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汽车设计转向系设计说明书【创意版】.docx
课程汽车设计题目电动助力转向系设计说明书姓名学号班级指导教师日期 2016年6月15日目录一. 轿车转向系设计方案的选择................................. - 2 -1.轿车参数的确定 (2)2.对转向系的要求 (2)3.转向系结构设计 (2)1)转向操纵机构 ......................................................................................- 2 -2)转向传动机构 ......................................................................................- 3 -3)机械转向器 ..........................................................................................- 3 -二. 转向系统的主要性能参数................................... - 4 -1.转向系的效率 (4)1)转向系的正效率...................................................................................- 4 -2)转向系的逆效率...................................................................................- 5 - 2.转向系传动比的确定. (5)1)转向系统传动比的组成........................................................................- 5 -2)转向系统的力传动比和角传动比的关系..............................................- 6 -3)传动系传动比的计算 ...........................................................................- 7 - 3.转向系传动副的啮合间隙 .. (7)1)转向器的啮合特征 ...............................................................................- 7 -2)转向盘的自由行程 ...............................................................................- 8 - 4.齿轮齿条式转向器的设计和计算 (8)1)转向轮侧偏角的计算 ...........................................................................- 8 -2)转向器参数的选取 ...............................................................................- 9 -3)选择齿轮齿条材料 ............................................................................. - 10 -4)轴承的选择 ........................................................................................ - 10 -5.转向盘的转动的总圈数 (10)三. 电动助力转向系统设计.................................... - 10 -1.转矩传感器 (10)2.减速机构 (11)3.电磁离合器 (11)4.电动机 (11)5.车速传感器 (11)6.电子控制单元 (12)四. 转向梯形机构的设计...................................... - 12 -1.转向梯形理论特性 (12)2.转向梯形的布置 (13)3.转向梯形机构尺寸的初步确定 (13)4.梯形校核 (14)一. 轿车转向系设计方案的选择1.轿车参数的确定本次轿车转向系设计的整车相关参数如下：表1 整车相关参数2.对转向系的要求1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转；2）操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N；3）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；4）转向灵敏；5）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构；6）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置3.转向系结构设计1)转向操纵机构转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。
汽车动力转向系统设计说明书
1 绪论1.1汽车转向系统概述转向系统是汽车底盘的重要组成部分，转向系统性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性，它对于确保车辆的行驶安全、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要作用。
随着现代汽车技术的迅速发展，汽车转向系统已从纯机械式转向系统、液压助力转向系（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS），发展到利用现代电子和控制技术的电动助力转向系统（EPS）及线控转向系统（SBW）。
按转向力能源的不同，可将转向系分为机械转向系和动力转向系。
机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构(方向盘)、转向器、转向传动机构三大部分组成。
其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动(严格讲是近似直线运动)的机构，是转向系的核心部件[2]。
动力转向系除具有以上三大部件外，其最主要的动力来源是转向助力装置。
由于转向助力装置最常用的是一套液压系统，因此也就离不开泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们分别相当于电路系统中的电池、导线、开关、电机和地线的作用。
通常，对转向系的主要要求是:(1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便;(2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑;(3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小;(4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态;(5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员1.1.1机械式转向系统汽车的转向运动是由驾驶员操纵方向盘，通过转向器和一系列的杆件传递到转向轮来完成的。
机械式转向系统工作过程为：驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器，减速传动装置的转向器中有1、2 级减速传动副，经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而实现汽车的转向。
汽车设计-转向系设计说明书
课程汽车设计题目电动助力转向系设计说明书姓名学号班级指导教师日期 2016年6月15日目录一。
轿车转向系设计方案的选择................................. - 1 -1。
轿车参数的确定 (1)2。
对转向系的要求 (2)3.转向系结构设计 (2)1）转向操纵机构 ......................................................................................- 2 -2)转向传动机构 ......................................................................................- 3 -3)机械转向器 ..........................................................................................- 3 - 二。
转向系统的主要性能参数................................... - 4 -1.转向系的效率 (4)1）转向系的正效率...................................................................................- 4 - 2）转向系的逆效率...................................................................................- 5 - 2.转向系传动比的确定. (5)1)转向系统传动比的组成........................................................................- 5 -2)转向系统的力传动比和角传动比的关系..............................................- 5 -3)传动系传动比的计算 ...........................................................................- 6 - 3。
汽车设计 转向系设计说明书
课程汽车设计题目电动助力转向系设计说明书姓名学号班级指导教师日期 2016年6月15日目录一. 轿车转向系设计方案的选择................................. - 2 -1.轿车参数的确定 (2)2.对转向系的要求 (2)3.转向系结构设计 (2)1)转向操纵机构 ......................................................................................- 2 -2)转向传动机构 ......................................................................................- 3 -3)机械转向器 ..........................................................................................- 3 -二. 转向系统的主要性能参数................................... - 4 -1.转向系的效率 (4)1)转向系的正效率...................................................................................- 4 -2)转向系的逆效率...................................................................................- 5 - 2.转向系传动比的确定. (5)1)转向系统传动比的组成........................................................................- 5 -2)转向系统的力传动比和角传动比的关系..............................................- 6 -3)传动系传动比的计算 ...........................................................................- 7 - 3.转向系传动副的啮合间隙 .. (7)1)转向器的啮合特征 ...............................................................................- 7 -2)转向盘的自由行程 ...............................................................................- 8 - 4.齿轮齿条式转向器的设计和计算 (8)1)转向轮侧偏角的计算 ...........................................................................- 8 -2)转向器参数的选取 ...............................................................................- 9 -3)选择齿轮齿条材料 ............................................................................. - 10 -4)轴承的选择 ........................................................................................ - 10 -5.转向盘的转动的总圈数 (10)三. 电动助力转向系统设计.................................... - 10 -1.转矩传感器 (10)2.减速机构 (11)3.电磁离合器 (11)4.电动机 (11)5.车速传感器 (11)6.电子控制单元 (12)四. 转向梯形机构的设计...................................... - 12 -1.转向梯形理论特性 (12)2.转向梯形的布置 (13)3.转向梯形机构尺寸的初步确定 (13)4.梯形校核 (14)一. 轿车转向系设计方案的选择1.轿车参数的确定本次轿车转向系设计的整车相关参数如下：表1 整车相关参数2.对转向系的要求1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转；2）操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N；3）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；4）转向灵敏；5）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构；6）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置3.转向系结构设计1)转向操纵机构转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。
汽车设计 转向系设计说明书
课程汽车设计题目电动助力转向系设计说明书姓名学号班级指导教师日期 2016年6月15日目录一、轿车转向系设计方案得选择............................ - 1 -1、轿车参数得确定 (1)2、对转向系得要求 (2)3、转向系结构设计 (2)1)转向操纵机构...................................... - 2 -2)转向传动机构...................................... - 3 -3)机械转向器........................................ - 3 -二、转向系统得主要性能参数.............................. - 4 -1、转向系得效率 (4)1)转向系得正效率.................................... - 4 -2)转向系得逆效率.................................... - 5 -2、转向系传动比得确定.. (5)1)转向系统传动比得组成.............................. - 5 -2)转向系统得力传动比与角传动比得关系 ................ - 5 -3)传动系传动比得计算................................ - 6 -3、转向系传动副得啮合间隙. (7)1)转向器得啮合特征.................................. - 7 -2)转向盘得自由行程.................................. - 8 -4、齿轮齿条式转向器得设计与计算. (8)1)转向轮侧偏角得计算................................ - 8 -2)转向器参数得选取.................................. - 9 -3)选择齿轮齿条材料................................. - 10 -4)轴承得选择....................................... - 10 -5、转向盘得转动得总圈数 (10)三、电动助力转向系统设计............................... - 10 -1、转矩传感器 (10)2、减速机构 (10)3、电磁离合器 (11)4、电动机 (11)5、车速传感器 (11)6、电子控制单元 (11)四、转向梯形机构得设计................................. - 12 -1、转向梯形理论特性 (12)2、转向梯形得布置 (13)3、转向梯形机构尺寸得初步确定 (13)4、梯形校核 (14)一. 轿车转向系设计方案得选择1.轿车参数得确定本次轿车转向系设计得整车相关参数如下:表1 整车相关参数2.对转向系得要求1)汽车转弯行驶时,全部车轮应绕瞬时转向中心旋转;2)操纵轻便,作用于转向盘上得转向力小于200N;3)转向系得角传动比在15~20之间,正效率在60%以上,逆效率在50%以上;4)转向灵敏;5)转向器与转向传动机构中应有间隙调整机构;6)转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害得防伤装置3.转向系结构设计1)转向操纵机构转向操纵机构包括转向盘,转向轴,转向管柱。
转向系统设计说明书
转向系统设计说明书设计原则：通过对所开发车型与已开发同类车型（或标杆车）的比较及所开发车型的前桥负荷,初步确定转向器总成的结构和相关参数。
故在选取时应遵循以下原则；1、转向器结构选型原则：1）、依据整车布置尺寸，确定转向器结构尺寸。
2）、依据使用和成本状况，确定是否使用通气螺塞。
2、转向器参数选型原则：1）、依据转向盘布置形式，确定是左置转向器或右置转向器。
2）、依据前桥负荷，选定转向器输出扭矩及输入轴花键。
3）、依据车型的最小转弯半径确定转向摇臂输出摆角能否满意使用要求。
4）、依据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用状况，确定转向传动比是否采纳变传动比形式。
5）、依据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用状况，确定传动间隙特性。
3、转向摇臂选型原则：1）、依据标杆车进行类比。
2）、依据车型的最小转弯半径确定转向摇臂在转向器上的中间位置。
3）、依据车型总布置，确定转向摇臂的偏距和长度。
4、转向传动轴及管柱的选型原则：1）、依据标杆车进行类比。
2）、依据点火开关和组合开关确定转向传动轴及管柱的形式。
3）、依据整车需要或成本考虑确定是否采纳双万向节结构，转向盘可调结构或缓冲吸能结构。
5、转向盘选型原则：1）、依据标杆车进行类比。
2）、依据总布置确定转向盘直径。
3）、依据整车需要或成本考虑，是否采纳防伤转向盘。
一、转向机部分一.设计目标L满意日本转向器样件的安装尺寸。
2.在结构上我们参考样件和恒隆公司现有的成熟产品的结构，确定为分体式结构。
3.产品性能达到或超过同类产品标准。
二.方案说明1.2.1扭杆与齿轮轴采纳花键联结方式，其优点：a.此结构采用花键过盈联结，省去了打销过程，简化了工艺。
b.增大了密封空间。
2.2齿条的支承型式齿条的一端通过常规的齿条支承座来支承，齿条支承座垫的材料选取的是含油聚甲醛，齿条的另一端通过缸端限位套总成来支承，在缸端限位套总成内含有聚甲醛材料的衬套，其主要优点是磨擦系数小，耐磨性好。
汽车电动助力转向系统的设计说明书精选全文 (2)
可编辑修改精选全文完整版第1章绪论1.1 汽车转向系统简介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。
它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。
转向系统作为汽车的一个重要组成部分，其性能的好坏将直接影响到汽车的转向特性、稳定性、和行驶安全性。
目前汽车转向技术主要有七大类：手动转向技术（MS）、液压助力转向技术（HPS）、电控液压助力转向技术（ECHPS）、电动助力转向技术（EPS）、四轮转向技术（4WS）、主动前轮转向技术（AFS）和线控转向技术（SBW）。
转向系统市场上以HPS、ECHPS、EPS应用为主。
电动助力转向具有节约燃料、有利于环境、可变力转向、易实现产品模块化等优点，是一项紧扣当今汽车发展主题的新技术，他是目前国内转向技术的研究热点。
1.1.1 转向系的设计要求(1) 汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。
不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。
(2) 汽车转型行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。
(3) 汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生共振，转向盘没有摆动。
(4) 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。
(5) 保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。
(6) 操纵轻便。
(7) 转向轮碰撞到障碍物以后，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的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。
(9) 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，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
(10) 进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。
1.2 EPS的特点及发展现状1.2.1 EPS与其他系统比较对于电动助力转向机构(EPS)，电动机仅在汽车转向时才工作并消耗蓄电池能量；而对于常流式液压动力转向机构，因液压泵处于长期工作状态和内泄漏等原因要消耗较多的能量。
汽车转向系统说明书
第1章绪论自卸车是指通过液压或机械举升而自行卸载货物的车辆，又称翻斗车。
由汽车地盘、液压举升机构、货箱和取力装置等部件组成。
自卸车在土木工程中，经常与挖掘机、带式输送机等工程机械联合作业，构成装、运、卸生产线，进行土方、砂石、散料的装卸运输工作。
汽车转向系统和前桥是汽车的重要组成部分，对汽车行驶的安全性、高速行驶时的稳定性、操纵可靠性和乘座舒适性起着重要的作用。
上个世纪末，汽车转向系统和前桥发展很快，新的结构和先进控制方法的采用，特别是引入了动力转向之后，使转向系统和前桥发生了深刻的变化。
动力转向系统的应用日益广泛，在重型汽车上几乎必须配备应用。
主要是为了减轻驾驶疲劳，提高操纵轻便性和稳定性，虽然带来成本高、结构复杂等问题，但由于优势明显，还是得到了汽车工业的认可，得到了很快的发展。
转向系统和前桥在汽车设计中占有重要的地位，这两部分设计的好坏，直接影响汽车的操纵性、稳定性及安全性。
本次设计过程中，参考同类车型，根据车辆本身设计的特点，按照设计原则，从实用性、经济性的角度考虑，设计出转向总成和前桥。
在合理选择各项参数、材料，优化设计出整体结构尺寸紧凑，使成本合算，与总体布置相匹配，具有广泛的通用性。
第2章 前桥设计2.1 前桥方案的确定转向前桥有断开式和非断开式两种。
断开式前桥与独立悬架相配合，结构比较复杂但性能比较好，多用于轿车等以载人为主的高级车辆。
非断开式又称整体式，它与非独立悬架配合。
它的结构简单，承载能力大，由于一般载货汽车前悬架为非独立悬架，与非独立悬架匹配的从动桥为非断开式转向 从动桥，因此本次设计采用非断开式转向从动桥。
各种车型的非断开式转向从动桥的结构型式基本相同。
作为主要零件的前梁是用中碳钢或中碳合金钢的，其两端各有一呈拳形的加粗部分为安装主销的前梁拳部；为提高其抗弯强度，其较长的中间部分采用工字形断面并相对两端向下偏移一定距离，以降低发动机从而降低传动系的安装位置以及传动轴万向节的夹角。
转向系统设计说明书
转向系统设计说明书一、引言1.1 项目背景转向系统是汽车安全驾驶的重要组成部分，用于控制车辆的转向操作。
一个稳定可靠的转向系统不仅能提高驾驶的安全性，还能提升驾驶的舒适性和操控性。
本设计说明书旨在详细介绍转向系统的设计原理、组成部分以及各功能模块的工作原理，为开发人员提供指导和参考。
1.2 文档目的本设计说明书的目的是提供一个清晰、详细的转向系统设计方案，以指导开发人员进行系统的开发和实现。
同时，本文档还可以作为后续维护和升级的参考资料，确保系统的稳定性和可靠性。
1.3 参考文档•ISO 26262：汽车功能安全性标准•车辆制造商的相关规范和标准1.4 定义和缩略词缩略词定义ABS Anti-lock Brake System（防抱死制动系统）ECU Electronic Control Unit（电子控制单元）CAN总线Controller Area Network（控制器局域网）HCU Hydraulic Control Unit（液压控制单元）HMI Human-Machine Interface（人机界面）二、总体设计2.1 系统架构转向系统主要由以下几个部分组成：1.转向传感器：用于检测驾驶员转动方向盘的角度和速度。
2.转向电机：根据转向传感器的信号，通过控制电机的转动，实现车辆的转向。
3.转向控制器：负责接收转向传感器的信号，根据算法计算转向电机的控制量。
4.供电系统：为转向电机和转向控制器提供稳定的电源。
2.2 功能模块2.2.1 转向传感器转向传感器负责检测驾驶员的转向动作，并将其转化为电信号传输给转向控制器。
其主要功能模块包括：1.转向角度检测：通过安装在方向盘旁的传感器，检测驾驶员转动方向盘的角度。
2.转向速度检测：通过检测方向盘转动的速度，判断驾驶员的转向意图。
2.2.2 转向电机转向电机是转向系统的核心部件，通过控制电机的转动实现车辆的转向。
其主要功能模块包括：1.转向力反馈控制：根据转向控制器的控制信号，调整电机的输出力以模拟驾驶员转向时的力感觉。
汽车转向系设计说明书
汽车安排课程安排证明书籍之阳早格格创做题目：重型载货汽车转背器安排姓名：席昌钱教号：200924265共组者：宽炳炎、孔祥死、余鹏、李朋超、郑大伟博业班级：09车辆工程2班指挥西席：王歉元、邹旭东安排任务书籍目录1.转背系分解 (4)2.板滞式转背器规区分解 (8)3.转背系主要本能参数 (9)4.转背器安排估计 (14)5.能源转背机构安排 (16)6.转背梯形劣化安排 (22)7.论断 (24)8.参照文件 (25)1转背系安排1.汽车转直止驶时，局部车轮应绕瞬时转背核心转化.2.把持沉巧，效用于转背盘上的转背力小于200N.3.转背系的角传动比正在23~32之间，正效用正在60%以上，顺效用正在50%以上.4.转背敏捷.5.转背器战转背传效果构中应有间隙安排机构.6.转背系应有能使驾驶员免遭大概减少伤害的防伤拆置.1.整车尺寸：11976mm*2395mm*3750mm.2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm3.整备品量 12000kg2.转背系分解2.1对付转背系的央供[3](1) 包管汽车有较下的机动性，正在有限的场合里积内，具备赶快战小半径转直的本领，共时支配沉巧;(2) 汽车转背时，局部车轮应绕一个瞬时转背核心转化，没有该有侧滑;(3) 传给转背盘的反冲要尽大概的小;(4) 转背后，转背盘应自动回正，并应使汽车脆持正在宁静的直线止驶状态;(5) 爆收车福时，当转背盘战转背轴由于车架战车身变形所有后移时，转背系统最佳有呵护机构预防伤及乘员.2.2转背把持机构转背把持机构包罗转背盘，转背轴，转背管柱.偶尔为了安插便当，减小由于拆置位子缺面及部件相对付疏通所引起的附加载荷，普及汽车正里碰碰的仄安性以及便于拆拆，正在转背轴与转背器的输进端之间拆置转背万背节，如图2-1.采与柔性万背节可缩小传至转背轴上的振荡，然而柔性万背节如果过硬，则会效用转背系的刚刚度.采与能源转背时，还应有转背能源系统.然而对付于中级以下的轿车战前轴背荷没有超出3t的载货汽车，则普遍仅正在用板滞转背系统而无能源转背拆置.图2-1转背把持机构Fig.2-1 the control mechanism of steering1-转背万背节；2-转背传动轴；3-转背管柱；4-转背轴；5-转背盘1-steering universal shaft;2-steering propeller ;3-steering column ;4-steering axis;5-steering wheel2.3转背传效果构[4]转背传效果构包罗转背臂、转背纵推杆、转背节臂、转背梯形臂以及转背横推杆等.（睹图2-2）转背传效果构用于把转背器输出的力战疏通传给左、左转背节并使左、左转背轮按一定闭系举止偏偏转.图2-2 转背传效果构1-转背摇臂；2-转背纵推杆；3-转背节臂；4-转背梯形臂；5-转背横推杆2.4转背器[5]板滞转背器是将司机对付转背盘的转化形成转背摇臂的晃动（大概齿条沿转背车轴轴背的移动），并按一定的角转化比战力转化比举止传播的机构.板滞转背器与能源系统相分离，形成能源转背系统.下档轿车战重型载货汽车为了使转背沉巧，多采与那种能源转背系统.采与液力式能源转背时，由于液体的阻僧效用，吸支了路里上的冲打载荷，故可采与可顺程度大、正效用又下的转背器结构.为了预防汽车正在碰车时司机受到的转背盘的伤害，除了正在转背盘中间可拆置仄安气囊中，还可正在转背系中树坐防伤拆置.为了缓战去自路里的冲打、衰减转背轮的晃振战转背机构的振动，有的还拆有转背减振器.普遍二轴及三轴汽车仅用前轮转背；为了普及把持宁静性战机动性，某些新颖轿车采与齐四轮转背；多轴汽车根据对付机动性的央供，偶尔要减少转背轮的数目，本安排按安排央供采与单轴前轴转背 .2.5转角及最小转直半径汽车的机动性，常常使用最小转直半径去衡量，然而汽车的下机动性则应由二个条件包管.即最先应使左、左转背轮处于最大转角时前中轮的转直值正在汽车轴距的2~2.5倍范畴内；其次，应那样采用转背系的角传动比，即由转背盘处于中间的位子背左大概左转化至极限位子的总转化齐书籍，对付轿车应没有超出1.8圈，对付货车没有该超出3.0圈.二轴汽车正在转背时，若没有思量轮胎的侧背偏偏离，则为了谦脚上述对付转背系的第(2)条央供，其内、中转背轮观念的转角闭系如图2-3所示，由下式决断：L K BD CO DO i o =-=-θθcot cot (2-1)式中：θo—中转背轮转角；θi—内转背轮转角；K—二转背主销核心线与大天接面间的距离；L—轴距内、中转背轮转角的合理匹配是由转背梯形去包管.图2-3 观念的内、中转背轮转角间的闭系Fig 2-3Relations between ideal inside and outside steering wheel corner 汽车的最小转直半径R min与其内、中转背轮正在最大转角θmax i与θmax o、轴距L、主销距K及转背轮的转臂a等尺寸有闭.正在转背历程中除内、中转背轮的转角中，其余参数是没有变的.最小转直半径是指汽车正在转背轮处于最大转角的条件下以矮速转直时前中轮与大天交战面的轨迹形成圆周的半径.最小转直半径能达到汽车轴距的2~2.5倍，与R min=2L；把持沉巧型的央供是通过合理天采用转背系的角传动比、力传动比战传动效用去达到.对付转背后转背盘大概转背轮能自动回正的央供战对付汽车直线止驶稳动性的央供则主假如通过合理的采用主销后倾角战内倾角，与消转背器传动间隙以及采用可顺式转背器去达到.然而要使传播到转背盘上的反背冲打小，则转背器的顺效用有没有宜太下.至于对付转背系的末尾二条央供则主假如通过合理天采用结构以及结构安插去办理.转背器及其纵推杆与紧固件的称重，约为中级以及上轿车、载货汽车底盘搞重的1.0%～1.4%；小排量以及下轿车搞重的1.5%～2.0%.转背器的结构型式队汽车的自己品量效用较小.3. 板滞式转背器规区分解3.1循环球式转背器循环球式转背器有螺杆战螺母共共产死的降选槽内拆钢球形成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇形成的传动副组成，如图3-1所示.图3-1 循环球式转背器示企图Fig 3-1Circulation-ball steering循环球式转背器的便宜是：正在螺杆战螺母之间果为有不妨循环振动的钢球，将滑动摩揩转化成滑动摩揩，果而传动效用不妨达到75%～85%；正在结媾战工艺上采与步伐后，包罗普及制制细度，革新处事表面的表面细糙度战螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火战磨削加工，使之有脚够的使用寿命；转背器的传动比不妨变更；处事稳固稳当；齿条战齿扇之间的间隙安排处事简单举止，（图3-2）；符合用去搞完齐式能源转背器.图3-2 循环球式转背器的间隙安排机构Fig 3-2 The gap adjusts the organizational structureof Recirculation-ballgears循环球式转背器的主要缺面是：顺效用下，结构搀杂，制制艰易，制制细度央供下.循环球式转背器主要用于商用车上.功率p1从转背轴输进，经转背摇臂轴输出所供得的效用称为转背器的正效用，用标记η+表示， 反之称为顺效用，用标记η-表示. 正效用η+估计公式： p p p 121-=+η（4-1） 顺效用η-估计公式： p p p 323-=-η（4-2） 式中，p 1为效用正在转背轴上的功率；p 2为转背器中的磨揩功率；p 3为效用正在转背摇臂轴上的功率. 正效用下，转背沉巧；转背器应具备一定顺效用，以包管转背轮战转背盘的自动返回本领.然而为了减小传至转背盘上的路里冲打力，预防挨脚，又央供此顺效用尽大概矮.效用转背器正效用的果素有转背器的典型、结构个性、结构参数战制制品量等.效用转背器正效用的果素有转背器的典型、结构个性、结构参数战制制品量等.（1）转背器典型、结构个性与效用正在四种转背器中，齿轮齿条式、循环球式转背器的正效用比较下，而蜗杆指销式特天是牢固销战蜗杆滚轮式转背器的正效用要明隐的矮些.共一典型转背器，果结构分歧效用也纷歧样.如蜗杆滚轮式转背器的滚轮与支援轴之间的轴启不妨采用滚针轴启、圆锥滚子轴启战球轴启.采用滚针轴启时，除滚轮与滚针之间有摩揩益坏中，滚轮侧翼与垫片之间还存留滑动摩揩益坏，故那种轴背器的效用η+仅有54%.其余二种结构的转背器效用分别为70%战75%.转背摇臂轴的轴启采与滚针轴启比采与滑动轴启可使正大概顺效用普及约10%.（2）转背器的结构参数与效用如果忽略轴启战其经场合的摩揩益坏，只思量啮合副的摩揩益坏，对付于蜗杆类转背器，其效用可用下式估计)tan(tan 00ρη+=+a a =75%（4-3）式中，a 0为蜗杆（大概螺杆）的螺线导程角,a 0与8°，ρ为摩揩角，ρ=arctanf ；f 为磨揩果数.与f=0.05.根据顺效用分歧，转背器有可顺式、极限可顺式战没有成顺式之分.路里效用正在车轮上的力，通过转背系可大部分传播到转背盘，那种顺效用较下的转背器属于可顺式.它能包管转背轮战转背盘自动回正，既不妨减少驾驶员的疲倦，又不妨普及止驶仄安性.然而是，正在没有服路里上止驶时，传至转背盘上的车轮冲打力，易使驾驶员疲倦，效用仄安止驾驶.属于可顺式的转背器有齿轮齿条式战循环球式转背器.没有成顺式战极限可顺式转背器没有成顺式转背器，是指车轮受到的冲打力没有克没有及传到转背盘的转背器.该冲打力转背传效果构的整件启受，果而那些整件简单益坏.共时，它既没有克没有及包管车轮自动回正，驾驶员又缺累路里感觉，果此，新颖汽车没有采与那种转背器.极限可顺式转背器介于可顺式与没有成顺式转背器二者之间.正在车轮受到冲打力效用时，此力惟有较小一部分传至转背盘.如果忽略轴启战其余场合的磨揩益坏，只思量啮合副的磨揩益坏，则顺效用可用下式估计00tan )tan(a a ρη-=-=64%（4-4）式（4-3）战式（4-4）标明：减少导程角a 0，正、顺效用均删大.受η-删大的效用，a 0没有宜博得过大.当导程角小于大概等于磨揩角时，顺效用为背值大概者为整，此时标明该转背器是没有成顺式转背器.为此，导程角必须大于磨揩角.转背系的角传动比0ωi 由转背器角传动比ωi 战转背传效果构角传动比ωi '组成，即ωωωi i i '=0（4-5）转背器的角传动比:P r i πω2=26≈（4-6） 齿扇啮合半径75.482145.62r =⨯==mz 转背传效果构的角传动比: k p k p k p d d dt d dt d i ββββωωω==='//1≈（4-7）转背系的传动比包罗转背系的角传动比0ωi 战转背系的力传动比p i .转背系的力传动比:11750245026a 2i 0=⨯⨯==SW p D i ω（4-8）转背器角传动比不妨安排成减小、删大大概脆持没有变的.效用采用角传动比变更顺序的主要果素是转背轴背荷大小战对付汽车机动本领的央供.若转背轴背荷小大概采与能源转背的汽车，没有存留转背重重问题，应与较小的转背器角传动比，以普及汽车的机动本领.若转背轴背荷大，汽车矮速慢转直时的把持沉巧性问题超过，应采用大些的转背器角传动比.汽车以较下车速转背止驶时，央供转背轮反应敏捷·，转背器角传动比应当小些.汽车下速直线止驶时，转背盘正在中间位子的转背器角传动比没有宜过小.可则转背太过敏感，使驾驶员透彻统制转背轮的疏通有艰易.转背器角传动比变更直线应采用大概呈中间小二端大些的下凸形直线，如图4-1所示.图4-1转背器角传动比变更个性直线Fig 4-1 Change characteristic property curve ofSteering angletransmission ratio△t传动间隙是指百般转背器中传动副之间的间隙.该间隙随转背盘转角的大小分歧而改变，并把那种变更闭系称为转背器传动副传动间隙个性（图4-2）.钻研该个性的意思正在于它与直线止驶的宁静性战转背器的使用寿命有闭.传动副的传动间隙正在转背盘处于中间及其附近位子时要极小，最佳无间隙.若转背器传动副存留传动间隙，一朝转背轮受到侧背力效用，车轮将偏偏离本止驶位子，使汽车得去宁静.传动副正在中间及其附近位子果使用一再，磨益速度要比二端快.正在中间附近位子果磨益制成的间隙过大时，必须经安排与消该处间隙.为此，传动副传动间隙个性应当安排成图4-2所示的渐渐加大的形状.图4-2 转背器传动副传动间隙个性Fig 4-2 Drive gap characteristic property of steering 转背器传动副传动间隙个性图中直线1标明转背器正在磨益前的间隙变更个性；直线2标明使用并磨益后的间隙变更个性，而且正在中间位子处已出现较大间隙；直线3标明安排后并与消中间位子处间隙的转背器传动间隙变更个性.转背盘从一个极度位子转到另一个极度位子时所转过的圈数称为转背盘的总转化圈数.它与转背轮的最大转角及转背系的角传动比有闭，并效用转背的把持沉巧性战敏捷性.轿车转背盘的总转化阁数较少，普遍约正在3.6圈以内；货车普遍没有宜超出6圈.为了减少转背的沉巧性，与6圈.[8]为了包管止驶仄安，组成转背系的各整件应有脚够的强度.欲验算转背系整件的强度，需最先决定效用正在各整件上的力.效用那些力的主要果素有转背轴的背荷，大天阻力战轮胎气压等.为转化转背轮要克服的阻力，包罗转背轮绕主销转化的阻力、车轮宁静阻力、轮胎变形阻力战转背系中的内摩揩阻力等.透彻天估计那些力是艰易的，为此推荐用脚够透彻的半体味公式去估计汽车正在沥青大概者混凝土路里上的本天转背阻力距M r（N •mm),即Pf G M r 133=＝1008504 N •mm (5-1)式中，f 为轮胎战路里睹的摩揩果素，普遍与0.7；G 1为转背轴背荷24000（N ）;p=0.74为轮胎气压（MPa ） 转背系主要参数证明：转背摇臂的少度与转背传效果构有闭，普遍初选时，大货车可与300~400mm ，本安排与340mm ，转背器角传动比正在23~32内采用，本安排与26 效用正在转背盘上的脚力为ND L M L F SW h 207i 22r1==+ηω（5-2）式中， L 1为转背摇臂少；L 2为转背节臂少；D SW为转背盘直径；i ω为转背器角传动比；η+为转背器正效用.[9]摇臂轴直径/mm 42 钢球核心距D /mm 40 螺杆中径D 1/mm 38 钢球直径d /mm 螺距P /mm 处事圈数W 螺母少度L /mm 80 导管壁薄 /mm钢球直径与导管内径间隙e/mm螺线导程角0a /º 730’ 齿扇压力角0a /º2730‘ 交战角θ/º 45 环流通数2D 2应大于D 1，普遍央供D D D %)10~%5(12=- （5-3）D 2=D 1+（5%~10%）D=38+8%⨯=dDWπ≈39个（5-4）2⨯8.0=4.16 mm （5-5）[10]σ=k3222223)()(r R r R E F -=1217MP （5-6）式中，k 为系数，根据A/B 值查表，A=[（1/r ）-(1/2R )]/2,B=[(1/r)+(1/1R )]/2;2R 为滚讲截里半径，k 与1.50；r 为钢球半径；1R ⨯105MP a ；3F 为钢球与螺杆之间的正压力，即3F =oa n F θcos cos 02＝737N （5-7）式中，0a 为螺杆螺线的导程角；oθ为交战角；n 为介进处事的钢球数；F 2为效用正在螺杆上的轴背力,o SW h b D R F F 2/2/cot 20-=α=19904N当交战表面硬度为58~64HRC ；拍－时，许用交战应力[σ]=2500 MP a由于σ=1217 MP<[σ],果此谦脚强度.转背摇臂直径d 为式中，K 为仄安系数，根据汽车使用条件分歧可与2.5~3.5；M R为转背阻力矩；0τ为扭转强度极限.摇臂轴用20CrMnTi 钢制制，表面渗碳，渗碳层深度正在0.8~1.2mm.对付于前轴背荷大的汽车，渗碳层深度为1.05~1.45mm.表面硬度为58~63HRC 及采用对付能源转背机构的央供1.疏通教上应脆持转背轮转角战驾驶员转化转背盘的转角之间脆持一定的比率闭系.2.随着转背轮阻力的删大（大概减小），效用正在转背盘上的脚力必须删大（大概减小），称之为“路感”.F h≥0.025～0.190kN 时，能源转背器便应启初处事.4.转背后,转背盘应自动回正，并使汽车脆持正在宁静的直线止驶状态.5.处事敏捷，即转背盘转化后，系统内压力能很快删少到最大值.6.能源转背得灵时，仍能用板滞系统把持车轮转背.7.稀启本能好，内、中揭收少. 对付能源转背机构的采用完齐式能源转背器多用正在轿车战前桥载重正在15t 以下的货车上，本安排的货车的前桥的载重为2.4t,所以采与完齐式能源转背器.能源缸的主要尺寸有能源缸内径、活塞路程、活塞杆直径战能源缸体壁薄.能源缸爆收的推力F 为式中，L 1为转背摇臂少度；L 为转背摇臂轴到能源缸活塞之间的距离.F 1为直推杆上的力，F 1=aMr=20170N推力F 与处事油液压力p 战能源缸截里里积S 之间犹如下闭系pLS LF 11=(6-1)果为能源缸活塞二侧的处事里积分歧，应按较小一侧的处事里积去估计，即)(422d D p S -=π（6-2）式中，D 为能源缸内径；d p 为活塞杆直径，初选d p ＝0.35D ，压力p ＝8Mpa.联坐式(6-1)战式（6-2）后得到d L F ppLD 2114+=π=68 mm （6-3）所以d p=0.35D=23.8mm 与8.01=LL活塞路程是车轮转制最大转角时，由直推杆的的移动量换算到活塞杆处的移动量得到的.活塞薄度可与为B=0.3D.能源缸的最大少度s 为s D D s 13.0)6.0~5.0(10+++= =200mm(6-4)能源缸壳体壁薄t,根据估计轴背仄里推应力σz 去决定，即n Dt p szt Dσσ≤+=])(4[22（6-5）式中，p 为油液压力；D 为能源缸内径；t 为能源缸壳体壁薄；n 为仄安系数，n=3.5~5.0 与4;σs 为壳体资料的伸服面.壳体资料用球朱铸铁采与QT500－05，抗推强度为500MPa,伸服面为350MPa.t=3mm活塞杆用45刚刚制制，为普及稳当性战寿命，央供表面镀铬并磨光.１．能源转背器的效用效能用效能指标'=F Fhhs 去评介能源转背器的效用效能.现有能源转背器的效能指标s=1~15.２．路感驾驶员的路感去自于转化转背盘时，所要克服的液压阻力.液压阻力等于反效用阀里积与处事液压压强的乘积.正在最大处事压力时，轿车：换算以转背盘上的力减少约30~50N.３．转背敏捷度转背敏捷度不妨用转背盘路程与滑阀路程的比值i 去评介δϕ2Dswi = (6-14)比值i 越小，则能源转背效用的敏捷度越下.. ４．能源转背器的静个性能源转背器的静个性是指输进转矩与输出转矩之间的变更闭系直线，是用去评介能源转背器的主要个性指标.果输出转矩等于油压压力乘以能源缸处事里积战效用力臂，对付于已决定的结构，后二项是常量，所以不妨用输进转矩M φ与输出油压p 之间的变更闭系直线去表示能源转背的静个性，如图6-1示.常将静个性直线区分为四个区段.正在输进转矩没有大的时间，相称于图中A 段；汽车本天转背大概调头时，输进转矩加进最大区段（图中C 段）；B 区段属常常使用赶快转背止驶区段；D 区段直线便标明是一个较宽的仄滑过度区间.央供能源转背器背左转战背左转的静个性直线应付于称.对付称性不妨评介滑阀的加工战拆置品量.央供对付称性大于.转背梯形机构用去包管汽车转直止驶时所有车轮能绕一个瞬时转背核心，正在分歧的圆周上搞无滑动的杂滑动.安排转背梯形的主要任务之一是决定转背梯型的最佳参数战举止强度估计.转背梯形有完齐式战断启式二种.普遍转背梯形机构安插正在前轴之后，然而当收效果位子很矮大概前轴启动时，也有位于前轴之前的.二轴汽车转背时，若忽略轮胎侧偏偏效用，二转背前轴的延少线应接于后轴延少线.设0θ，i θ分别是中内转背车轮转角，k 为二主销核心线延少线到大天接面之间的距离，则梯形机构应包管内中转背车轮的转角犹如下闭系：cotLK cog i =-θθ0，若自变角为0θ则果变角i θ的憧憬值为：)(cot ot )(010L K c f i -==-θθθ，现有转背梯形机构仅能谦脚上式央供.如下图所示，正在图上做辅帮真线，利用余弦定理可推得转背梯形所画出的本量果变角'i θ为：)cos(21]2cos )cos(cos 2[arccos)cos(21)()sin(arcsin 020020')(θγγθγγθγθγγθ+-+-+--+-++-=mK m K m Km K M K i 其中 m —梯形臂少 γ—梯形底角图7-1 汽车瞬时转背图应使安排的转背梯形所画出的本量果变角'i θ尽大概靠近表里上的憧憬值i θ.其偏偏好最常使用的中间位子附近小转角范畴应尽大概小，以减小下速止驶时轮胎的磨益.而正在没偶尔常使用且车速较缓的最大转角时可符合搁宽央供，果此正在加进加权果子)(00θω形成评介劣略的目标函数f(x)为:f （x ）=max1''00010()()()[]100()i i i i ii i θθθθθωθθθθ=-⨯%∑将上式代得： f(x)=－0[2cos cos()cos 2]1100cot(cot )i i Karc Lγγγθθ-+--⨯%-其中 x —安排变量 x=][21X X =⎥⎦⎤⎢⎣⎡m γmax 0θ—中转背轮最大转角，由上图可得： max 0θ=a R L-min arcsin=︒30其中 min R —汽车最小转直半径为15.7m ，a —主销偏偏移距为50mm ，轴距L=7850mmK=2020mm 梯形臂少度m=0.14K=283mm思量到普遍使用功况下转角小于︒20，且︒10以内的小转角使用的越收一再，果此与：当修坐拘束条件时应试虑到：安排变量m 及γ过小时，会使横推杆上的转背力过大；当m 过大时，将使梯形安插艰易，故对付m 的上、下限及对付γ的下限应树坐拘束条件.果γ越大，梯形越靠近矩形．f(x)值便越大，而劣化历程是供f(x)的极小值，故可没有必对付γ的上限加以节制.综上所述，各安排变量的与值范畴形成的拘束条件为：m-0min ≥m 0max ≥-m m 0min ≥-γγ梯形臂少度m 安排常常与正在min m ＝0.11K ，max m ＝0.15K,与m=0.14K=283mm.梯形底角min γ＝︒70,︒=40minδ别的，由板滞本理得知，四连杆机构的传动角δ没有宜过小，常常与︒=≥40min δδ.如上图所示，转背梯形机构正在汽车背左转直至极限位子时达到最小值，故只思量左转直时min δδ≥即可.利用该图所做的辅帮真线及余弦定理，可推出最小传动角拘束条件为2cos )cos (cos )cos(cos 2cos min max 0min ≥--++-K mγγδθγγδ ，式中，min δ为最小传动角.由上述数教模型可知，转背梯形机构的劣化安排问题是一个小型的拘束非线性筹备问题，可用复合形法去供解.根据上述思路，可用C 谈话编程举止劣化安排（本步调睹附录）.劣化的截止如下：转背梯形底角 γ=︒788. 结 论通过本次汽车安排试验课程使尔对付汽车安排有越收深刻明白，没有然而锻炼了自己动脚安排的本领，而且培植了革新观念.正在那里要非常感动教授战书籍院提供的那次机会,那也是咱们迈背社会，进止工做处事前一个必很多的历程.9. 参照文件[1] 刘惟疑.汽车安排.北京：浑华大教出版社,2000[2] 王视予.汽车安排(第三版). 北京：板滞工业出版社,2000 [3] 陈家瑞.汽车构制(下册). 北京：板滞工业出版社,2005[4] 余志死.汽车表里(第三版) 北京：板滞工业出版社,2000(第二版). 北京：板滞工业出版社,1996[6] 吴宗泽.板滞安排真用脚册. 北京：化教工业出版社,1999[7] 刘鸿文.资料力教. 北京：下等培养出版社,1991[8] 祖业收.工程制图.重庆：重庆大教出版社,2001[9] 浙江接通书籍院.汽车构制教教图册.群众接通出版社,1986[10] 缓灏.板滞安排脚册（3、4卷）北京：板滞工业出版社,1991[13] 阎荫棠.几许量细度安排与检测.北京：板滞工业出版社,1996。
转向系统设计规范DOC
转向系统设计规范1规范本规范介绍了转向系统的设计计算、匹配、以与动力转向管路的布置。
本规范适用于天龙系列车型转向系统的设计2.引用标准：本规范主要是在满足下列标准的规定（或强制）范围之内对转向系统设计和整车布置。
GB 17675-1999 汽车转向系基本要求GB11557-1998防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定GB 7258-1997机动车运行安全技术条件GB 9744-1997载重汽车轮胎GB/T 6327-1996载重汽车轮胎强度试验方法《汽车标准汇编》第五卷转向车轮3.概述：在设计转向系统时，应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。
先从《产品开发项目设计定义书》上猎取新车型在设计转向系统所必须的信息。
然后布置转向传动装置，动力转向器、垂臂、拉杆系统。
再进行拉杆系统的上/下跳动校核、与轮胎的位置干涉校核，以与与悬架系统的位置干涉、运动干涉校核。
最小转弯半径的估算，方向盘圈数的计算。
最后进行动力转向器、动力转向泵，动力转向油罐的计算与匹配，以满足整车与法规的要求；确定了动力转向器、动力转向泵，动力转向油罐匹配之后，再完成转向管路的连接走向。
4车辆类型：以EQ3386 8×4为例，6×4或4×2类似5 杆系的布置：根据《产品开发项目设计定义书》上所要求的、车辆类型、车驾宽、高、轴距、空/满载整车重心高坐标、轮距、前/后桥满载轴荷、最小转弯直径、最高车速、发动机怠速、最高转速，空压机接口尺寸，轮胎规格等，确定前桥的吨位级别、轮胎气压、花纹等。
考虑梯形机构与第一轴、第二轴、第三轴、第四轴之间的轴距匹配与各轴轮胎磨损必需均匀的原则，确定第一前桥、第二前桥内外轮转角、第一垂臂初始角、摆角与长度、中间垂臂的长度、初始角、摆角，确定上节臂的坐标、长度等确定的参数如下第一、二轴选择7吨级规格轮胎型号：12.00-20、轮胎气压 0.74Mpa、花纹第一轴外轮转角 35°；内轮转角 44°第二轴外轮转角 29°；内轮转角 34°第一轴上节臂参数上节臂球销坐标上节臂有效长度垂臂参数垂臂长度315mm，中间球销长度187mm（接中间拉杆），初始角向后2°第二轴上节臂参数上节臂球销坐标上节臂有效长度中间垂臂参数中间垂臂长度330 mm（接第二直拉杆），中间球销长度230mm（接中间拉杆），中间球销长度269.5mm（接助力油缸活塞），初始角向后6°上述主要参数确定后，便可布置转向机支架、第一直拉杆、第二直拉杆、中间拉杆。
转向系统设计说明书
word文档整理分享矿用自卸车转向设计计算说明书设计：陈琼校核：审核：批准：2012.01.04目录一、转向系统相关参数 (2)二、最小转弯半径计算 (3)三、理论转角和实际转角关系 (4)四、转向阻力矩计算 (5)五、转向机的选择计算 (5)六、转向动力缸的选择计算 (8)七、转向油泵的匹配计算 (9)1、转向机理论流量计算2、动力缸理论流量计算3、油泵排量计算4、油泵的选择八、转向升缩轴升缩量计算 (13)九、动力缸行程计算 (14)十、转向系的运动校核 (17)设计原则本车转向系统的设计应使得整车具有良好的操纵稳定性，转向轻便性，并使得上述性能达到国外同类车型的先进水平，保证车辆行驶安全性。
一、转向系统相关参数表一整车参数前轮胎采用14.00-25，轮辋偏置距207.5mm，负荷下静半径为640mm，满载下前胎充气压力850kpa二、最小转弯半径：对于只用前桥转向的三轴汽车，由于中轮和后轮的轴线总是平行的，故不存在理想的转向中心。
计算转弯半径时，可以用一根与中、后轮轴线等距离的平行线作为似想的与原三轴汽车相当的双轴汽车的后轮轴线。
图一转弯半计算图最小转弯半径R=9975+（2471-2100）/2=10160.5mm 二、理论转角和实际转角关系图2 内外轮实际转角关系图图3 内外轮理论转角关系图根据图2和图3得出表二数据表二由上图可见在外轮转角在0°—27.3°范围内，实际转角关系与阿克曼转角关系较接近，与阿克曼理论值差值在2°以内，转向桥梯形臂符合设计要求。
四、转向力计算1.转向阻力矩计算转向时驾驶员作用到转向盘上的手力与转向轮在地面上回转时产生的转向阻力矩有关。
影响转向阻力矩的主要因素有转向轴的负荷、轮胎与地面之间的滑动摩擦系数和轮胎气压。
计算公式如下：Mr=f·(G13/P)1/2/3其中：Mr——在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，N.m；f——轮胎与地面间的滑动摩擦系数，取0.7；G1——转向轴负荷，N；P——轮胎气压，Mpa；因此：Mr=0.7×[(16000×9.8)3 /0.85]1/2 /3=15714N.m2.作用在转向盘上的手力用下式计算：Fh= Mr·Δβk/（Δф·R·η）其中： Fh——作用在转向盘上的手力，N；R——转向盘半径，mm； R=480/2=240mm；η——转向系正效率，转向系的正效率一般在0.67～0.85,此处取η=0.8；Δβk——转向节转角增量；（见图一）Δф——对应Δβk的转向盘转角增量；图4、转向节与转向摇臂的转角关系因此，在没有助力转向的情况下，原地转向所需的方向盘手力：Fh= Mr ·Δβk/ （Δф· R ·η）=15714 ×103 (27.3+33.4)/[(38.3+37.7)×23.27 × 240×0.8]=2809（N）2809已超出人体承受极限，需要加设动力转向装置。
新能源商用车转向系统说明书
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110312893.3(22)申请日 2021.03.24(71)申请人 浙江爱特新能源汽车有限公司地址 321000 浙江省金华市金东区江东镇金德路888号(72)发明人 邹春华 (74)专利代理机构 芜湖安汇知识产权代理有限公司 34107代理人 张永生(51)Int.Cl.B62D 5/04(2006.01)B62D 7/20(2006.01)(54)发明名称一种新能源商用车转向系统(57)摘要本发明公开了一种新能源商用车转向系统，包括方向盘、柱管带中间轴总成、转向器、转向垂臂、转向直拉杆、左右转向节以及设在左右转向节之间的横拉杆，还包括一对连接拉杆，所述转向直拉杆与一侧的转向节铰接相连，每侧的转向节与横拉杆对接端之间通过对应的连接拉杆铰接相连，转向器上设有电动助力结构。
采用断开式转向梯形结构的电动循环球式转向系统，其能提供的助力相对电动齿轮齿条式转向器大，可以给前轴载荷在1.6吨‑3吨车辆提供可靠转向助力，不需要采用高价的电动液压泵，从而系统零件成本低，没电动液压泵需要的高能耗，因没有转向液，不存在漏油渗油问题；并且稳定可靠。
权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 112793661 A 2021.05.14C N 112793661A1.一种新能源商用车转向系统，包括方向盘、柱管带中间轴总成、转向器、转向垂臂、转向直拉杆、左右转向节以及设在左右转向节之间的横拉杆，其特征在于：还包括一对连接拉杆，所述转向直拉杆与一侧的转向节铰接相连，每侧的转向节与横拉杆对接端之间通过对应的连接拉杆铰接相连，转向器上设有电动助力结构。
2.如权利要求1所述新能源商用车转向系统，其特征在于：所述转向器为电动循环球转向器。
3.如权利要求1所述新能源商用车转向系统，其特征在于：所述转向垂臂和转向直拉杆之间、转向直拉杆与转向节之间、转向节与连接拉杆之间以及连接拉杆与横拉杆之间均为球头销铰接相连。
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设计任务书目录1.转向系分析 (4)2.机械式转向器方案分析 (8)3.转向系主要性能参数 (9)4.转向器设计计算 (14)5.动力转向机构设计 (16)6.转向梯形优化设计 (22)7.结论 (24)8.参考文献 (25)1转向系设计1.1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.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。
3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。
4.转向灵敏。
5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。
6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
1.2基本参数1.整车尺寸： 11976mm*2395mm*3750mm。
2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm3.整备质量 12000kg4.轮胎气压 0.74MPa2.转向系分析2.1对转向系的要求[3](1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便;(2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑;(3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小;(4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态;(5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员.2.2转向操纵机构转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。
有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。
采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。
采用动力转向时，还应有转向动力系统。
但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。
图2-1转向操纵机构Fig.2-1 the control mechanism of steering1-转向万向节；2-转向传动轴；3-转向管柱；4-转向轴；5-转向盘1-steering universal shaft; 2-steering propeller ; 3-steering column ; 4-steering axis;5-steering wheel2.3转向传动机构[4]转向传动机构包括转向臂、转向纵拉杆、转向节臂、转向梯形臂以及转向横拉杆等。
（见图2-2）转向传动机构用于把转向器输出的力和运动传给左、右转向节并使左、右转向轮按一定关系进行偏转。
图2-2 转向传动机构1-转向摇臂；2-转向纵拉杆；3-转向节臂；4-转向梯形臂；5-转向横拉杆2.4转向器[5]机械转向器是将司机对转向盘的转动变为转向摇臂的摆动（或齿条沿转向车轴轴向的移动），并按一定的角转动比和力转动比进行传递的机构。
机械转向器与动力系统相结合，构成动力转向系统。
高级轿车和重型载货汽车为了使转向轻便，多采用这种动力转向系统。
采用液力式动力转向时，由于液体的阻尼作用，吸收了路面上的冲击载荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。
为了避免汽车在撞车时司机受到的转向盘的伤害，除了在转向盘中间可安装安全气囊外，还可在转向系中设置防伤装置。
为了缓和来自路面的冲击、衰减转向轮的摆振和转向机构的震动，有的还装有转向减振器。
多数两轴及三轴汽车仅用前轮转向；为了提高操纵稳定性和机动性，某些现代轿车采用全四轮转向；多轴汽车根据对机动性的要求，有时要增加转向轮的数目，本设计按设计要求采用单轴前轴转向 。
2.5转角及最小转弯半径汽车的机动性，常用最小转弯半径来衡量，但汽车的高机动性则应由两个条件保证。
即首先应使左、右转向轮处于最大转角时前外轮的转弯值在汽车轴距的2~2.5倍范围内；其次，应这样选择转向系的角传动比，即由转向盘处于中间的位置向左或右旋转至极限位置的总旋转全书，对轿车应不超过1.8圈，对货车不应超过3.0圈。
两轴汽车在转向时，若不考虑轮胎的侧向偏离，则为了满足上述对转向系的第(2)条要求，其内、外转向轮理想的转角关系如图2-3所示，由下式决定：LKBD CO DO i o =-=-θθcot cot (2-1) 式中：θo —外转向轮转角； θi —内转向轮转角；K —两转向主销中心线与地面交点间的距离； L —轴距内、外转向轮转角的合理匹配是由转向梯形来保证。
图2-3 理想的内、外转向轮转角间的关系Fig 2-3 Relations between ideal inside and outside steering wheel corner汽车的最小转弯半径R min与其内、外转向轮在最大转角θmax i与θmax o、轴距L、主销距K 及转向轮的转臂a等尺寸有关。
在转向过程中除内、外转向轮的转角外，其他参数是不变的。
最小转弯半径是指汽车在转向轮处于最大转角的条件下以低速转弯时前外轮与地面接触点的轨迹构成圆周的半径。
最小转弯半径能达到汽车轴距的2~2.5倍，取R min=2L；操纵轻便型的要求是通过合理地选择转向系的角传动比、力传动比和传动效率来达到。
对转向后转向盘或转向轮能自动回正的要求和对汽车直线行驶稳动性的要求则主要是通过合理的选择主销后倾角和内倾角，消除转向器传动间隙以及选用可逆式转向器来达到。
但要使传递到转向盘上的反向冲击小，则转向器的逆效率有不宜太高。
至于对转向系的最后两条要求则主要是通过合理地选择结构以及结构布置来解决。
转向器及其纵拉杆与紧固件的称重，约为中级以及上轿车、载货汽车底盘干重的1.0%～1.4%；小排量以及下轿车干重的1.5%～2.0%。
转向器的结构型式队汽车的自身质量影响较小。
3. 机械式转向器方案分析3.1循环球式转向器循环球式转向器有螺杆和螺母共同形成的落选槽内装钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成，如图3-1所示。
图3-1 循环球式转向器示意图Fig 3-1Circulation-ball steering循环球式转向器的优点是：在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，因而传动效率可以达到75%～85%；在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的使用寿命；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工作容易进行，（图3-2）；适合用来做整体式动力转向器。
图3-2 循环球式转向器的间隙调整机构Fig 3-2 The gap adjusts the organizational structure of Recirculation-ball gears循环球式转向器的主要缺点是：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。
循环球式转向器主要用于商用车上。
4.转向系的主要性能参数4.1转向系的效率功率p1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η+表示，反之称为逆效率，用符号η-表示。
正效率η+计算公式：p pp121-=+η（4-1）逆效率η-计算公式：p pp323-=-η（4-2）式中， p 1为作用在转向轴上的功率；p 2为转向器中的磨擦功率；p 3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。
4.1.1转向器的正效率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。
（1）转向器类型、结构特点与效率在四种转向器中，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%。
（2）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)tan(tan 00ρη+=+a a =75% （4-3）式中，a 0为蜗杆（或螺杆）的螺线导程角,a 0取8°，ρ为摩擦角，ρ=arctanf ；f 为磨擦因数。
取f=0.05. 4.1.2转向器的逆效率η-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。
如果忽略轴承和其它地方的磨擦损失，只考虑啮合副的磨擦损失，则逆效率可用下式计算0tan )tan(a a ρη-=-=64% （4-4）式（4-3）和式（4-4）表明：增加导程角a 0，正、逆效率均增大。
受η-增大的影响，a不宜取得过大。
当导程角小于或等于磨擦角时，逆效率为负值或者为零，此时表明该转向器是不可逆式转向器。
为此，导程角必须大于磨擦角。
4.2传动比变化特性4.2.1转向系传动比转向系的角传动比0ωi 由转向器角传动比ωi 和转向传动机构角传动比ωi '组成，即ωωωi i i '=0 （4-5） 转向器的角传动比: Pri πω2=26≈ （4-6）齿扇啮合半径75.482145.62r =⨯==mzmm 螺距P=11.00mm转向传动机构的角传动比: kpk p k p d d dt d dt d i ββββωωω==='//1≈ （4-7）转向系的传动比包括转向系的角传动比0ωi 和转向系的力传动比p i 。
转向系的力传动比: 11750245026a 2i 0=⨯⨯==SW p D i ω（4-8）4.2.3转向器角传动比的选择转向器角传动比可以设计成减小、增大或保持不变的。