汽车设计转向系设计说明书

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课程设计—汽车循环球式转向器设计

课程设计—汽车循环球式转向器设计

汽车设计课程设计说明书题目:汽车循环球式转向器设计(1)系别:机电工程系专业:车辆工程班级:本汽设091姓名:郑振奋学号:2020030643148指导教师:胡春平、谭滔日期:2021年7月汽车循环球式转向器设计摘要汽车是一种性能要求高,负荷转变大的运输工具。

转向系统作为汽车的关键部件之一,更需要了解和把握。

转向器作为转向系统的重要组成部件,对它的深切的研究显得意义重大。

循环球式转向器要紧由螺杆、钢球、螺母和转向器壳体等组成,具有较高的传动效率,操纵轻便,磨损较小,利用寿命长,今年来取得普遍的应用。

依照现有的国家标准并依照汽车设计的原那么设计一款循环球转向器,完成装配图和零件图的平面绘制,使其能够知足现代商用车的国家标准要求。

随着汽车工业的进展,汽车转向器也在不断的取得改良,尽管电子转向器已开始应用,但机械式转向器仍然普遍地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采纳。

而在机械式转向器中,循环球齿条-齿扇式转向器由于其自身的特点被普遍应用于各级各类汽车上。

关键词:循环球;转向器;设计;分析;商用车目录第一章转向器整体概述 (1)1.1 转向器的功用 (1)1.2 转向器的分类 (1)1.3 转向器的概念 (1)1.4 循环球式转向器 (1)1.4.1 循环球式转向器的结构及特点 (1)1.4.2 循环球式转向器的工作原理 (1)1.4.3 循环球式转向器的组成 (2)第二章转向器总成方案分析 (3)2.1 转向器的设计要求 (3)2.2 转向器的总成方案设计 (3)第三章循环球式转向器要紧参数的选择 (6)3.1 钢球中心距D、螺杆外径D1、螺母内径D2 (6)3.2 钢球直径d及数量n (6)3.3 滚道截面 (8)3.4 接触角θ (8)3.5 螺距P和螺线导程角α0 (8)3.6 工作钢球圈数W (9)3.7 导管内径d1 (9)3.8 转向器的效率 (9)转向器的正效率η+ (9)3.8.2 转向器的逆效率η- (10)3.9 转向器各参数的计算 (11)3.10 轴的计算 (12)第四章齿条、齿扇传动副的设计 (13)4.1 齿条、齿扇传动副的原理 (13)4.2 变厚齿扇 (14)4.2.1 变厚齿扇的分析 (14)4.2.2 变厚齿扇齿形的计算 (14)第五章转向器载荷的计算 (17)5.1 转向器计算载荷的确信 (17)5.2 循环球式转向器零件强度计算 (18)5.2.1 钢球与滚道之间的接触应力 (18)5.2.2 齿扇齿的弯曲应力σ (19)w5.2.3 转向摇臂轴直径的确信 (19)第六章总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)汽车循环球式转向器设计第一章转向器整体概述转向器的功用转向器的作用将驾驶员加在转向盘上的力矩放大,并降低速度,然后传给转向传动机构。

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

转向系统设计计算书

转向系统设计计算书
3.5.2转向油泵压力的变化∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6
4结论说明∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7
3.4转向器的内外轮转角:
根据整车设计要求和阿克曼几何原理,可得出理想的阿克曼转角曲线,具体计算如下:
ctg -ctg = 其中K——主销距L——轴距
ctg -ctg =0.55
根据我们设计的转向系统从整车装配数模中可取转向系统需要的设计硬点并建立Adams仿真计算模型,在不考虑轮胎侧偏和所有组件都为刚性的情况下可仿真出实际的内外轮转角曲线。
代入公式Rmin=6549mm即最小转弯半径的理论为6.5m。
3.2转向系的角传动比计算
齿轮齿条式转向系的角传动比i0ω=L/rcosθ
其中L——梯形臂长度;
r——主动小齿轮的节圆半径;
θ——齿轮与齿条的轴交角;
其中L=146.8光洋:r =6.351恒隆:r =6.75θ=20°,θ=25°(优化后)
静态原地转向阻力矩是汽车使用中最大极限转向所需力矩,汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩采用下面的经验公式计算:
=
式中 ——轮胎与地面间的滑动摩擦系数,一般取0.8左右。
——转向阻力矩,单位N·mm;
——前轴负荷,单位N;
——轮胎气压,单位MPa。
根据整车参数,CC6460K/KY车满载前轴荷为1070㎏,约为10486N,轮胎气压为230KPa,梯形臂L1=147㎜,转向器梯形底角α=76°,动力受压面积S=9.18㎝2。

汽车设计 第九章 转向系设计

汽车设计 第九章 转向系设计
➢转向系的主要设计要求
(1) 汽车转弯行驶时,全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转,任何车轮不应有侧滑。 (2) 保证汽车有较高的机动性(转弯半径小)。 (3) 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。 (4) 汽车在任何行驶状态下,转向轮都不得产生自激振动,转向盘没有摆动。 (5) 悬架导向机构和转向传动机构共同工作时,由于运动不协调使车轮产生的摆动应尽 可能小。 (6) 操纵轻便,转向时,施加在转向盘上的切向力,对乘用车不应超过150~200N,对商 用车不应超过500N。 (7) 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。 (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,当转向盘和转向轴由于车架或车身变形而后移时,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。
cot 3 K 4L
m0.11~0.15K
23
《汽车设计》电子教案
9.6.2 整体式转向梯形机构的设计
初选了 和m以后,还需要校核这个梯形是否能满足 要求,可以应用作图法进行校核。具体的作法如下: (1) 首先按式(9-54)初选转向梯形臂长m;按式(9-53) 初选底角 ,画出中间位置时的转向梯形图,如图 9.26所示; (2) 再给出一系列内轮转角,通过作图求得对应的外轮 转角。 (3) 分别以A和B为原点, i 把 和 o 画在图上,如图 9.26所示。每对射线有一个交点,把这些交点连接起 来,就得到在选定的梯形底角下的实际特性曲线。
24
《汽车设计》电子教案
9.6.3 断开式转向梯形机构的设计
1.双横臂独立悬架横拉杆断开点位置确定
1) 三心定理法

转向系统设计说明书

转向系统设计说明书

转向系统设计说明书转向系统设计说明书一、需求分析1.1系统简介本转向系统设计是为汽车制造企业设计的一款新型转向系统,包括方向盘、转向齿轮、转向杆等组件,用于汽车转向操作。

1.2系统功能本系统主要实现以下功能:(1)实现车辆转向操作;(2)提供灵敏度和舒适性,使驾驶员可以轻松驾驶;(3)确保车辆转向时的安全性。

1.3使用环境本系统主要用于汽车行驶时的转向操作,适用于各类车辆,包括小汽车、大型客车、货车、越野车等。

1.4系统需求(1)具有可靠性和耐用性;(2)转向灵敏度高,操控舒适;(3)保证转向操作安全;(4)可适应各种驾驶员的需求。

二、系统设计2.1系统架构本转向系统采用传统的齿轮传动转向系统。

主要包括方向盘、转向齿轮、转向杆等组件,在行驶过程中通过变换转向齿轮的位置,控制车轮的转向。

2.2系统组成本转向系统包括以下组件:(1)方向盘:由驾驶员操控,控制转向的方向。

(2)转向齿轮:连接车轮的转向轴,通过旋转控制车轮角度,实现左右转向操作。

(3)转向杆:将方向盘的旋转运动转换成转向齿轮的轴向运动。

(4)轴承:用于支撑转向齿轮,使其顺畅运转。

2.3系统工作原理当驾驶员通过方向盘控制转向时,方向盘传递力量到转向齿轮上,通过转向齿轮转动和转向杆的传动作用,使车轮转向。

其中,转向齿轮是通过齿轮副传动,将方向盘的旋转运动转换成轴向运动,控制车轮的转向角度。

2.4系统性能(1)灵敏度:驾驶员控制方向盘时,系统应能快速反应,确保车辆转向灵敏。

(2)舒适性:转向时不应有任何异响或抖动感,使驾驶员的操控更加舒适。

(3)可靠性:系统应具有较高的可靠性和耐久性,确保在各种路况下的转向操作安全。

三、结论本转向系统是一种新型的汽车转向系统,采用传统的齿轮传动技术,实现车辆转向操作。

系统整体性能较强,灵敏度高、舒适性好、可靠性强。

同时,本系统还具有可扩展性,在不断的设计应用和技术进步中,可为用户提供更多更好的服务。

吉利微型车转向系设计-任务书

吉利微型车转向系设计-任务书
4.完善图纸设计第9~11周(4月25日-5月15日)
5.撰写设计说明书第12周(5月16日-5月22日)
6.完善设计,提交指导老师审核并修改第13~14周(5月23日-6月5日)
7.提交系里评阅并修改,准备答辩第15~16周(6月6日-6月19日)
(论文)任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程院
专业、班级
指导教师姓名
职称
实验师
从事
专业
车辆工程
是否外聘
□是 否
题目名称
吉利微型车转向系设计
一、设计(论文)目的、意义
汽车行驶中,驾驶员通过操纵转向盘,经过一套传动机构,使转向轮在路面上偏转一定的角度来改变其行驶方向,确保汽车稳定安全的正常行驶。能使转向轮偏转以实现汽车转向的一整套机构称为汽车转向系。转向系的作用就是通过驾驶员转动转向盘,根据需要改变汽车行驶方向。主要形式有:机械式、液压式及电动式动力转向系。
二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法)
设计内容:在查阅大量相关文献后,深入了解国内外微型车转向系的发展现状。设计的主要内容有:确定转向器的结构形式,并进行转向器及转向梯形的结构设计,转向器的结构强度校核。
技术要求:在充分了解并掌握国内外微型车转向系的结构及工作原理的基础上,设计出结构合理、经济实用、安全稳定的微型车转向系。主要技术指标:转向系的效率、转向系的角传动比和力传动比、转向系的刚度、转向盘的总转动圈数。
机械式转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成,汽车转向时,驾驶员作用于转向盘上的力,经过转向轴(转向柱)传到转向器,转向器将转向力放大后,又通过转向传动机构的传递,推动转向轮偏转,致使汽车行驶方向改变。汽车的转向,完全由驾驶员所付的操纵力来实现的,操纵较费力,劳动强度较大,但其具有结构简单、工作可靠、路感性好、维护方便等优点,多应用于中小型货车或轿车上。

汽车设计转向系设计说明书

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)11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 -11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 -31传动系传动比得计算....................................... -6 -3、转向系传动副得啮合间隙 (7)11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)11转向轮侧偏角得计算....................................... -8 -2)_转向器参数得选取 ........................................ -9 -31选择齿轮齿条材料........................................ -10 -41轴承得选择.............................................. -10 -5、转向盘得转动得总圏数 (10)三、电动助力转向系统设计..................................... -10 -勺、转矩传感器................................................ -10 -2、减速机构.................................................... -10 -3、电饌离合器.................................................. -11 -4、电动机...................................................... -11 -iT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)转向系应有能使鸳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。

重型卡车双前桥转向系统开发计算说明书

重型卡车双前桥转向系统开发计算说明书

编号北奔威驰8×4宽体矿用车1950轴距转向系统开发计算说明书编制审查审定标准化审查批准包头北奔重型汽车有限公司研发中心2010年7月22日1 计算目的双前桥四轴车在转向过程中,理论上要求所有车轮都处于纯滚动,或只有极小滑动,为达到这一目的,要求所有车轮绕一瞬时转动中心作圆周运动。

每个转向桥的梯形角匹配设计,是为满足车轮的理论内外转角特性曲线与实际内外转角特性曲线尽可能的接近;第一、二转向前桥转向摇臂机构设计是为了让第一、二转向前桥最大内转角与轴距之间的理论关系与实际关系尽可能的相匹配。

本次计算是为新开发的8×4宽体车XC3700KZ 匹配北奔高位宽体前桥的转向系统中转向传动机构和转向动力机构中各元件的选型及尺寸提供理论依据。

2 采用的计算方法、公式来源和公式符号说明符号定义及赋值如下:1α为第一转向前桥外转角,1β为第一转向前桥内转角 2α为第二转向前桥外转角,2β为第二转向前桥内转角1L 为第一转向前桥主销中心线与地面的交点到第三桥轴线的距离 2L 为第二转向前桥主销中心线与地面的交点到第三桥轴线的距离3 计算过程及结果 3.1 转向动力系统参数计算3.1.1 原地转向阻力矩计算① 状态一:第一、二转向桥载荷按标准载荷13T 计算 已知参数如下:第一转向桥、第二转向桥的轴荷为1G =2G =13000×9.8=127400 N 轮胎气压1P =0.77Mpa滑动摩擦系数μ=0.6(干燥土路)滚动摩擦系数f =0.035(干燥压紧土路推荐0.025-0.035) 轮胎自由半径0r =685mm 轮胎静力半径1r =670mm 侧偏距a =204mm内轮最大转角max α=35.74°[借用现有一桥拉杆及垂臂W3400112AE 极限内转角](新设计垂臂936 463 00 01使转角能达到车轮极限转角38度)轮胎宽度1B =375mm轮胎接地面积8212BK ==175782mm ,K=132.6mm主销内倾角Φ=6°对于单桥的原地转向阻力矩,有如下计算方式: A.按半经验公式计算131P G 3μ=半M =77.012740036.03 =10364271 N.mm =10364 N.mB.按采用雷索夫公式()2s 201r r 0.5a f G -+⋅⨯μ=雷M=127400×(0.035×204+0.5 ×0.6×22670685-)=6358499 N.mm =6358 N.mC.采用经验公式max11sin sin a G a G αφμ=经⋅⋅⋅+⋅⋅M=127400×204×0.6+127400×204×sin6°×sin35.74° =17181 N.mD.算术平均求阻力矩为了使计算更趋合理,避免上述四种公式单独使用时与实际工造成的误差,故用以上三种方式求得的阻力矩的算术平均值作为静态原地转向阻力矩0s M 。

汽车转向器毕业设计说明书

汽车转向器毕业设计说明书

摘要汽车转向器是汽车的重要组成部分,也是决定汽车主动安全性的关键总成,它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。

随着汽车工业的发展,汽车转向器也在不断的得到改进,虽然电子转向器已开始应用,但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。

而在机械式转向器中,循环球齿条-齿扇式转向器由于其自身的特点被广泛应用于各级各类汽车上。

本文选择GX1608A型循环球齿条-齿扇式转向器作为研究课题,其主要内容有:汽车转向器的组成分类;转向器总成方案分析及其数据确定和转向器的设计过程。

这种转向器的优点是,操纵轻便,磨损小,寿命长。

缺点是结构复杂,成本高,转向灵敏度不如齿轮齿条式。

因此逐渐被齿轮齿条式取代。

但随着动力转向的应用,循环球式转向器近年来又得到广泛使用。

关键词;转向器操纵稳定性循环球齿条-齿扇式转向器AbstractGear cars an important component of the initiative is decided automobile safety of the key assembly, It seriously affected the quality of the vehicle handling and stability. Along with the development of the auto industry, automobile steering gear is continuously improved, although the electronic steering gear has begun to use But mechanical steering gear is still widely been world motor vehicles and parts manufacturers adopted. And the mechanical steering gear, Rack cycle ball-type steering gear tooth fans as its own characteristics has been widely used in various types vehicles. The graduation design options GX1608A cycle gear ball-type steering gear rack as a research topic, Its main contents are : automotive steering gear components classification; assembly was to program analysis and data to identify and steering gear design process.The advantage of such steering gear, and manipulating light, wear and tear, long life. The disadvantage is that the structure is complicated and costly, than steering rack and pinion sensitivity. Therefore gradually being replaced by rack and pinion. However, with the power steering applications, the ball-type steering gear cycle and are widely used in recent years.Keywords;Diverter Ball handling and stability Cycle rack-type steering gear diverter目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)2汽车转向系的组成及分类 (3)2.1汽车转向系的类型和组成 (3)2.1.1 机械式转向系 (6)2.1.2 动力转向器 (7)2.2 转向系主要性能参数 (8)2.2.1转向器的效率 (8)2.2.2传动比的变化特性 (10)2.2.3转向盘自由行程 (13)2.3 转向操纵机构及转向传动机构 (13)2.3.1转向操纵机构 (13)2.3.2转向传动机构 (14)3转向器总成方案分析 (15)3.1转向器设计要求 (15)3.2转向器总成方案设计 (16)4循环球式转向器主要尺寸参数的选择 (19)5 转向器输出力矩的确定 (23)6 轴的设计计算及校核 (24)6.1 转向摇臂轴(即齿形齿扇轴)的设计计算 (24)6.1.1材料的选择 (24)6.1.2结构设计 (24)6.1.3轴的设计计算 (24)6.2 螺杆轴设计计算及主要零件的校核 (28)6.2.1材料选择 (28)6.2.2结构设计 (28)6.2.3轴的设计计算 (29)6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 (31)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (36)1绪论循环球式转向器的英文名称是Recirculating Ball Steering Gear。

汽车转向系设计说明书

汽车转向系设计说明书

汽车设计课程设计说明书题目:重型载货汽车转向器设计姓名:席昌钱学号:200924265同组者:严炳炎、孔祥生、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级:09车辆工程2班指导教师:王丰元、邹旭东设计任务书目录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………………………………………………………。

248.参考文献 (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。

汽车设计_转向系统

汽车设计_转向系统

第一节概述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。

机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘,经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。

有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。

采用动力转向的汽车还装有动力系统,并借助此系统来减轻驾驶员的手力。

对转向系提出的要求有: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)汽车转向行驶后,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,保证转向盘与转向轮转动方向一致。

正确设计转向梯形机构,可以使第一项要求得到保证。

转向系中设置有转向减振器时,能够防止转向轮产生自振,同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低.为了使汽车具有良好的机动性能,必须使转向轮有尽可能大的转角,并要达到按前外轮车轮轨迹计算,其最小转弯半径能达到汽车轴距的2~2.5倍.通常用转向时驾驶员作用·在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。

没有装置动力转向的轿车,在行驶中转向,此力应为50—100N;有动力转向时,此力在20—50N.当货车从直线行驶状态,以10km/h速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶,且路面干燥,若转向系内没有装动力转向器,上述切向力不得超过250N;有动力转向器时,不得超过120N。

某轻型汽车循环球式动力转向器总成设计毕业设计说明书

某轻型汽车循环球式动力转向器总成设计毕业设计说明书

某轻型汽车循环球式动力转向器总成设计摘要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。

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。

转向器(也常称为转向机),是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构,同时也是转向系中的减速传动装置。

历史上曾出现过许多种形式的转向器,目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。

其中第二、第四种分别是第一、第三种的变形形式,而蜗杆滚轮式则更是少见。

循环球式转向器目前在国内外汽车上是引用较多的一种结构形式。

循环球式转向器中一般有两级传动副,第一级是螺杆螺母传动副,第二级一般采用齿条齿扇传动副。

循环球式转向器由螺杆、螺母、钢球和导管、齿条、齿扇构成。

由方向盘传动带动螺杆传动,通过钢球将力传给螺母,螺母将沿轴向移动。

同时由于摩擦力的作用,所有钢球在螺杆和螺母内的滚道流动,形成“球流”。

钢球在螺母内绕行两周后,流出螺母而进入导管,再由导管流回螺母通道内,故在转向器工作时,两列钢球只是在各自的封闭通道内循环,而不会脱出。

螺母的轴向移动,通过齿条和齿扇,带动摇臂轴转动, 摇臂轴转动带动汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵轴线偏转一定角度,完成汽车转向。

上述工作原理,循环球式转向器的正向传动效率很高(最高可达90~95%),故操纵轻便,使用寿命长。

同时其逆向传动效率也很高,随着道路行驶条件的改善,“打手”的现象明显减少,并且循环球式转向器具有啮合平稳、刚性好、转向轻便、灵活等特点,所以得到了广泛的应用。

某8米商用车转向系统设计计算书

某8米商用车转向系统设计计算书

转向系统设计计算书1、前言在转向系的设计中,为保证整车具有较高的机动性,降低地板高度,转向器采用左立右输出的布置方式,转向梯形为整体式梯形结构设计,转向系由方向盘、转向管柱、整体式动力转向器、转向垂臂、转向前直拉杆、转向中间摇臂总成和转向后直拉杆组成,转向后直拉杆带动前桥的转向节臂使前轮左右转动实现车辆的转向。

该车的转向系统设计与传统商用车转向系设计方法基本一致,主要考虑的是商用车低速行驶时,发动机不直接驱动车辆,发动机的转速较低,所以要求转向助力泵在低速时能提供较大的压力及流量。

2、选型说明某8米商用车前轴最大载荷3000Kg, 按照GB7258-2017标准要求,前轴载荷超过4000Kg,应采用动力转向。

2.1 转向器的选型此车型选用BC8657整体式循环球动力转向器,此转向器具有结构紧凑、重量轻、输出扭矩大,回正性能良好等特点,转向器输出扭矩4043N.m,传动比18.85:1,满足某8米商用车的使用要求,因此我们选择了BC8657型号的转向器,主要性能参数见表1表1转向器主要性能指标2.2转向油泵的选型根据动力转向器的性能参数,选择合适流量和工作压力的转向油泵,确定参数如下:序号项目公路客车1 最大压力13.7MPa2 控制流量13L/min3 公称排量14ml/r3.转向梯形的计算分析为保证汽车转向行驶时,内外转向轮均能绕同一瞬时转向中心在不同半径的圆周上作无滑动的纯滚动,转向梯形的实际转角应尽量接近理轮上的内、外转向轮的理想转角关系为:cotθ0-cotθ1='ML式中:θ0——外转向轮转角;θ1——内转向轮转角;M’——两主销中心线与地面的交点间的距离;L ——轴距。

注:转向梯形设计中主销中心距的说明:是过与转向节臂相连的拉杆(横拉杆或双拉杆)球销中心点作与主销中心线垂直的平面,该平面与主销中心线的交点,两主销中心线上这样两个交点之间的距离。

3.1 已知参数主销中心点距离 M=1593 mm前轮距 B1=1893 mm滚动半径 r1=383.5mm 图1主销内倾角 8°前轮外倾角 1°3.2 计算参数3.2.1 两主销中心线的延长线与地面交点之间的距离M’M’=M+2tg8°(92·sin1°+rcos1°)=1593+2tg8°(92·sin1°+384·cos1°)=1701 mm3.2.2 梯形设计中主销中心距M ” 如图2M ”=M+2tg8°8cos8abtg ⎛⎫-⎪⎝⎭=1593+2 tg8°106.3588cos8tg ⎛⎫-⎪⎝⎭=1629mm 设转向梯形臂长为mm=22b c +=2258170+=179.6mm 设转向梯形底角为ee=arctg c b =arctg 17058=71°10′图23.3 最小转弯直径的计算如图3所示,已知参数:轴距L=4600mm , 整车宽度B=2280mm , 前悬h=950mm , 主销中心延长线与地面交点之间 距离 M ’=1793mm主销与前轮中心的距离f=150mm , 以外轮印记中心线的轨迹测量转弯直径时:2R min =maxsin Lb +f图3以汽车前端最外侧处测量转弯直径时:2R ’min ()22max '2L B M L h tgb ⎛⎫-+++ ⎪⎝⎭此时汽车的通道宽度: T=min max ''2L B M R tgb +⎛⎫-+ ⎪⎝⎭根据标准GB7258-2017的要求,2R ’min ≤24m ,T ≤7.2m 。

转向系统设计任务书(长城汽车)

转向系统设计任务书(长城汽车)

转向系统设计任务书1 概述2 主要设计参数序号参 数1210028703624412952206150738081389313100.81122129513120152001618171218210192202030621 1.62246123 2.573 转向梯形机构校核3.1 阿克曼理论临界应力大于材料极限时,与材料有关常数a(Mpa)材料有关常数b(Mpa)转向拉杆材料的比例极限δp(Mpa)转向拉杆材料的屈服极限δs(Mpa)手动转向盘最大频率nh(s-1)转向拉杆的截面外直径d1(mm)转向拉杆的截面内直径d2(mm)转向拉杆材料弹性模量E(Gpa)转向节臂长度Li(mm)转向节臂与拉杆夹角α(°)转向拉杆长度L(mm)前轴满载质量G1(Kg)轮胎与路面间的滑动摩擦系数f 转向机齿条杆直径d(mm)轮胎气压 p(Kpa)方向盘直径 Dsw(mm)转向机齿条全行程S(mm)主销延长线与地面交点间的距离 K(mm)主销偏距 a(mm)车轮滚动半径 R0(mm)采用齿轮齿条式转向器,转向器形式为中间输入、两端输出,转向器位于前轴前方,为前项 目轴距 L(mm)前轮距 B(mm)汽车转向时,车轮的理想状态为全部车轮围绕同一瞬时转向中心做纯滚动。

在不考虑车轮弹性和汽车高速行驶的情况下,内、外侧转向轮转角关系的理想状态,应符合阿克曼理论,即当内、外轮转角在满足θo =θi 的条件时,转向梯形为平行四边形,称为平行几何学。

a-mm L-mm B-mm 1292100870θi cotθi0002.6621.52428926 3.055.869.743320881 6.24齿条位移510内轮转角(°)实际外轮转角(°)θo 0(18开始)3.2 实际内、外轮转角关系曲线(整备状态)内外轮转角关系计算结果据绘出内、外轮阿克曼理论关系曲线和外轮实际转角关系曲线4、性能参数计算4.1最小转弯半径Dmin 按内轮最大转角计算按外轮最大转角计算θ0 max20.32Dmin=式中L=轴距mm θ0 max=外轮最大转角°a=主销偏距mm结果=#REF!式中θs转向盘总旋转角度1080°θi max 内轮最大转#REF!°θ0 max 外轮最大转20.32°5、主要总成的强度校核计算4.2转向器线角传动比iow iow=θs/(θi max+θ0 max)5.1转向盘操作力计算5.1.1汽车在沥青和混凝土路面上的原地转向阻力矩Mr约为半经验公f G(kg)P(kpa)式0.8313150结果=120.5700967N.m通常通过半经验公式求得的阻力矩要比试验所得的阻力矩要小,所以应乘以1.5-2的安全系数,取安全系数则Mr=204.9691643N.mG1-前轴313重量5.1.2静态原地转向无助力时方向盘受力Mr-静态原地转204.9691643向阻力矩N.mMS-车轮回正阻#REF!力矩N.miw0-转向系角#REF!传动比η-转向器的效85率%Dsw-方向盘直380径mm结果=#REF!N 原地转向所需的力矩要比行驶中转向所需的力矩大2~3倍,所以实际行驶中转向所需的力约为根据 GB17675-1999《汽车转向系基本要求》中 3.9条规定,汽车以 10km/h车速、24m 转弯直径前行转弯时,不带助力时转向力应小于 245N,带助力转向但助力转向失效时,其转向力应小于588 N。

doc【毕业设计】转向柱式电动助力转向系统毕业设计说明书

doc【毕业设计】转向柱式电动助力转向系统毕业设计说明书

doc【毕业设计】转向柱式电动助力转向系统毕业设计说明书摘要本文介绍了转向柱式电动助力转向系统的设计与制作。

首先介绍了当前汽车转向系统的常见问题,以及电动助力转向系统的优越性。

然后进行了转向柱和电动机的选型和设计,并通过实验验证了系统的性能和可行性。

最后介绍了系统的优点和不足,并提出了未来工作的方向。

关键词:转向柱;电动助力转向系统;设计;制作;实验。

第一章绪论1.1 研究背景和意义汽车转向系统是车辆行驶中不可或缺的部分,其安全性和舒适性直接影响着车辆的驾驶体验。

然而,传统的液压助力转向系统存在安全性差、噪音大、泄漏等问题,且需要定期更换液压油,给车主带来不便。

因此,越来越多的汽车制造商逐渐采用电动助力转向系统,该系统使用电机和转向柱直接相连,将液压助力转向系统中的泵和油箱替换掉,更加经济环保,提高了转向的精度、灵活性和沟通性。

1.2 研究内容和方法本文旨在设计一款简单的、高效的转向柱式电动助力转向系统,并对其性能进行实验验证。

首先介绍了转向柱和电动机的选型和设计,详细解释了其中的原理和步骤。

然后,通过搭建实验平台进行性能测试,并对实验结果进行分析和解释。

最后,对设计的电动助力转向系统进行了总结和评价,并对未来工作进行了展望。

第二章转向柱和电动机的设计2.1 转向柱的设计转向柱是电动助力转向系统中最重要的部分之一,其主要作用是将输入的转向力度转换为转向角度。

本文选择了直齿圆柱齿轮减速倍增传动装置来设计转向柱。

其主要结构包括定死死心轴、转向柱、绞盘、蜗轮蜗杆传动装置、动死死心轴等。

其中蜗轮蜗杆传动装置主要负责减速,提高了转向的精度和力矩。

2.2 电动机的设计电动机是电动助力转向系统中的核心部件,它负责提供转动力矩和控制转向的角度。

本文采用了直流有刷电机来设计电动机。

在设计过程中,需要考虑到电动机的功率、转向的力度和稳定性等因素,以保证系统的性能和可靠性,并满足车辆的不同需求。

第三章实验设计和结果分析3.1 实验平台的搭建为了验证设计的电动助力转向系统的性能和可行性,本文搭建了实验平台,并使用模拟软件对其进行模拟测试。

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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..............................................- 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 ...............................................................................- 9 -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 (10)3.电磁离合器 (10)4.电动机 (11)5.车速传感器 (11)6.电子控制单元 (11)四.转向梯形机构的设计...................................... - 11 -1.转向梯形理论特性 (11)2.转向梯形的布置 (12)3.转向梯形机构尺寸的初步确定 (12)4.梯形校核 (12)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。

转向盘的直径根据JB4505-1986标准规定,设计为380mm.转向轴采用一根无缝钢管制成,为了布置方便,减小由于装置位置误差及部件相对运动引起的附加载荷,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。

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。

所以一般选用刚性万向节,刚性万向轴多是十字轴式,可采用单万向节,也可采用双万向节,双万向节要求布置适当,达到等角速度运动。

2)转向传动机构转向传动机构包括转向臂、转向操纵拉杆、转向节臂、转向梯形臂以及转向横拉杆等。

转向传动机构用于把转向器输出的力和运动传给左、右转向轮按一定关系进行偏转。

3)机械转向器机械转向器是司机对转向盘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进行传递的机构。

机械转向器分为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆曲柄指销式转向器。

由于齿轮齿条式转向器具有结构简单、紧凑;质量轻,刚性大;正、逆效率都高以及便于布置;齿轮与齿条之间因磨损出现间隙以后,利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧,能自动消除齿间间隙,这不仅可以提高转向系统的刚度,还可以防止工作时产生冲击和噪声;转向器占用体积小适于在微车上采用;没有转向摇臂和直拉杆,转向转角可以增大,转向灵敏,制造容易,成本低;而且适用于与麦弗逊式独立悬架。

所以选用齿轮齿条式转向器。

根据输入齿轮位置和输出特点不同,齿轮齿条式转向器有四种形式:中间输入,两端输出;侧面输入,两端输出;侧面输入,中间输出;侧面输入,一端输出。

采用侧面输入,中间输出方案时,与齿条连的左、右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近。

由于拉杆长度增加,车轮上、下跳动时拉杆摆角减小,有利于减少车轮上、下跳动时转详细与悬架系的运动干涉。

拉杆与齿条用螺栓固定连接,因此,两拉杆与齿条同时向左或向右移动,为此在转向器壳体上开有轴向的长槽,从而降低了他的强度。

采用两端输出方案时,由于轴向拉杆长度受到限制,容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。

侧面输入,一端输出的齿轮齿条式转向器,常用在平头货车上。

由于齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合,则运转平稳降低,冲击大,工作噪声增加。

此外,齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角。

采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条式转向器,重合度增加,运转平稳,冲击与工作噪声均下降,而且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于满足总体设计的要求。

因为斜齿工作时有轴向力作用,所以转向器应该采用推力轴承,使轴承寿命降低,还有,斜齿轮的滑磨比较大是它的缺点。

齿条断面形状有圆形、V形和Y形三种。

圆形断面齿条的制作工艺比较简单,V形和Y形断面齿条与圆形断面比较,消耗的材料少,约节省20%,故质量小;位于齿下面的两斜面与齿条托座接触,可用来防止齿条绕轴线转动;Y形断面齿条的齿宽可以做的宽些,因而强度得到增加。

在齿条与托座之间通常装有用减磨材料(如聚四氟乙烯)做的垫片,以减少滑动摩擦。

当车轮跳动、转向或转向器工作时,如在齿条上作用有能使齿条旋转的力矩时,应选用V形和Y形断面齿条,用来防止因齿条旋转而破坏齿轮、齿条的齿不能正确啮合的情况出现。

为了防止齿条旋转,也有在转向器壳体上设计导向槽,槽内镶嵌导向块,并将拉杆、导向块与齿条固定在一起。

齿条移动时导向块在导向槽内随之移动,齿条旋转时导向块可防止齿条旋转。

要求这种结构的导向滑块与导向槽之间的配合要适当。

配合过紧会为转向和转向轮回正带来困难,配合过松齿条仍能旋转,并伴有敲击噪声。

根据齿轮齿条式转向器广泛应用于乘用车上。

载荷质量不大,前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器。

二. 转向系统的主要性能参数1.转向系的效率根据效率定义,因功率输入来源不同,转向器的效率有正、逆效率之分。

功率由转向轴输入,经转向摇臂输出所求得的效率称为正效率,用符号η+表示,反之称为逆效率,用符号η-表示。

1)转向系的正效率影响转向系的正效率的因素有:转向器的类型、结构特点、结构参数和质量制造等,同一类型的转向器因结构不同,效率也有较大的差别。

对于齿轮齿条式转向器,如果只考虑啮合副的摩擦损失,忽略轴承和其它地方的摩擦损失。

其效率可以用下式计算:η+=)ραα+tan(tan (2-1)式中α——齿轮的螺旋角(齿条的倾斜角)ρ——摩擦角由于该转向器为可逆转向器,故摩擦角ρ 要比齿轮螺旋角α小,齿轮齿条式转向器的效率一般为70—80%。

取η+=75% ,α=10° 由于 η=)ραα+tan(tan 则ρ=4040’‘2) 转向系的逆效率转向系的逆效率影响汽车的使用性能和驾驶员的安全。

对于逆效率高的转向器而言,路面作用在车轮上的力,经过转向系统可大部分传递到方向盘,这种转向器称为可逆式的。

齿轮齿条转向器属于可逆式的转向器。

设计的时候,为满足操纵的方便性,希望转向器的正逆效率要高。

和计算正效率的公式一样,如果只考虑啮合副的摩擦,忽略轴承和其他地方的摩擦损失。

逆效率可用以下的公式计算:%68262949192.018245208.0tan )tan(-==∂-=ραη (2-2)2. 转向系传动比的确定 1) 转向系统传动比的组成转向系的传动比由转向系的角传动比0ωi 和转向系的力传动比p i 所组成。

从轮胎接地中心作用在两个轮上的合力w F 2和与作用在方向盘上的手力h F 之比称为力传动比。

方向盘的转角和驾驶员同侧的转向轮转角之比,称为转向系的角传动比。

2) 转向系统的力传动比和角传动比的关系如上所述,力传动比可以用以下的式子表示: p i =FhFw2 (2-3) 轮胎和地面之间的转向阻力w F 和作用在转向节上的转向阻力r M 有以下关系:w F =aMr(2-4) a ——车轮转臂,指主销延长线至地面的交点到轮胎接地中心的距离。

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