第七章转向系设计

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汽车设计第七章转向系设计

汽车设计第七章转向系设计

齿 条 助 力
主 动 齿 轮 助 力
第七章
转向系设计
第一节 概述
三、分类
2. 转向梯形
断开式 非断开式
第七章
转向系设计
1、齿轮齿条式
第七章
转向系设计
2、循环球式
第七章
转向系设计
蜗杆滚轮
第七章
转向系设计
蜗杆指销式
第七章
转向系设计
第二节 机械式转向器方案分析
一、机械式转向器方案分析
形式 特点
一、机械式转向器方案 分析
1. 齿轮齿条式转向器
3) 齿轮齿条式转向器 的布臵形式
(1) 转向器在前轴后方, 后臵梯形 (2) 转向器在前轴后方, 前臵梯形 (3) 转向器在前轴前方, 前臵梯形 (4) 转向器在前轴前方, 后臵梯形
第七章
转向系设计
第二节 机械式转向器方案分析
二、防伤安全机构方案分析
+
齿轮齿条式 循环球式 蜗杆指销式 蜗杆滚轮式 固定销 55% 针 55% 螺杆螺母 指销式 旋转销 75% 珠 75% 齿条齿扇式 75—85%
斜齿齿条 90%
锥 70%
η
+
第七章
转向系设计
第三节 转向系主要性能参数
一、转向器的效率
2.正效率η+
转向器结构参数与η+

tg 0 tg ( 0 )
齿 轮 齿 循环球式 蜗杆滚轮 蜗杆指销式 条式 式 死销 旋转销
高(90%) 高(60%~ 70%) 可变 高(75%~ 85%) 高 低 低 较高
正效率 η η
+
逆效率
-

较高
较高

王望予《汽车设计》课后题答案

王望予《汽车设计》课后题答案

王望予《汽车设计》课后题答案第一章汽车总体设计而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用,其原因又是什么?答:前置前驱优点:前桥轴荷大,有明显不足转向性能,越过障碍能力高,乘坐舒适性高,提高机动性,散热好,足够大行李箱空间,供暖效率高,操纵机构简单,整车m小,低制造难度后置后驱优点:隔离发动机气味热量,前部不受发动机噪声震动影响,检修发动机方便,轴荷分配合理,改善后部乘坐舒适性,大行李箱或低地板高度,传动轴长度短。

答:汽车的主要参数分三类:尺寸参数,质量参数和汽车性能参数1)尺寸参数:外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。

2)质量参数:整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。

3)性能参数:①动力性参数:最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距;②燃油经济性参数;③汽车最小转弯直径;④通过性几何参数;⑤操纵稳定性参数;⑥制动性参数;⑦舒适性才是合理的?答:在绘总布置图时,按如下顺序:①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中心(前、后)至车架上表面——零线的最小布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩进、排气系统的布置?操纵系统的布置?车箱的布置答:内容:从整车角度出发进行运动学正确性的检查;对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查意义:由于汽车是由许多总成组装在一起,所以总体设计师应从整车角度出发考虑,根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查;由于汽车是运动着的,这将造成零、部件之间有相对运动,并可能产生运动干涉而造成设计失误,所以,在原则上,有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。

1这种车有的将发动机布置在前轴和后桥之间。

试分析这种发动机中置的布置方案有哪些优点和缺点?优点:1将发动机布置在前后轴之间,使整车轴荷分配合理;2这种布置方式,一般是后轮驱动,附着利用率高;3可使得汽车前部较低,迎风面积和风阻系数都较低;4汽车前部较低,驾驶员视野好。

第七章 汽车转向系统设计

第七章   汽车转向系统设计

马 天
力矩反算载荷,动力缸以前零件的计算载荷应取驾驶员作用在转向

盘轮缘上的最大瞬时力(700N)。
29
二、齿轮齿条转向器的设计


模数 压力角 齿数 螺旋角 材料

齿轮 2~3mm 20º
5~7
9º~15º 16MnCr5

15CrNi6

齿条 保证啮 12º~35º 保证齿 保证布 45,淬火
逆效率为

tg(0 ) tg 0


➢导程角必须大于摩擦角,通常0 5°~10°。
18
二、传动比的变化特性

车 转向系统的传动比

➢力传动比ip

•从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在

转向盘上的手力Fh之比

➢转向系角传动比 iω0
•转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比
21
二、传动比的变化特性
汽 转向器角传动比的变化规律

➢由于转向传动机构角传动比近似为1,因此转向器的角传动比变化

规律就代表了转向系统传动比特性。

➢由于转向阻力矩与车轮偏转角度大致成正比变化,则

➢汽车低速急转弯行驶时,转向阻力矩大,应选用大些的转向器

角传动比;
➢汽车以较高车速转向行驶时,转向轮转角较小,转向阻力矩也

2.分类
➢机械转向系统
➢依靠驾驶员的手力转动转向盘
➢包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构

天 ➢动力转向系统

➢利用动力系统减轻驾驶员的手力
2
第一节 概述

转向系设计

转向系设计

6.电动助力转向
结构组成和工作原理
电动助力转向系统(EPS)是在 机械转向系统基础上增加一套电机 减速器总成、转向盘转矩传感器及 电控单元而构成的。 转向轴2上装 有转矩传感器3和减速器5,电动 机4通过花键驱动减速器。电控单 元1根据来自电子车速表的车速信 号及转矩传感器的输出信号,判 断驾驶员的操纵意图,从而控制 电机电流的大小和方向,使其输 出适当的转矩。电机产生的转矩 通过减速器直接施加在转向轴 (或转向齿轮、齿条轴)上。驾 驶员的转向操纵力矩和电机的助 力矩共同克服转向阻力矩,使车 轮偏转。
3.3 齿条齿扇设计 (1)齿扇
外形呈锥形,因 齿厚沿轴向线形逐渐 所至。 目的,为了调整间隙 基本上沿用圆柱齿轮设计 关键是变位系数 这可由选定的切削角γ来 找出
3.3 齿条齿扇设计
(2) 齿条设计
从图中可看到齿条已歪了一角
度。为什么? 两者能否正确啮合 条件:齿形、模数、压力角
3. 循环球转向器设计
5.3 液压动力转向组成、结构原理
(1) 分配阀结构—滑阀式
和转阀式 回油 供油
零开口 负开口 正开口
结构工作原理
轴向移动
至负载 转阀式结构 滑阀式结构
5.3 液压动力转向组成、结构原理
(2) 反馈
(3) 其它辅助 措施
①路感 ②油路失灵补救 ③转向限位卸压
5.3 液压动力转向组成、结构原理
(4) 工作油路
β α
4.2 转向梯形设计
(2) 梯形参数 梯形臂长m 梯形角γ
4.2 转向梯形设计
(3)作图法---理论直线和误差曲线
α β
β
α
Ctgβ=AG/FG=(AE-EG)/FG Ctgα=BG/FG=(BE+EG)/FG Ctgα-ctgβ=2EG/FG=2AE/AC=K/L

【汽车设计-过学迅】第7章 转向系统设计

【汽车设计-过学迅】第7章 转向系统设计
第7章 转向系统设计
7.1 概述 7.2 转向系统主要性能参数 7.3 机械式转向器方案设计 7.4 机械式转向器设计 7.5 动力转向系统设计 7.6 转向传动机构设计 7.7 转向操纵机构设计 7.8 转向减振器与转向系统结构元件设计 7.9 四轮转向与线控转向 习题
第7章 转向系统设计
[主要内容]本章介绍汽车转向系统的类型及设计要求,重点 介绍机械式转向器设计和动力转向系统设计,包括齿轮齿 条式转向器、循环球式转向器的设计,液压式动力转向机 构布置方案分析,液压式动力转向机构的计算和电动助力 转向系统的设计,最后介绍转向传动机构、转向操纵机构 设计、转向减振器设计以及四轮转向与线控转向。 本章要求:
考虑转向系统刚度时的轮胎的侧偏刚度
7.3 机械式转向器方案设计
7.3.1 齿轮齿条式转向器
V形断面齿条
Y形断面齿条
四种形式的齿轮齿条式转向器
横拉杆与齿条的连接
齿轮齿条式转向器的四种布置形式
7.3.2 循环球式转向器
循环球式转向器(循环球—齿条齿扇式)
循环球式转向器的几种间隙调整机构
7.3.3 蜗杆滚轮式转向器
(7-33) 2)中间位置的液流流速 (7-34) 3)滑阀进、出口油压差 (7-35)
3.分配阀的复位弹簧
预开隙
复位弹簧预压缩力的最小值,应大于转向器逆传动时的摩擦力。
4.动力转向器的评价指标
1)动力转向器的作用效能 2)液压式动力转向的路感 3)转向灵敏度 4)动力转向器的静特性 转向灵敏度可以用转向盘行程 与滑阀行程的比值i来评价,即: (7-36)
(7-9)
(7-10) 忽略摩擦损失,根据能量守恒原理,转向系统的角传动比iω0表示为: (7-11)

机械设计课程设计--转向系

机械设计课程设计--转向系

1.总体设计已知设计参数如下:装载质量(kg)汽车型号最大总质量(kg)最大车速(Km/h)1500 ———3000 125根据已知数据,查有关书籍得以下初步总体设计方案:1.1轴数、驱动形式、布置形式1.1.1轴数:两轴汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。

影响选轴的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。

根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途可知,包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆,均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。

由于给定的货车总质量为3000kg,则设计采用两轴方案。

1.1.2 驱动形式:4*2后轮双胎汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等,是影响选取驱动形式的主要因素。

增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力,驱动轮数越多,汽车的结构越复杂,整备质量和制造成本也随之提高,同时也使汽车的总体布置工作变得困难。

因是货车,故采用4*2后轮双胎驱动方式。

1.1.3 布置形式:平头式发动机前置后驱动,发动机置于前轴之上,驾驶室之正下方发动机前置后桥驱动的货车的主要优点是:可以采用直列、V型或卧式发动机;发现发动机故障容易;发动机的接近性良好,维修方便;离合器、变速器等操纵机构的结构简单,容易布置;货箱地板高度低。

主要缺点是:如果采用平头式驾驶室,而且将发动机布置在前轴之上,处于驾驶员、副驾驶员座位之间时,驾驶室内部拥挤,隔绝发动机工作噪声、气味、热量和振动的工作困难,离合器、变速器等操纵机构复杂。

发动机中置后桥驱动的货车,可以采用水平对置式发动机布置在货箱下方,因发动机通过性不,需特殊设计,故维修不便;离合器、变速器等操纵机构结构复杂;因发动机距地面好近,容易被车轮带起的泥土弄脏;受发动机位置影响,货箱地板高度高。

因为这种布置形式的缺点多,并且难以克服,故已不再采用。

发动机后置后桥驱动的货车是在发动机后置后桥驱动的乘用车的底盘基础上变型而来的,所以采用已经极少了。

第七章-转向

第七章-转向
轮轴 12.向心球轴承 13.滚针轴承
1.万向节叉 2.转向齿轮轴 3.调整螺母 4.向心球轴 承 5.滚针轴承 6.固定螺栓 7.转向横拉杆 8.转向 器壳体 9.防尘套 10.转向齿条 11.调整螺塞 12.
锁紧螺母 13.压紧弹簧 14.压块
循环球式转向器
第一级螺杆螺 母传动副
ctgctgB
蜗杆曲柄指销式转向器
蜗杆曲柄指销式转向器的传动副(以转向蜗 杆为主动件,其从动件是装在摇臂轴曲柄端部 的指销。
转向蜗杆转动时,与之啮合的指销即绕摇臂 轴轴线沿圆弧运动,并带动摇臂轴转动。
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。 2)转向轮具有自动回正能力。 3)在行驶状态下,转向轮不得产生自振,转向盘没有摆动。 4)转向传动机构和悬架导向装置产生的运动不协调,应使车
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。
一、转向器的效率
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: η+=(P1-P2)/P1
逆效率η- 计算公式: η-=(P3-P2)/P3
式中, P1为作用在转向轴上的功率;P2为转向器中的摩擦功率;P3为作 用在转向摇臂轴上的功率。
齿轮齿条式转向器广泛应用于微型、普通级、中级和中高级乘用车上。 装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车也用齿轮齿条式转向器。

汽车转向系设计

汽车转向系设计

轿车转向系设计此次设计的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。

利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识,首先对给定的汽车总体参数进展分析,在此根底上,对转向器、转向系统进展选择,接着对转向器和转向传动机构〔主要是转向梯形〕进展设计,再对动力转向机构进展设计。

转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器,转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形,通过对转向轮实际到达的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验和对其最小传动角的检验,来判定转向梯形的设计是否符合根本要求。

一、整车参数1、汽车总体参数确实定汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专设机构的总称。

汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进展直线或转向行驶。

对转向系提出的要求有:1) 汽车转向行驶时,全部车轮绕瞬时转向中心转动;2) 操纵轻便,方向盘手作用力小于200N;3) 转向系角传动比15~20;正效率高于60%,逆效率高于50%;4) 转向灵敏;5) 转向器与转向传动装置有间隙调整机构;6) 配备驾驶员防伤害装置;三、机械式转向器方案分析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展传递的机构。

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构造。

1、机械式转向器方案选取选取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,如以下图。

循环球式转向器示意图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,因而传动效率可以到达75%~85%;在构造和工艺上采取措施后,包括提高制造精度,改善工作外表的外表粗糙度和螺杆、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展,适合用来做整体式动力转向器。

第七章 转向系设计

第七章 转向系设计

9 正效率高可以保证转向时,驾驶员转动转向盘轻便 9 一定的逆效率可以使转向轮和转向盘具有自动回正的能力 9 逆效率尽可能低,以防止打手和减轻驾驶员的疲劳
13
转向器的正效率
影响转向器正效率的因素:
¾ 类型
齿轮齿条式、循环球式效率高
¾ 结构特点 ¾ 结构参数
轴承的形式 (球轴承、滚针轴承、滑动轴承)
¾ 制造质量等
tan(α 0 − tanα 0
ρ)
ρ = arctan f
¾ 增加导程角 ¾ 导程角不宜过大 ¾ 导程角必须大于摩擦角
16
7.3.2 传动比变化特性 Ö 转向系传动比 Ö 力传动比与转向系角传动比的关系 Ö 转向系的角传动比 Ö 转向器角传动比及其变化规律
17
转向系传动比
转向系力传动比 i p = 2Fw / Fh
)
⎤ ⎥ ⎦
×100%
约束条件
39
7.6.2 断开式转向梯形
• 优点:能够保证两侧车轮的上下跳动互不影响 • 缺点:结构复杂、制造成本高、调整前束较困难 • 应用:前轮采用独立悬架的车型
40
图解法确定横拉杆上断开点的位置
41
7.6.3 转向传动机构的强度计算
球头销:验算接触应力
σ
j
=
F A
转向拉杆:验算压杆稳定性
22
变速比的实现
齿轮齿条式转向器
πm1 cosα1 = πm2 cosα2
• 采用具有变模数、变压力角的齿条,实现可变化的传动比 • 齿条中部具有较大的压力角,转向器角传动比较小
循环球齿条齿扇式转向器
iω = 2πr / P
• 通过改变齿扇啮合半径,达到使转向器实现变速比的目的

转向系设计课程设计

转向系设计课程设计

转向系设计课程设计一、前言转向系设计是汽车工程中非常重要的一个部分,它对于汽车的操控性和安全性有着至关重要的影响。

因此,在汽车工程专业中,转向系设计课程是必修课程之一。

本文将从以下几个方面来介绍转向系设计课程的设计。

二、课程目标1.了解转向系统的基本原理和结构;2.掌握转向系统的设计方法和步骤;3.能够使用相关软件进行转向系统的仿真分析;4.具备独立完成小型转向系统设计任务的能力。

三、课程大纲1. 转向系统概述1.1 转向系统定义1.2 转向系统分类1.3 转向系统发展历史2. 转向系统基础知识2.1 前轮悬挂形式及其特点2.2 前轮定位角及其调整方法2.3 前轮自动回正机构原理和作用3. 转向器件设计与计算3.1 齿轮齿条传动机构设计与计算3.2 摆臂式转向机构设计与计算4. 车辆稳定性分析4.1 车辆稳定性概述4.2 转向系统对车辆稳定性的影响4.3 转向系统仿真分析软件使用方法四、教学方法1. 理论课程1.1 讲授转向系统的基本原理和结构;1.2 分析转向系统设计的方法和步骤;1.3 演示转向系统仿真分析软件的使用方法。

2. 实践课程2.1 学生独立完成小型转向系统设计任务;2.2 学生进行转向系统仿真分析实验。

五、教学手段1. 讲授课件:使用PPT讲解理论知识;2. 实验平台:使用汽车仿真软件进行实践操作;3. 设计软件:使用CAD等相关软件进行设计。

六、考核方式1. 平时成绩:包括出勤率、作业完成情况等;2. 实践成绩:包括小型转向系统设计任务及其报告、仿真分析实验报告等;3. 考试成绩:期末考试,主要考察学生对于转向系统设计的理解和应用能力。

七、总结通过本文对于转向系设计课程的介绍,我们可以了解到该课程的目标、大纲、教学方法、教学手段以及考核方式等方面的内容。

在学习该课程时,需要注重理论与实践相结合,同时也需要注重软件的应用能力。

通过该课程的学习,可以使学生掌握转向系统设计的基本原理和方法,并具备独立完成小型转向系统设计任务的能力。

第七章 转向系设计

第七章 转向系设计

7.2 机械式转向器方案分析
7.2.1 机械式转向器方案分析 7.2.2 防伤安全机构方案分析与计算
7.2 机械式转向器方案分析
7.2.1 机械式转向器方案分析 7.2.2 防伤安全机构方案分析与计算
7.2.1 机械式转向器方案分析
齿轮齿条式 循环球 机械式转向器 蜗杆滚轮式 蜗杆指销式
齿轮齿条转向器
功率从转向摇臂轴输 入,经转向轴输出。
- =(P3 -P)/P 2 3
P3为作用于转向摇臂 的功率; P2为转向器 的摩擦功率
介于上述二者之间,车轮冲击只有较小部分传给方向 可逆式 盘,逆效率低,在坏路上行驶时,驾驶员并不紧张。 多用于工作环境恶劣的中型以上越野汽车和工矿用自 按逆效率不等 不可逆式 卸车。蜗杆滚轮式转向器属于这一类。
i p 2 Fw / Fh
车轮与地面之间的转向阻力Fw:
Mr Fw a
式中a为主销偏移距
a
(3) 转向系力传动比
转向系力传动比是从轮胎接地面中心作用在两个转向 轮上的合力2Fw 与作用在转向盘上的手力 Fh之比:
i p 2 Fw / Fh
车轮与地面之间的转向阻力Fw: Fw 式中a为主销偏移距 作用于转向盘上的手力Fh:
齿扇 转向螺母
转向螺杆
蜗杆指销式
螺杆螺母传动副(第一级传动) 齿条齿扇传动 齿条 齿扇传动副(第二级传动) 副(第二级传动) 螺杆与螺母以钢球传动
循环球式转向器
优点 传动效率高,可达75% -85%;使用寿命足够; 转向器传动比可变;工作平稳可靠;齿条和齿 扇间间隙易调整;可作整体式动力转向器。 缺点 逆效率高,结构复杂,制造困难,制造精度高。
式中 p 为转向摇臂角速度
(2) 转向系角传动比
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式中:
—转向盘转角的增量
p—摆臂轴转角的增量
2Fw—轮胎接地中心作用在 两个转向轮上的合力 Fh—作用在方向盘上 的手力
k—(同侧)转向节转角的增量
返 回
2. ip 与 iw 的关系
主销
设:
Mr为作用在转向节上的转向力矩
Mh为作用在转向盘上的力矩 Mr a F 则: 主销偏移距 W a 由 (9 1) 2 Fw 2M r RSW M h Fh ip (9 2) RSW Fh Mh a 若忽略摩擦损失,由 M h 2M r k 得: 2M r i w0 M h k RSW i p iw0 (9 3) a
Y
圆形
工艺简单 耗材少,质量 小,齿条无轴 线转动 齿面宽, 强度好
V形
Y形
4.
布置形式分析
(a)转向器位于前轴后方,后置梯形 (c)转向器位于前轴前方,后置梯形
(b)转向器位于前轴后方,前置梯形 (d)转向器位于前轴前方,前置梯形
三、防伤安全机构方案分析 要求: V=48km/h,正面碰撞中,管柱后移量≯127mm
宽度相同,而齿扇的齿具有相同的厚度
方法1: 把齿条的两侧齿槽设计成中间齿槽稍宽,两侧齿槽的
方法2: 把齿条齿槽设计成一 样宽,而齿扇的齿具 有不同的厚度,并把 中间齿设计成正常齿, 从靠近中间齿的两侧 到离开中间齿最远的 齿其厚依次递减 (如图为确定齿扇切 齿轴线偏移的传动副
返 回
径向间隙△R 及传动 间隙△t 的示意图),
1)Cs 很高,则Ca’ ≈Ca 2)Cs 很低,则Ca’ < Ca,→即转向系刚度↓,前 轮的侧偏刚度↓,→不足转向加剧,若Cs过低, 转向时运动变得迟钝,使操纵性能恶化
返 回
§9-4 机械式转向器的设计与计算 一、转向系计算载荷的确定
影响因素: 1)转向轴的负荷 2)路面阻力 3)轮胎气压
(1)采用动力转向器 (2)采用变速比转向器,且iw0(直行)≮(15~16)
转向系传动比:
力 传 动 比 ip
i =
2 Fw 2MrRsw iw0 Rsw ip Fh Mha a
角 传 动 比iw0
p L2 iw 0.85 ~ 1.1 k L1
iw p
定义式
P3 P 2 h P3
其中: ①P1——作用在转向盘上的功率; ②P2——转向器中的摩擦功率; ③P3——作用在转向摇臂轴上的功率。 ①转向器类型, ③结构参数, 0.67~0.82 ②结构特点, ④制造质量 0.58~0.63
影响因素 推荐值
返 回
2. 转向器按逆效率值分类
h -值
1)前轴负荷大(20 ~ 40KN), 未装动力转向者,应以轻便为主
iwmin=15~16 角传动比曲线(无助力) iw

返 回
2)前轴负荷小,装动力转向的汽 车应以提高机动性为主
角传动比曲线(有助力)

转向器角传动比 iw的变化特性
曲线1、2
应用于无动力转向的大客车和中型以上的货车 应用于轿车、轻型以下货车及装动力转向器车辆
四、转向系的刚度

' 当量刚度: Ca
as Va u
式中:
Ca Ca 1 b Cs

1
a0
Cs as
Cs—整个转向系刚度 Ca—不考虑转向系刚度时轮胎的侧偏刚度 Ca’—计及转向系刚度时轮胎的侧偏刚度 b—拖后距(后倾拖距+轮胎拖距)
b
Fy 1
as—转向轮实际转角 a0—理论换算转角
讨论:
4.转向轮碰撞到障碍物后,传给转向盘的反
§9-1 概述
冲力要尽可能小
返 回
5. 6.
汽车在任何行驶状态下,转向轮不得产生自 振,转向盘没有摆动 转向机构和悬架导向装置共同工作时,车轮产 生的摆动应最小
7.
8. 9.
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
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 进行运动校核,保证转向盘与转向轮运动方向一致 10. 操纵轻便 手力(N) 轿车 原地转向 ≯150~200 ≯500 原地转向 走8字 转角 3~4圈 3~4圈(轻货)
返回
3.蜗杆和螺杆类转向器的效率
h+
h
t ana 0 t ana 0
h-
h
t ana 0 t ana 0
计算式 其中: ①a 0 ——蜗杆或螺杆的螺线导程角; ② ——当量摩擦角, arctan fs ③f s——摩擦系数 ① ↑a 0 ↑h+ ↑h- (h- ↓≤0) 可逆式 不可 逆式
蜗杆滚轮式
按销 子能 否自 转分
固定销式
旋转销式 效率高,磨损高 单销式
蜗 杆 指 按销 销 子数 式 量分
结构简单,尺寸和 磨损快,摇臂轴转角小 质量较小 结构复杂,尺寸和质量 磨损较慢,摇臂轴 大,精度要求高,传动 比变化特性和传动间隙 转角较大 特性的变化受到限制
双销式
传动比可不变或变化,易实现蜗杆指销的间隙调整
逆效率高, 货车和客车 机构复杂, 制造困难, 制造精度 要求高
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结构特点分析
优 点 缺 点 应 用 结构简单,制造容 正效率低,啮合间隙调 曾广 易,强度高,工作 整困难,传动比不能变 泛应 用 可靠,磨损小,寿 化 命长,逆效率低 结构简单,制造容 磨损快,效率低 易 结构复杂 较少
类 型

二、齿轮齿条式转向器分析
1. 动力输入输出形式:
(a)中间输入,两端输出 (b)侧面输入,两端输出
因转向拉杆长度受到限制,易与悬架系统导向机 构产生运动干涉;
因转向拉杆长度增加,车轮上、下跳动时拉杆摆动减 小,利用减小转向系与悬架系的运动干涉;但转向器 壳体上开有让拉杆移动的轴向长槽,故强度较低

原地转向阻力矩
式中:
f G13 MR (N - mm) 3 p
(9 5)
f—轮胎和路面间的滑动摩擦因素,f=0.7 G1—转向轴负荷(N) p—轮胎气压(Mpa)
作用在转向盘上的力 Fh
式中:
2 L1M R L2 RSW iWhCh
(9 6)
L1—转向摇臂长
L2—转向节臂长
iw—转向系角传动比
返 回
货车
≯60(va=20km/h) 4~6圈(货车)
§9-2 机械式转向器方案分析

机械转向器型式
齿 轮 齿 条 式 转 向 器
循 环 球 式 转 向 器
返 回
一、机械转向器方案确定

结构特点分析
优 点 缺 点 应 用 微型、普通级 中级和中高级 轿车;部分装 载质量不大, 前轮采用独立 悬架的货车和 客车
( 参见GB11557-1998)
台架实验中,模型躯干以6.70m/s 撞方向盘,作用力≯11123N


转向系防伤机构形式
塑性变形 吸收能量方式 弹性变形 摩擦 方向盘 吸能元件 转向轴 管柱
§9-3 转向系主要性能参数
一、转向系的效率
1.
转向器的正效率h+与逆效率h-
h+ h-
P1 P 2 h P1
讨论
② 若 (a 0 ≤ )
返 回
要求
①a 0min≥ ② a 0可适当取大些: a 0=(8 °~9 ° )
二、转向系的传动比及其变化特性

1. 转向系传动比 i 的组成
iw 转向器角传动比 p iw0 转向系角传动比 p k ' 转向传动机构角传动比 iw 传动比 k 2 F w 转向系力传动比 ip Fh
返 回
曲线3、4
三、转向器传动副的传动间向器中传动副的间隙△t 随转向盘转角 而改变的关系。
2) 意义: △t 影响直线行驶稳定性和转向器寿命。
3) 要求: 如图,当转向盘转于中间及附近位置10O~15O时,△t =0
返 回

2. 获取传动间隙特性的方法(循环球齿条齿扇)
第七章 转向系设计
转向系组成 转向器、转向传动机构 动力转向、防伤装置、转向系减振器 一、转向系设计要求 1.保证汽车有较高的机动性 ( 具有迅速和小转弯行驶能力,Rmin=(2~2.5)L) 2.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 3.汽车转向行驶后,驾驶员松开转向盘,转 向轮能自动返回到直线行驶位置并稳定行驶
且at (12 ~ 35 )
齿条压力角变化简图
2) 循环球齿条齿扇式变速比转向器设计原理
原理: 根据 iw =2πr/p ( r为齿扇的啮合半径, P为螺杆螺距),用改变 r 的方法来实现 变速比;即转向摇臂轴离开中间位置后, 随转角变化使 r 变化。 措施:采用偏心齿轮——变速齿轮
iw
6. iw 变化规律的选择
讨论:
1)a 愈小,则i p愈大,转向愈轻便
a值 货: 40~60mm
2)a过小,车轮与路面摩擦力↑,→转向阻力↑ 3) RSW180 ~275mm,按国标系列选取
轿: (0.4~0.6)B
3. iw0
由定义:
iw0 iw iw
L1—摇臂臂长
p L2 而 iw 0.85 ~ 1.1 1 k L1
L2—转向节臂臂长
iW 0 iW
4. iw
k
(9 4)
讨论:
1)↑iw (iw0), ↑ i p,转向愈轻便 由ip=2Fw/Fh知: Fh↓,→ “轻” 2)∵iw0=/ k,可见 k 与iw0成反比 iw0↑, k ↓,→ “迟钝”(灵敏度↓ )
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