转向系统设计手册
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............................................................ - 3 -1. 轿车参数的确定 (3)2. 对转向系的要求 (4)3. 转向系结构设计 (4)1) 转向操纵机构............................................................................. - 5 -2) 转向传动机构............................................................................. - 5 -3) 机械转向器 ................................................................................ - 5 -二. 转向系统的主要性能参数 ............................................................... - 7 -1. 转向系的效率 (7)1) 转向系的正效率 ......................................................................... - 7 -2) 转向系的逆效率 ......................................................................... - 8 - 2. 转向系传动比的确定. (8)1) 转向系统传动比的组成 ............................................................... - 8 -2) 转向系统的力传动比和角传动比的关系 ........................................ - 8 -3) 传动系传动比的计算.................................................................. - 10 - 3. 转向系传动副的啮合间隙 .. (10)1) 转向器的啮合特征 ..................................................................... - 11 -2) 转向盘的自由行程 ..................................................................... - 11 - 4. 齿轮齿条式转向器的设计和计算 . (12)1) 转向轮侧偏角的计算.................................................................. - 12 -2) 转向器参数的选取 ..................................................................... - 13 -3) 选择齿轮齿条材料 ..................................................................... - 13 -4) 轴承的选择 ............................................................................... - 14 -5. 转向盘的转动的总圈数 (14)三. 电动助力转向系统设计 ................................................................. - 14 -1. 转矩传感器 (14)2. 减速机构 (15)3. 电磁离合器 (15)4. 电动机 (15)5. 车速传感器 (15)6. 电子控制单元 (16)四. 转向梯形机构的设计..................................................................... - 16 -1. 转向梯形理论特性 (16)2. 转向梯形的布置 (18)3. 转向梯形机构尺寸的初步确定 (18)4. 梯形校核 (19)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。
席昌钱汽车转向系统设计说明书word文档
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。
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。
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
飞
盘轮缘上的最大瞬时力（700N）。
29
二、齿轮齿条转向器的设计
汽
车
模数 压力角 齿数 螺旋角 材料
设
齿轮 2~3mm 20º
5~7
9º~15º 16MnCr5
计
15CrNi6
教
齿条 保证啮 12º~35º 保证齿 保证布 45，淬火
逆效率为
马
tg(0 ) tg 0
天
飞
➢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
汽
车 转向系统的传动比
设
➢力传动比ip
计
•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
教
转向盘上的手力Fh之比
案
➢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
车
➢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
设
规律就代表了转向系统传动比特性。
计
➢由于转向阻力矩与车轮偏转角度大致成正比变化，则
教
➢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
案
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
案
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
马
天 ➢动力转向系统
飞
➢利用动力系统减轻驾驶员的手力
2
第一节 概述
转向系统开发手册
转向系统设计与开发序言转向系统在底盘系统中占据着非常重要的地位，涉及了操纵稳定性，NVH性能，造型和人机工程学等多个领域。
国内外涉及转向系统零部件开发和系统集成的书籍不多，而且讲解不够全面。
为了提升转向系统的设计开发能力，积累案例和经验。
因此，科室基于在吉利汽车各项目中转向系统设计和开发过程中，对设计，试验，调试和开发流程进行总结；并借鉴了国内外零部件和OEM的设计和开发经验，组织科室工程师编著此书。
转向系统主要分为HPS（液压助力转向系统）和EPS（电动助力转向系统）两种形式，本书分别对这两种转向系统进行了详细的研究。
首先阐述了转向系统的结构、工作原理及设计准则，然后将系统目标分解到零部件级别。
研究内容包括：1.概述；2.结构工作原理；3.设计准则；4.技术标准；5.试验标准及设备。
从理论计算分析到实际开发的具体指标要求，涵盖了大量的公式、图表和数据，最终通过设计出合格的零部件来达到转向系统的要求。
本书在选择典型实例时，基本采用吉利产品研发中的实例，同时对标行业优秀产品，具有代表性和实际价值。
由于电子技术在汽车上应用的快速发展，本手册在转向系统的发展趋势和新技术方面也做了相应的介绍，包括可变传动比、线控转向、车道保持辅助、自动泊车、主动转向等一系列新技术。
除新技术外，本手册还从开发流程和性能开发两个方面分别对转向系统的开发体系进行了详细阐述。
手册的附录包含：设计问题汇总，国内外零部件和OEM的设计资料清单有利于工程师在产品开发时有依可循，对曾经出现过的问题进行规避。
本书名词术语和计量单位符合行业通用标准，并且做到了文字准确、简练、流程，图表正确，文图配合恰当，内容阐述条理清晰，循序渐进，理论与实践兼备，适合转向系统工程师学习。
承蒙吉利研究院底盘开发部各科室的大力支持和帮助，并提供了有关图纸和资料，谨此致谢。
编者2014年1月第一章液压助力转向系统1.1 基本理论1.1.1概述转向系统通过转向盘及相关的转向传动、执行机构来控制转向轮绕主销转动，从而实现汽车的转向，这就是汽车最基本的转向功能。
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。
动力转向设计手册
第4章动力转向4.1动力转向系统概述动力转向系统是利用发动机的动力来帮助司机进行转向操纵的装置，它把发动机的能量转换成液压能（电能或气压能），再把液压能（电能或气压能）转换成机械能作用在转向轮上帮助司机进行转向，故应称之为动力助力转向系统。
它最初主要是为了减小司机施加到方向盘上的转向力而装到汽车上的。
从本世纪30年代开始在汽车上应用动力转向系统。
当时，主要是在重型汽车上安装，采用的动力源包括气压和液压。
到目前为止，气压动力转向已被淘汰，最广泛的应用的是液压动力转向，另外还有刚开始推广应用的电动动力转向。
目前在国外不但重型车装用动力转向系统，而且在轻型车和轿车上也极普遍的应用。
从50年代起，各汽车工业发达国家就竞相发展动力转向装置。
出现了许多生产动力转向器和转向油泵的专业厂家，并且已将产品系列化。
本章主要介绍在现代汽车上得到最广泛应用的液压动力转向系统，它具有如下一些优点：具有固定的自润滑特性。
压力高、输出扭矩大。
液体的不可压缩性使得可以精确的控制运动。
它是一种封闭的系统，可以防止异物侵入。
容易在整车上布置。
图4-1-1。
1--整体式动力转向机，2--转向油泵，3--转向油罐，4--转向油管，4.2 动力转向系统的优点：1.减轻方向盘上的转向力，特别是在原地转向和低速大转角转向时减小转向力。
2.提高了转向灵敏性。
从汽车转向系统设计的两个主要要求即转向轻便与转向灵敏这一矛盾出发，现在动力转向解决了转向轻便问题，从而使得转向器设计可以根据整车布置的不同要求，选择更为合适的转向器速比以提高转向系统的灵敏性，也即是可以更合理地选择方向盘的圈数。
这一点对于经常在山区多弯(尤其是多急弯)公路上行驶的汽车，效果更为明显。
3.减小了地面反冲对方向盘的影响。
4.在某个车轮爆破的情况下，可以更好地阻止车轮的突然转向，从而改善安全性。
5.转向车轮的允许负荷较大，可以增加总布置的自由度。
4.3.对动力转向系统的期望1.安全性：要有足够的使用寿命。
转向系统设计说明书——恒隆
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）、根据整车布置尺寸，确定转向器结构尺寸。
2）、根据使用和成本状况，确定是否使用通气螺塞。
2、转向器参数选型原则：1）、根据转向盘布置形式，确定是左置转向器或右置转向器。
2）、根据前桥负荷，选定转向器输出扭矩及输入轴花键。
3）、根据车型的最小转弯半径确定转向摇臂输出摆角能否满足使用要求。
4）、根据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况，确定转向传动比是否采用变传动比形式。
5）、根据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况，确定传动间隙特性。
3、转向摇臂选型原则：1）、根据标杆车进行类比。
2）、根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）、根据车型总布置，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）、根据标杆车进行类比。
2）、根据点火开关和组合开关确定转向传动轴及管柱的形式。
3）、根据整车需要或成本考虑确定是否采用双万向节结构，转向盘可调结构或缓冲吸能结构。
5、转向盘选型原则：1）、根据标杆车进行类比。
2）、根据总布置确定转向盘直径。
3）、根据整车需要或成本考虑，是否采用防伤转向盘。
一、转向机部分一．设计目标1.满足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2.1扭杆与齿轮轴采用花键联结方式，其优点：a. 此结构利用花键过盈联结，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。
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。
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。
转向系统开发手册
转向系统设计与开发序言转向系统在底盘系统中占据着非常重要的地位，涉及了操纵稳定性，NVH性能，造型和人机工程学等多个领域。
国内外涉及转向系统零部件开发和系统集成的书籍不多，而且讲解不够全面。
为了提升转向系统的设计开发能力，积累案例和经验。
因此，科室基于在吉利汽车各项目中转向系统设计和开发过程中，对设计，试验，调试和开发流程进行总结；并借鉴了国内外零部件和OEM的设计和开发经验，组织科室工程师编著此书。
转向系统主要分为HPS（液压助力转向系统）和EPS（电动助力转向系统）两种形式，本书分别对这两种转向系统进行了详细的研究。
首先阐述了转向系统的结构、工作原理及设计准则，然后将系统目标分解到零部件级别。
研究内容包括：1.概述；2.结构工作原理；3.设计准则；4.技术标准；5.试验标准及设备。
从理论计算分析到实际开发的具体指标要求，涵盖了大量的公式、图表和数据，最终通过设计出合格的零部件来达到转向系统的要求。
本书在选择典型实例时，基本采用吉利产品研发中的实例，同时对标行业优秀产品，具有代表性和实际价值。
由于电子技术在汽车上应用的快速发展，本手册在转向系统的发展趋势和新技术方面也做了相应的介绍，包括可变传动比、线控转向、车道保持辅助、自动泊车、主动转向等一系列新技术。
除新技术外，本手册还从开发流程和性能开发两个方面分别对转向系统的开发体系进行了详细阐述。
手册的附录包含：设计问题汇总，国内外零部件和OEM的设计资料清单有利于工程师在产品开发时有依可循，对曾经出现过的问题进行规避。
本书名词术语和计量单位符合行业通用标准，并且做到了文字准确、简练、流程，图表正确，文图配合恰当，内容阐述条理清晰，循序渐进，理论与实践兼备，适合转向系统工程师学习。
承蒙吉利研究院底盘开发部各科室的大力支持和帮助，并提供了有关图纸和资料，谨此致谢。
编者2014年1月第一章液压助力转向系统1.1 基本理论1.1.1概述转向系统通过转向盘及相关的转向传动、执行机构来控制转向轮绕主销转动，从而实现汽车的转向，这就是汽车最基本的转向功能。
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。
转向系统设计手册
转向控制系统的开发和设计1 转向控制系统的概述1．1转向控制系统一般包括转向操纵机构和转向器总成1．1．1转向操纵机构驾驶员操纵转向器的工作结构，主要包括转向盘、转向轴、转向管柱等。
（建议附图）1．1．2 转向器将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。
转向器一般固定在汽车车架上或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。
1．2 转向控制系统的类型根据转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系和助力转向系两大类。
1．2．1 机械转向系以驾驶员的体力（手力）作为转向能源的转向系，其中所有传力件都是机械的。
1．2．2 助力转向系兼用驾驶员的体力和发动机（或电机）的动力为转向能源的转向系。
它是在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。
在正常情况下，汽车转向所需的能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机（或电机）通过转向加力装置提供的。
但在转向加力装置失效时，一般还应当由驾驶员独立承担汽车转向任务。
1．3 整车对转向控制系统的要求要求它工作可靠，操纵要轻便灵活，还应能减弱或避免地面施加在转向车轮上的冲击传到转向盘上，同时又要是驾驶员通过转向盘对转向过程中车轮与地面之间的运动情况保持适当的路感。
另外，当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。
汽车的转向操纵性能并不完全取决与转向系，它还于行驶系有关。
汽车在直线行驶中，转向轮会受到偶然出现的地面侧向反力而发生意外偏转，从而使汽车意外转向。
为了使汽车能稳定地保持直行方向，要求转向轮偶然发生偏转后，能立即自动回复到直线行驶的位置。
1．4 设计原则1．4．1根据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况（含道路状况、使用条件及用户群体等）确定转向控制系统的总体方案，为系统各零部件的选型提供依据；1．4．2根据车型提供的整车参数，结合各项法规的要求，初步分析各所选转向零部件与整车匹配的合理性；1．4．3根据整车的要求，制定试验方案进一步验证整车转向控制系统匹配和各元件选型的合理性。
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转向控制系统的开发和设计
1 转向控制系统的概述
1．1转向控制系统一般包括转向操纵机构和转向器总成
1．1．1转向操纵机构
驾驶员操纵转向器的工作结构，主要包括转向盘、转向轴、转向管柱等。
（建议附图）1．1．2 转向器
将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。
转向器一般固定在汽车车架上或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。
1．2 转向控制系统的类型
根据转向能源的不同，转向系统可分为机械转向系和助力转向系两大类。
1．2．1 机械转向系
以驾驶员的体力（手力）作为转向能源的转向系，其中所有传力件都是机械的。
1．2．2 助力转向系
兼用驾驶员的体力和发动机（或电机）的动力为转向能源的转向系。
它是在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置而形成的。
在正常情况下，汽车转向所需的能量，只有一小部分由驾驶员提供，而大部分是由发动机（或电机）通过转向加力装置提供的。
但在转向加力装置失效时，一般还应当由驾驶员独立承担汽车转向任务。
1．3 整车对转向控制系统的要求
要求它工作可靠，操纵要轻便灵活，还应能减弱或避免地面施加在转向车轮上的冲击传到转向盘上，同时又要是驾驶员通过转向盘对转向过程中车轮与地面之间的运动情况保持适当的路感。
另外，当汽车发生碰撞时，转向装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。
汽车的转向操纵性能并不完全取决与转向系，它还于行驶系有关。
汽车在直线行驶中，转向轮会受到偶然出现的地面侧向反力而发生意外偏转，从而使汽车意外转向。
为了使汽车能稳定地保持直行方向，要求转向轮偶然发生偏转后，能立即自动回复到直线行驶的位置。
1．4 设计原则
1．4．1根据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况（含道路状况、使用条件及用户群体等）确定转向控制系统的总体方案，为系统各零部件的选型提供依据；
1．4．2根据车型提供的整车参数，结合各项法规的要求，初步分析各所选转向零部件与整车匹配的合理性；
1．4．3根据整车的要求，制定试验方案进一步验证整车转向控制系统匹配和各元件选型的合理性。
1．5 技术发展现状和趋势
目前，世界上大多数普通车辆使用机械式转向系统和一般助力转向系统（无电控装置），但在高档车上，对转向性能的要求已不再是单纯的为了减轻操作强度，而是根据车速和行驶条件的不同产生相应的、合适的转向力。
理想的助力转向系统应在停车状态时能提供足够的助力，使原地转向容易，而随着车速的增加助力逐渐减小，在高速行驶时则无助力或助力很小，以保证驾驶员有足够的路感。
这就出现了可变助力的助力转向系统，并且有广泛应用的倾向。
（1）可变助力的液压助力转向系统
ZF公司生产的可变助力的液压助力转向系统能在低速调头和停车时提供95%的助力，以后随着车速的提高提供路感和精确的手动控制而逐渐减小到65%，并可根据行驶状态和需要而精确地进行调节，不受因温度变化，而引起油量或黏度变化的影响。
美国塞其诺公司以电子装置调整可变助力的液压助力转向系统，是用一个被称为电子可变量孔的装置来达到可变助力效果的。
电子控制模块可根据车速信号和给定的特性，操纵电磁阀量针在量孔中上，下移动，以控制油泵的流量。
这样，当车速增加时流量将随之减小。
（2）可变助力的电动助力转向系统
电动传动用电动机代替液压缸，电动机由汽车电源供电。
电动转向系统中的传感器检测出其运动情况，使电动机产生足够大的动力带动转向轮做适当的偏转，电动转向系统用电子开关代替了液压动力转向中的液压分配阀。
电动转向系统能根据不同情况产生适合不同车速的助力转向。
与液压助力转向相比，重量轻25%，零件少，另因其只在转向时工作，节省燃油。
另外为防止人员受伤，采用网状结构的转向盘轮缘、安全气囊、可分离式安全转向操纵机构、缓冲吸能式转向操纵机构、
2．设计方案初步规划
2．1 各主要零部件的选型及相关注意事项：
2．1．1 转向器总成（以下只适用于机械循环球齿条齿扇式转向器）
机械循环球齿条齿扇式转向器正效率很高、操纵轻便、结构简单、使用可靠寿命长、调整方便、齿形的几何参数对传动工作的影响不敏感、易于实现变传动比。
因而广泛应用于各类各级汽车。
2．1．1．1 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；
2．1．1．2转向器结构选型原则：
1）、根据整车布置尺寸，确定转向器结构尺寸。
2）、根据使用和成本状况，确定是否使用通气螺塞。
2．1．1．3 转向器参数选型原则：
1）、根据转向盘布置形式，确定是左置转向器或右置转向器。
2）、根据前桥负荷，选定转向器输出扭矩及输入轴花键。
3）、根据车型的最小转弯半径确定转向摇臂输出摆角能否满足使用要求。
4）、根据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况，确定转向传动比是否采用变传动比形式。
5）、根据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况，确定传动间隙特性。
2．1．2 转向摇臂选型原则：
1）、根据标杆车进行类比。
2）、根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）、根据车型总布置，确定转向摇臂的偏距和长度。
2．1．3 转向传动轴及管柱的选型原则：
1）、根据标杆车进行类比。
2）、根据点火开关和组合开关确定转向传动轴及管柱的形式。
3）、根据整车需要或成本考虑确定是否采用双万向节结构，转向盘可调结构或缓冲吸能结构。
2．1．4 转向盘选型原则：
1）、根据标杆车进行类比。
2）、根据总布置确定转向盘直径。
3）、根据整车需要或成本考虑，是否采用防伤转向盘。
2．2 初步分析计算：
2．2．1 根据以上对转向控制系统的初步规划和主要零部件的选型后需要对整个转向控制系统的匹配进行初步分析计算，考察所选配置与整车、所选配置在整车上的应用与相关行业标准的符合性，必要时重新调整配置；
2．2．2 分析计算过程中的相关注意事项：
2．2．2．1 转向盘的自由行程：根据行业标准汽车在时速100km/h以上时，转向盘从相应于汽车直线行驶的中间位置向任一方向的自由行程不超过10°。
注：测定条件是汽车以10km/h的车速从直线方向行驶进入定半径的行驶。
2．2．2．4当汽车前行向左或向右转弯时，转向盘向左向右的回转角和转向力不得有显著差异。
2．3 转向控制系统在设计和布置过程中的注意事项：
2．3．2 转向器的位置：
1）、考虑转向管柱在侧视图上的倾角和在俯视图上的倾角。
2）、保证前悬架和转向拉杆的运动协调。
３．设计计算
根据半经验公式：
转向阻力矩
Mr=f
3G13 P
原地方向盘手力：
Fh=L1M r
L2R SW I Wη+
其中：
轮胎气压――――P
前桥负荷――――G1
转向摇臂――――L1
转向节臂――――L2
转向盘半径―――R
角传动比――――iwo
转向器正效率――η+
４．闭环反馈设计验证：
主要根据性能试验结果对转向控制系统各零部件的匹配进行重新调整（必要时）。