔迷谵D(zhuǎn)向盤(pán)上的手力必須增大（或減?。Q(chēng)之為“路感”。</p><p>　　3.當(dāng)作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的切向力≥0.025～0.1

66、90kN時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器就開(kāi)始工作。</p><p>　　4.轉(zhuǎn)向后,轉(zhuǎn)向盤(pán)應(yīng)自動(dòng)回正，并使汽車(chē)保持在穩(wěn)定的直線行駛狀態(tài)。</p><p>　　5.工作靈敏，即轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)后，系統(tǒng)內(nèi)壓力能很快增長(zhǎng)到最大值。</p><p>　　6.動(dòng)力轉(zhuǎn)向失靈時(shí)，仍能用機(jī)械系統(tǒng)操縱車(chē)輪轉(zhuǎn)向。</p><p>　　7.密封性能好，內(nèi)、外泄漏少。</p>

67、<p>　　4.9液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的計(jì)算</p><p>　　4.9.1動(dòng)力缸尺寸計(jì)算</p><p>　　動(dòng)力缸的主要尺寸有動(dòng)力缸內(nèi)徑、活塞行程、活塞桿直徑和動(dòng)力缸體壁厚。</p><p>　　動(dòng)力缸產(chǎn)生的推力F為</p><p>　　式中，為轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)度；L為轉(zhuǎn)向搖臂軸到動(dòng)力缸活塞之間的距離。</p><

68、;p>　　推力F與工作油液壓力p和動(dòng)力缸截面面積S之間有如下關(guān)系</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p>　　因?yàn)閯?dòng)力缸活塞兩側(cè)的工作面積不同，應(yīng)按較小一側(cè)的工作面積來(lái)計(jì)算，即</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中，D為動(dòng)力缸內(nèi)徑；為

69、活塞桿直徑，初選＝0.35D，壓力p＝6.3Mpa。</p><p>　　聯(lián)立式(4.1)和式（4.2）后得到</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p><b>　　=50 mm</b></p><p><b>　　所以d=22mm</b></p&g

70、t;<p>　　活塞行程是車(chē)輪轉(zhuǎn)制最大轉(zhuǎn)角時(shí)，由直拉桿的的移動(dòng)量換算到活塞桿處的移動(dòng)量得到的。</p><p>　　活塞厚度可取為B=0.3D。動(dòng)力缸的最大長(zhǎng)度s為   </p><p><b>　　(4.4)</b></p><p><b>　　=130mm</b>

71、</p><p>　　動(dòng)力缸殼體壁厚t,根據(jù)計(jì)算軸向平面拉應(yīng)力來(lái)確定，即</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　式中，p為油液壓力；D為動(dòng)力缸內(nèi)徑；t為動(dòng)力缸殼體壁厚；n為安全系數(shù)，n=3.5~5.0;為殼體材料的屈服點(diǎn)。殼體材料用球墨鑄鐵采用QT500－05，抗拉強(qiáng)度為500MPa,屈服點(diǎn)為350MPa。t=5m

72、m</p><p>　　活塞桿用45剛制造，為提高可靠性和壽命，要求表面鍍鉻并磨光。 </p><p>　　4.9.2分配閥的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　分配閥的要參數(shù)有:滑閥直徑d、預(yù)開(kāi)隙密封長(zhǎng)度、滑閥總移動(dòng)量e、滑閥在中間位置時(shí)的液流速度v、局部壓力降和泄漏量等。</p><p>　　1.油泵排量與油罐容積的確定

73、</p><p>　　轉(zhuǎn)向油泵的排量應(yīng)保證轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸能比無(wú)動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)以更高的轉(zhuǎn)向時(shí)汽車(chē)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向，否則動(dòng)力轉(zhuǎn)向反而會(huì)形成快速轉(zhuǎn)向的輔加阻力。油泵排量要達(dá)到這一要求，必須滿(mǎn)足如下不等式：</p><p><b>　　(4.6)</b></p><p>　　式中 —油泵的計(jì)算排量；</p><p>　　—油泵的容積，計(jì)

74、算時(shí)一般?。?.75～0.85；</p><p>　　—泄漏系數(shù)，＝0.05～0.10；</p><p><b>　　—?jiǎng)恿Ω赘讖剑?lt;/b></p><p>　　—?jiǎng)恿Ω谆钊苿?dòng)速度；</p><p><b>　?。?</b></p><p>　　式中 —轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)

75、的最大可能頻率，計(jì)算時(shí)對(duì)轎車(chē)?。?.5~1.7;則動(dòng)力轉(zhuǎn)向系的油泵排量Q可表達(dá)為</p><p><b>　　(4.7) </b></p><p>　　=47L/s </p><p><b>　　2.預(yù)開(kāi)隙</b><

76、/p><p>　　預(yù)開(kāi)隙，為滑閥處于中間位置時(shí)分配閥內(nèi)各環(huán)形油路沿滑閥軸向的開(kāi)啟量，也是為使分配閥內(nèi)某油路關(guān)閉所需的滑閥最小移動(dòng)量。值過(guò)小會(huì)使油液常流時(shí)局部阻力過(guò)大；值過(guò)大則轉(zhuǎn)向盤(pán)需轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)大的角度才能使動(dòng)力缸工作，轉(zhuǎn)向靈敏度低。一般要求轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角時(shí)滑閥就移動(dòng)的距離。</p><p>　　＝＝ (4.8)</p><p>&l

77、t;b>　?。?.2mm</b></p><p>　　式中 —相應(yīng)的轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角，（°）；</p><p>　　t —轉(zhuǎn)向螺桿的螺距，mm.</p><p><b>　　3.滑閥總移動(dòng)量</b></p><p>　　滑閥總移動(dòng)量e過(guò)大時(shí)，會(huì)使轉(zhuǎn)向盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后滑閥回到中間位置的行程長(zhǎng)，致使轉(zhuǎn)向車(chē)

78、輪停止偏轉(zhuǎn)的時(shí)刻也相應(yīng)“滯后”，從而使靈敏度降低；如e值過(guò)小，則使密封長(zhǎng)度過(guò)小導(dǎo)致密封不嚴(yán)，這就容易產(chǎn)生油液泄漏致使進(jìn)、回油路不能完全隔斷而使工作油液壓力降低和流量減少。通常，當(dāng)滑閥總移動(dòng)量為e時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)允許轉(zhuǎn)動(dòng)的角度約為20°左右。</p><p><b>　　(4.9)</b></p><p><b>　　=0.49mm</b>&l

79、t;/p><p><b>　　4.局部壓力降</b></p><p>　　當(dāng)汽車(chē)宜行時(shí)，滑閥處于中間位置，油液流經(jīng)滑閥后再回到油箱。油液流經(jīng)滑閥時(shí)產(chǎn)生的局部壓力降(MPa)為</p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　式中 —油液密度，kg/m3 ;</p>&

80、lt;p>　　—局部阻力系數(shù)，通常取＝3.0；</p><p>　　v—油液的流速，m/s。</p><p>　　的允許值為0.03～0.04MPa。</p><p>　　5.油液流速的允許值[v]</p><p>　　由于的允許值[]=0.03~0.04MPa,代入上式，則可得到油液流速的允許值</p><p>

81、;　　[v]＝ (4.11)</p><p><b>　　6.滑閥直徑d</b></p><p><b>　　(4.12)</b></p><p><b>　　=110mm</b></p><p>　　式中 —溢流閥限制下的油液最大排量，L

82、/min,—般約為發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)油泵排量的1.5倍； </p><p><b>　　—預(yù)開(kāi)隙，mm;</b></p><p>　　—滑閥在中間位置時(shí)的油液流速，m/s</p><p>　　7. 滑閥在中間位置時(shí)的油液流速v</p><p><b>　　(4.13)</b></p>

83、<p><b>　　=5m/s</b></p><p>　　8.分配閥的泄漏量 </p><p><b>　?。?.14）</b></p><p><b>　　=2.26cm/s</b></p><p>　　式中 —滑閥也閥體建的徑向間隙，一般

84、 ＝0.0005～0.00125cm;</p><p>　　—滑閥進(jìn)、出口油液的壓力差；</p><p><b>　　d —滑閥直徑；</b></p><p><b>　　—密封長(zhǎng)度；</b></p><p>　　—油液的動(dòng)力粘度。 </p><p>　　4.10轉(zhuǎn)向傳

85、動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由轉(zhuǎn)向搖臂至左、右轉(zhuǎn)向車(chē)輪之間用來(lái)傳遞力及運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向桿、臂系統(tǒng)。其任務(wù)是將轉(zhuǎn)向器輸出端的轉(zhuǎn)向搖臀的擺動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽蟆⒂肄D(zhuǎn)向車(chē)輪繞其轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)的偏轉(zhuǎn)，并使它們偏轉(zhuǎn)到繞同一瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心的不向軌跡圓上，實(shí)現(xiàn)車(chē)輪無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)轉(zhuǎn)向。為了使左、右轉(zhuǎn)向車(chē)輪偏轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系能滿(mǎn)足這一汽車(chē)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求，則要由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的精確設(shè)計(jì)來(lái)保證。</p><p

86、>　　非獨(dú)立懸架汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系中，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向直拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、兩個(gè)相同的轉(zhuǎn)向梯形臂和轉(zhuǎn)向橫拉桿組成。后者與左、右轉(zhuǎn)向梯形臂又組成轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向器在汽車(chē)上應(yīng)這樣安置：首先應(yīng)使轉(zhuǎn)向搖臂下端與縱拉桿鉸接的球頭中心在轉(zhuǎn)向過(guò)程中是在平行于汽車(chē)縱向平面的平面內(nèi)移動(dòng)；其次，為了使轉(zhuǎn)向縱拉桿與縱置鋼板彈簧協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)以避免轉(zhuǎn)向車(chē)輪的擺振。</p><p>　　4.11轉(zhuǎn)向傳送機(jī)構(gòu)的臂、桿與球銷(xiāo)</p&

87、gt;<p>　　轉(zhuǎn)向搖臂、轉(zhuǎn)向節(jié)臂和梯形臂由中碳鋼或中碳合金鋼如35Cr，40，40Cr和40CrNi用模鍛加工制成。多采用沿其長(zhǎng)度變化尺寸的橢圓形截面以合理地利用材料和提高其強(qiáng)度與剛度。轉(zhuǎn)向搖臂與轉(zhuǎn)向搖臂軸用三角花鍵聯(lián)接，且花鍵軸與花鍵孔具有一定的錐度以得到無(wú)隙配合，裝配時(shí)花鍵軸與孔應(yīng)按標(biāo)記對(duì)中以保證轉(zhuǎn)向搖臂的正確安裝位置。轉(zhuǎn)向搖臂的長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置及傳動(dòng)比等因素有關(guān)，一般在初選時(shí)對(duì)小型汽車(chē)可取100～150m

88、m，我的設(shè)計(jì)尺寸為140mm。</p><p>　　轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的桿件應(yīng)選用剛性好、質(zhì)量小的20、30或35號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管制造，其沿長(zhǎng)度方向的外形可根據(jù)總布置的需要確定。</p><p>　　轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的各元件間采用球形鉸接．球形鉸接的主要特點(diǎn)是能夠消除由于鉸接處的表而磨損而產(chǎn)生的間隙，也能滿(mǎn)足兩鉸接件間復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在現(xiàn)代球形鉸接的結(jié)構(gòu)中均是用彈簧將球頭與襯墊壓緊。彈簧沿拉桿軸線壓緊

89、的結(jié)構(gòu)制造容易，常為中、重型載貨汽車(chē)所采用。但這種結(jié)構(gòu)有明顯的缺點(diǎn)，即彈簧的壓緊力必須顯著地大于汽車(chē)在最壞的行駛條件下作用于拉桿上的軸向力，這對(duì)于球頭和襯墊的壽命也有不利的影響。彈簧沿球銷(xiāo)軸線壓緊的結(jié)構(gòu)無(wú)上述缺點(diǎn)。在這種結(jié)構(gòu)中彈簧的彈性壓緊力必須顯著地大于由于車(chē)輪通過(guò)不平路面而產(chǎn)生的作用于拉桿的最大垂向慣性力。以免在球形鉸接處出現(xiàn)間隙。整體式轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端和分段式橫拉桿左右邊桿外端的球形鉸接應(yīng)作為單獨(dú)組件，組裝好后以其殼體上的螺紋旋到桿

90、的端部。以使桿長(zhǎng)可調(diào)以便用于調(diào)節(jié)前束。其他桿端的球形鉸接，其外殼應(yīng)與桿件制成一個(gè)整體。球頭與襯墊需潤(rùn)滑，并應(yīng)采用有效結(jié)構(gòu)措施保持住潤(rùn)滑材料及防止灰塵污物進(jìn)入。</p><p>　　球銷(xiāo)與襯墊均采用低碳合金鋼如12CrNi3A，18MnTi，或20CrN制造，工作表面經(jīng)滲碳淬火處理，滲碳層深1.5～3.0mm，表面硬度HRC 56～63。允許采用中碳鋼40或45制造并經(jīng)高頻淬火處理，球銷(xiāo)的過(guò)渡圓角處則用滾壓工藝增強(qiáng)

91、。球形鉸接的殼體則用鋼35或40制造。</p><p>　　為了提高球頭和襯墊工作表面的耐磨性，可采用等離子或氣體等離子金屬?lài)婂児に?；?duì)于轎車(chē)亦可采用耐磨性好的工程塑料制造襯墊。后者在制造過(guò)程中可滲入專(zhuān)門(mén)的成分(例如尼龍——二硫化鉬)，對(duì)這類(lèi)襯墊則可免去潤(rùn)滑。</p><p><b>　　桿件設(shè)計(jì)結(jié)果：</b></p><p><b>

92、;　　4.12 本章小結(jié)</b></p><p>　　以上內(nèi)容是對(duì)轉(zhuǎn)向器各個(gè)參數(shù)的具體計(jì)算，包括零件尺寸和強(qiáng)度的計(jì)算以及校核，齒輪等零件的等級(jí)材料的選擇，和齒條尺寸的確定。并針對(duì)動(dòng)力轉(zhuǎn)向部分的方案選擇并進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以及其它零件選擇。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　轉(zhuǎn)向系是用來(lái)保持或者改變汽車(chē)行

93、駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)，所選用的轉(zhuǎn)向器為適用于輕型商用車(chē)的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，對(duì)于已知的汽車(chē)數(shù)據(jù)如軸距，整備質(zhì)量等參數(shù)，計(jì)算轉(zhuǎn)向系所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)度校核的分析。同時(shí)還進(jìn)行了，轉(zhuǎn)向器的效率計(jì)算，轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比，力傳動(dòng)比，角傳動(dòng)比等計(jì)算。動(dòng)力缸的設(shè)計(jì)計(jì)算以及常流式滑閥的設(shè)計(jì)計(jì)算。其計(jì)算結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，并且滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。</

94、p><p>　　但由于經(jīng)驗(yàn)較少，所選用的桿件長(zhǎng)度，均按同類(lèi)車(chē)型尺寸選取，難免有不當(dāng)之處，需要今后在實(shí)踐自中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 卞學(xué)良，王志強(qiáng). 基于R-W方法的麥弗遜懸架轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化研究 [J].《兵工學(xué)報(bào)》，2009.</p><p>　　[2] 孫玉華.

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99、p><p>　　[12] 臧杰，閻巖. 汽車(chē)構(gòu)造. [M]. 下冊(cè) —北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[13] 楊可楨，程光蘊(yùn).機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). [M]. 5版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　[14] 李國(guó)琴. AutoCAD 2006機(jī)械制圖訓(xùn)練指導(dǎo). [M].北京：中國(guó)電力出版社， 2006.</p>&

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102、p><b>　　致 謝</b></p><p>　　近一個(gè)學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)快要結(jié)束，我的大學(xué)生活也即將畫(huà)上了圓滿(mǎn)的句號(hào)。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了許多老師的熱心指導(dǎo)，尤其是蘇清源老師在百忙之中多次給與指導(dǎo)，在此表示衷心的謝意！</p><p>　　通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己更加清醒地認(rèn)識(shí)到知識(shí)的無(wú)窮無(wú)盡以及自己所學(xué)的微小。在實(shí)習(xí)中學(xué)到了許多書(shū)上所沒(méi)有的東西，知識(shí)面得到

103、了極大的擴(kuò)展和豐富，特別是一些與實(shí)際聯(lián)系密切的問(wèn)題，如怎樣設(shè)計(jì)更能滿(mǎn)足操作人員的需要和具體工作環(huán)境的要求，還有設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否有一定的社會(huì)需求等，通過(guò)這些，使我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)更加堅(jiān)實(shí)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)，同時(shí)也是對(duì)我們各種能力的一次考驗(yàn)。設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)初步嘗試、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、尋找解決方法、確定方案的步驟，逐漸培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問(wèn)題和創(chuàng)新能力，同時(shí)令我們更加熟悉了一些基本的機(jī)械設(shè)

104、計(jì)知識(shí)。本次設(shè)計(jì)幾乎運(yùn)用了我們所學(xué)的全部機(jī)械課程，內(nèi)容涉及到汽車(chē)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、力學(xué)、液壓傳動(dòng)、機(jī)械圖學(xué)等知識(shí)。最令我印象深刻的就是，為了取得有關(guān)桿件的長(zhǎng)度，我自己來(lái)到汽車(chē)廠，向一些資深的師父尋求答案，提高了設(shè)計(jì)能力和查閱文獻(xiàn)的能力，為今后走向社會(huì)打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　在我結(jié)束畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，也結(jié)束了我的大學(xué)生活。這意味著我進(jìn)入了人生新的起點(diǎn)，我會(huì)用我在學(xué)校所學(xué)到的知識(shí)在嶄新的生活中不斷進(jìn)取，發(fā)奮圖強(qiáng)