转向系统设计
汽车电动助力转向系统设计 毕业论文
汽车电动助力转向系统设计毕业论文本章主要介绍汽车电动助力转向系统设计的背景和意义，以及论文的目的和结构安排。
汽车转向系统是车辆控制的重要组成部分，它直接影响着驾驶员的操控感受和行车安全性。
随着科技的发展，传统的液压助力转向系统逐渐被电动助力转向系统所取代。
电动助力转向系统通过电力传动装置提供操控力，相较于液压助力转向系统具有更高的效率、更好的节能性和可靠性。
本文的目的是设计一种可靠、高效的汽车电动助力转向系统。
在研究的基础上，将重点关注系统的结构设计、控制算法优化、故障诊断等方面。
通过对系统的设计和优化，可以提高汽车的操控性和安全性。
本文结构安排如下：第二章将介绍汽车电动助力转向系统的背景与发展；第三章将详细阐述系统的设计原理与结构；第四章将重点探讨控制算法的优化与实现；第五章将研究系统的故障诊断方法与技术；最后，第六章将总结全文，并提出进一步研究的展望。
通过本文的研究和实践，相信可以为汽车电动助力转向系统的设计与优化提供一定的参考和借鉴，推动汽车技术的发展与进步。
在这一部分，我们将对汽车电动助力转向系统设计相关的文献进行综述。
我们将总结已有的研究成果，以及当前存在的问题。
具体内容}本文详细介绍了汽车电动助力转向系统设计的方法和步骤，涵盖了传感器选择、电机控制、系统优化等方面。
传感器选择在汽车电动助力转向系统设计中，选择合适的传感器是至关重要的。
传感器可以检测车轮的转向角度、转向速度以及转向力等参数，为后续的电机控制提供必要的数据支持。
常见的传感器包括转向角度传感器、转向速度传感器和转向力传感器。
在选择传感器时，需考虑其精度、响应速度和可靠性等因素，并确保其能与电机控制系统良好地配合。
电机控制在汽车电动助力转向系统中，电机控制是实现转向功能的核心部分。
电机控制系统通过接收传感器提供的数据，计算并控制电机的输出力矩，从而实现汽车的转向功能。
电机控制的关键是控制算法的设计和实现。
常见的电机控制方法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
转向系统设计计算匹配
1 转向系统的功能1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。
对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。
装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。
这时，基本上是角输入。
而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。
1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。
这种反馈，通常称为路感。
驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路感是优良的操稳性中不可缺少的部分。
反馈分为力反馈和角反馈从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。
2 转向系统设计的基本要求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。
转向系的基本要求如下：2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。
不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。
实际上，没有哪一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向角内（内轮15°～25°范围）使转向内外轮运动关系逼近上述要求。
2．2 良好的回正性能汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。
转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销内倾角、主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的逆效率等。
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
毕业论文(设计)转向系统设计
毕业论文(设计)转向系统设计随着科技的不断发展，计算机系统已经成为人们生活中必不可少的一部分，其在各个领域的应用也日渐广泛，如企业管理、医疗卫生、教育和科研等。
而计算机系统中最为重要的组成部分就是系统设计，它是整个系统的核心，是保证系统正常运行的重要保障。
本篇论文将会从系统设计的角度对计算机系统进行详细讲解，阐述其基本概念、设计流程、设计原则以及实际应用等方面。
同时，本文还将以实际案例为例，对系统设计的流程和具体实现进行分析，帮助读者更好地理解系统设计的重要性以及应用意义。
一、系统设计的基本概念系统设计是指针对某一特定的需求或问题，通过对系统进行规划、设计、实现和测试等一系列操作的过程。
其具有系统性、协调性和综合性等特点，旨在构建一个高效、可靠、可维护和易于扩展等优秀的系统。
系统设计主要包括以下几个方面：1. 系统规划：确定系统的基本目标、要求和主要功能，为后续的设计提供方向和基础。
2. 系统分析：对系统进行分析，确定系统所包括的各个模块、组件及其之间的交互关系。
3. 系统设计：根据系统分析的结果，设计系统的各个模块、组件的具体实现方案，并进行整体设计和集成。
4. 系统实现：根据设计方案进行代码编写和测试等操作，保证系统能够正常运行。
5. 系统维护：在系统投入使用之后，对系统进行监控和维护，及时发现和处理系统中出现的问题。
以上几个方面是系统设计中比较重要的环节，其并不是一成不变的，不同的系统和需求有不同的设计方案和实现方式。
二、系统设计的流程1. 系统需求分析系统设计的第一步是进行需求分析，即了解客户或使用人员对系统的需求和应用场景，并确定系统的功能点和性能指标等。
2. 系统架构设计根据需求分析的结果，确定系统的总体架构和模块划分，确定模块之间的交互关系和数据流向。
3. 模块设计根据系统架构设计的结果，对各个模块进行设计，包括结构设计、算法设计、数据结构设计等。
4. 界面设计基于用户体验和交互设计的原则，对系统的界面进行设计，使其易于操作和友好。
电助力转向系统课程设计
电助力转向系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电助力转向系统（EPS）的基本原理与结构，掌握其主要部件的功能及工作过程。
2. 学生能够阐述电助力转向系统相较于传统液压助力转向的优势，并解释其在现代汽车中的应用。
3. 学生能够掌握与电助力转向系统相关的关键术语及概念，并能运用专业术语进行讨论。
技能目标：1. 学生能够通过图示和模型识别电助力转向系统的各个组成部分，并描述它们之间的相互作用。
2. 学生能够运用所学的知识，分析和解决电助力转向系统中的一般性问题。
3. 学生能够设计简单的实验，以验证电助力转向系统中的某一参数对转向性能的影响。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对汽车工程技术的兴趣，激发他们探索汽车新技术、新工艺的热情。
2. 培养学生的团队协作意识，使他们在学习过程中学会交流、分享和合作。
3. 培养学生的安全意识，让他们认识到在操作实验设备时遵守规程、注意安全的重要性。
本课程旨在帮助学生深入理解电助力转向系统的相关知识，培养他们实际操作和分析问题的能力，同时激发学生对汽车工程领域的热爱，树立正确的价值观。
在教学过程中，将结合学生的年龄特点和知识水平，采用生动、直观的教学方法，使学生在轻松愉快的氛围中掌握课程内容。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 电助力转向系统原理- 引导学生理解电助力转向系统的工作原理，包括电动机、传感器、控制单元等关键部件的作用。
- 对比分析电助力转向与传统液压助力转向的优缺点。
2. 电助力转向系统结构- 介绍电助力转向系统的各个组成部分，如转向柱、转向机、扭矩传感器等。
- 分析各个部分之间的相互联系及协同工作方式。
3. 电助力转向系统应用- 讲解电助力转向系统在现代汽车中的应用实例，探讨其发展趋势。
- 分析不同类型电助力转向系统在实际应用中的差异。
4. 关键术语与概念- 介绍电助力转向系统相关的专业术语，如扭矩辅助、转向角、转向力等。
轿车转向系统课程设计
轿车转向系统课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握轿车转向系统的基本原理、结构和功能，培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握轿车转向系统的组成及其作用；（2）了解轿车转向系统的各种类型及其工作原理；（3）熟悉轿车转向系统的性能指标及其检测方法。
2.技能目标：（1）能够正确描述轿车转向系统的结构和工作过程；（2）具备分析轿车转向系统故障的能力；（3）掌握轿车转向系统的维修和保养方法。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对汽车行业的兴趣，提高学生对轿车转向系统重要性的认识；（2）培养学生认真负责、严谨细致的工作态度；（3）培养学生团队协作、共同探讨问题的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.轿车转向系统的概述：介绍轿车转向系统的定义、作用及其在汽车中的地位；2.轿车转向系统的组成：详细讲解转向系统各部件的结构、功能和作用；3.轿车转向系统的工作原理：分析各种类型转向系统的工作过程，让学生理解其运作机制；4.轿车转向系统的性能指标：介绍转向系统的性能指标及其检测方法；5.轿车转向系统的故障诊断与维修：讲解转向系统故障的常见原因、诊断方法及维修保养技巧。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行：1.讲授法：教师通过讲解，让学生掌握轿车转向系统的相关理论知识；2.案例分析法：教师提供实际案例，引导学生分析并解决实际问题；3.实验法：学生进行实验操作，让学生亲身体验轿车转向系统的工作过程；4.讨论法：鼓励学生分组讨论，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的轿车转向系统教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：准备轿车转向系统的实验设备，让学生能够亲自动手操作，增强实践能力。
转向系统设计
第一章前言§1.1 四轮农用车的发展前景中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前的活跃。
农村的货运量和人口的流动量急剧增加，加快运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械-农用运输车应运而生。
它解决了农村运输的急需，填补了村际，乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路！四轮农用运输车的竞争对手是轻型汽车。
与汽车相比，四轮农用运输车有许多优点。
入世后农用运输车没有受到多大冲击，因为它是中国特色的产业，符合国情，在国外几乎没人搞过。
但是我们不能回避汽车与四轮农用运输车在市场的竞争，四轮农用运输车利用比较底的生产成本和微利经营的生产方式并引进先进的汽车技术，坚持“三低一高”的特色，注重产品质量，使之与在汽车行业的竞争中得以提高。
随着党和国家提出的的开发西部的政策落实，也给农用运输车厂商带来了无限商机使农用运输车的开发有广阔的前景，另一方面，我国有近13亿人口，特别是9亿以上的农村人口收入水平相对较低，需求量最大的是低档次的汽车。
由于它比较适合中国国情，预计在未来的5～15年里，农用车在我国农村仍然具有广阔的发展前景。
近年来农用车保有量增加很快，因此对柴油的需求很大。
农用车制造工艺简单，价格便宜，其中三轮车价格在4000～7000元/辆，四轮车价格在1～1.5万元/辆，购车农户一般半年左右即可收回10000元投资。
另外，农用车的养路费为每月每吨70元，是汽车的30%，使用成本为同吨位汽车的1/3到1/2。
公路快速建设也促进了农用车的发展。
旧中国，全国公路仅13×104 km，而到1997年底，已达1.226×106 km，目前全国98%的乡和80%的村都通了公路，使得农用车有用武之地。
公安车管部门1993年制定了《关于农用运输车道路交通管理的规定》，在不损害管理大局的前提下，大幅度减少农用车的各种费用，免交车辆增容费。
转向系统设计指导要点
转向系统设计指导书目录前言...............................................................................................................I I 1范围 (1)2概述 (1)3规范性引用文件 (1)4符号、代号、术语及其定义 (2)5设计准则 (3)6转向系统总布置设计要求 (4)7模块化设计 (8)8零部件标准化结构 (9)9数据表达要求 (9)10部件（材料）选用要求 (9)11设计计算 (13)12 几种客车悬架与转向传动装置的运动校核 (18)13设计评审要求 (23)14装车质量特性 (26)15输出图样和文件的明细 (27)16制图要求 (27)前言为了更好的指导我司底盘部转向系统的设计工作，现将其进行系统化的总结。
形成我公司底盘部转向系统设计作业指导书，作为设计者在工作过程中的基础参考资料。
本设计作业指导书主要包含四部分内容：1、转向系统的设计原则；2、设计及生产过程中的基本技术要求及布置要求；3、转向系统与整车其他系统之间的工作联系；4、转向系统的性能验算。
本文件是第一次修订。
随着今后产品开发体系的完善，以及设计经验的逐步积累，将每年进行修订。
对于下述两项内容：1、国家、行业、企业标准；2、设计需要形成的设计文件、评审文件的基本要求；具体内容不在本文中体现。
请参阅相关资料。
1.范围本标准规定了，布置要求，结构设计要求，材料选用要求，性能，设计要求，设计计算，设计评审要求，装车，设计输出图样；本标准适用于百度客车产品转向系统设计过程控制、试验标准的确定及评审验收的标准；本标准不适用于非客车类产品的转向系统设计及应用规范。
2.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，还要保证各转向轮之间有协调的转角关系。
驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直线或转弯运动状态，或者使上述两种运动状态相互转换。
转向系统设计规范
转向系统设计规范目录：一、概述二、设计输入1.市场分析报告2.产品概念报告3.技术方案分析报告4.产品信函5.项目描述书三、转向系统设计目标1.承载性目标2.操纵稳定性目标3.安全性目标4.成本目标5.总成重量目标四、转向系统结构参数的确定1、转向系统结构形式（主要部件构成明细）2、安装尺寸的确定3、车架结构与转向元件的物理接口4、前桥总成与转向元件的物理接口5、车身元件与转向元件的物理接口6、其他五、转向系统匹配1、转向轻便性2、助力转向系统流量等匹配六、机械转向设计1.转向器设计2.转向传动轴设计七、动力转向设计1、转向器设计2、转向油泵设计3、转向油罐设计4、其他部件设计八、转向系统验证与试验项目1、动力学模型分析与验证2、整车性能试验项目与可靠性试验项目3、转向器台架试验项目4、转向油泵台架试验项目5、转向油罐台架试验项目7、转向油管台架试验项目8、转向盘台架试验项目9、转向传动轴台架试验项目10、其他附件：转向系统相关标准与设计参考书1、操纵稳定性2、转向器3、转向油罐4、转向油泵5、转向油管6、转向传动轴7、转向盘一、概述本文适用于传统结构的转向系统，主要针对转向器、转向油泵等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。
1、转向系统设计对整车性能的影响转向系统的功能是保证汽车能按驾驶员的意志进行转向行驶。
同时对操纵稳定性有一定的影响。
转向系统按能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。
机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件为机械的。
机械转向器由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。
动力转向系是在机械转向系的基础上加设一套转向加力装置而行成的。
2、转向设计流程概述设计输入→整车设计目标→物理边界确定→主要部件性能指标确定→结构设计→3、转向系统的评价指标3.1汽车操纵稳定性：3.2人机工程学3.3.1 GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》：3.3.1.1机动车方向盘的最大自由转动量不允许大于：1）最高设计车速不小于100km/h的机动车：20°2）其他机动车：30°（三轮车除外）3.3.1.2机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的水泥或沥青路面上行驶，以10km/h的速度在5S内沿螺旋线从直线行驶过渡到直径24m的圆周行驶，施加于方向盘外缘的最大切向力不应大于245N。
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。
赛车转向系统的设计方案
赛车转向系统的设计方案李宏曰转向系统的主要任务是：1.设计合适的断开点以使悬架跳动对转向的影响尽可能小。
2. 设计合适的转向梯形以使内外转角尽可能符合理论阿克曼曲线。
设计过程如下：1. 确定转向机的布置形式前置，下置，断开式梯形前置。
2. 转向系角传动比的确定由最小转弯半径确定了最大外轮转角，根据最大外轮转角与方向盘转角的关系初步确定转向系角传动比为4:1，转向系角传动比为转向器传动比与转向机构传动比的乘积，转向传动机构角传动比，除用iw ' =d 3 p/d 3 k表示以外，还可以近似地用转向节臂臂长L2与摇臂臂长LI之比来表示，即iw ' =d 3 p/d3 ki疋L2 / LI o现代汽车结构中，L2与L1的比值大约在0. 85〜1. 1之间，取比值为1,则转向器角传动比为4: 1.3. 由转向器角传动比初步确定转向节臂L1的值。
齿轮齿条装置把方向盘的转动转换成横拉杆内球头的直线运动。
计算传动比时需用到齿条的c-factor和转向节臂长度（外球头到主销轴的距离）。
C-factor=齿条行程（in.）/小齿轮转过360°一般的齿条有"1-7/8-in ch齿条”或者"2-i nch齿条” ；c-factor这个尺寸是方向盘转一圈的齿条行程。
一旦齿条的c-factor知道，转向传动比可近似用下式计算：i=arcsi n（c-factor/L）/360L—转向节臂长度本式中长度单位为英寸，角度单位为度。
系统中的压力角越小这个近似值越接近，也就是说在俯视图中横拉杆几乎要与转向节臂垂直。
如果角度比较大的话，那拉杆的布置也会影响传动比。
C-factor 取70, i 为4，计算得L 为76.67mm。
4. 确定断开点的位置（得到转向机的长度和布置高度）在车辆行驶过程中由于道路的不平会引起车轮的上下跳动，与车轮相连接的转向节及转向节臂铰链点N将随车轮上下运动（如图1）,其运动规律有上下A臂和转向节臂的运动所确定，同时，N点还通过转向横拉杆，桡骨顶点F摆动，因此当N点上下运动时，其运动轨迹上的点至F的距离不能保持恒定时车轮将发生偏转，摆震，影响车辆的操纵稳定性，同时也加大轮胎磨损，使转向传动系统受到冲击。
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 。
起重机转向系统课程设计
起重机转向系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解起重机转向系统的基本结构和工作原理；2. 学生能掌握起重机转向系统中的关键部件功能及其相互关系；3. 学生能了解起重机转向系统在设计中的安全性和效率要求。
技能目标：1. 学生能运用物理知识分析起重机转向系统的受力情况；2. 学生能通过实际操作，掌握起重机转向系统的调试和故障排查方法；3. 学生能运用绘图软件，绘制简单的起重机转向系统示意图。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械工程领域的兴趣和热情，增强探索精神和创新意识；2. 学生在团队协作中，学会沟通和分享，培养合作精神；3. 学生通过学习起重机转向系统的相关知识，增强安全意识，认识到工程实践中的社会责任。
课程性质：本课程为工程技术类课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：学生为初中二年级学生，具备一定的物理知识和动手能力，对实际操作有浓厚兴趣。
教学要求：教师应结合学生特点，采用启发式和任务驱动式教学方法，引导学生主动探究和动手实践，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
在教学过程中，关注学生的安全意识和工程素养的培养。
通过本课程的学习，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高综合运用知识的能力。
二、教学内容1. 起重机转向系统概述- 起重机转向系统的基本结构- 转向系统的作用和分类- 国内外起重机转向系统的发展趋势2. 起重机转向系统的工作原理- 转向系统的力学原理- 转向系统中关键部件的工作原理- 转向系统设计与优化原则3. 起重机转向系统关键部件- 驱动装置、转向装置和传动装置的功能与结构- 控制系统的作用及原理- 各部件之间的相互关系及协同工作4. 起重机转向系统的调试与故障排查- 调试方法及步骤- 常见故障类型及原因分析- 故障排查及处理方法5. 起重机转向系统安全性与效率- 安全性与效率在设计中的应用- 安全防护措施及效率优化策略- 案例分析：典型起重机转向系统事故原因及预防措施教学内容安排与进度：第一课时：起重机转向系统概述第二课时：起重机转向系统的工作原理第三课时：起重机转向系统关键部件第四课时：起重机转向系统的调试与故障排查第五课时：起重机转向系统安全性与效率教学内容与教材关联性：本教学内容依据《工程技术基础》教材中有关起重机转向系统的章节进行编排，确保科学性和系统性。
转向系统设计规范
中重型卡车设计规范（转向系统）编制：校对：审核：批准：技术中心年月日前言中、重型汽车转向阻力矩较大，因此往往在原有的机械转向系统上加装一套转向助力系统，从而减少驾驶员的转向力矩，达到转向灵活轻便的目的，重型汽车的转向助力系统往往借助汽车本身的装置提供动力，因此统称为动力转向系统。
重型汽车在加装转向助力系统之后，必须只起助力作用而不改变原转向机构的特性，同时对动力转向系统还有如下要求：1．确保转向安全可靠2．转向灵敏操纵轻便3．保持正常直线行驶和转向自动回正4．保持路感5．随动作用一、转向系主要参数及其选择转向系统涉及的参数有：1、原地转向阻力矩Mr ；2、转向器适用前轴负荷G1；3、系统最大压力P ；4、系统最大流量Q；5、管路外径D外；6、转向梯形设计1.1原地转向阻力矩Mr汽车在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩Mr，推荐用半经验公式：Mr=μ3×G3/P （N·mm）［1］式中μ-轮胎和路面间的滑动摩擦系数，一般取0.7；G–实载前轴负荷，单位为N，该值由实载质量确定。
P-轮胎气压，单位为MPa。
1.2 转向器适用前轴负荷G1，单位为Kg，由整车匹配决定。
可在现有转向器资源上选用。
该参数可初步决定转向器品种，因而可知道转向器动力缸缸径D。
1.3 系统最大压力P：P=4MrπD2rwipη，式中 rw—齿扇啮合半径；Ip—转向机构力传动比，该值一般取1；η—转向器正效率1.4 系统最大流量Q：Q=π2D2dsnP14(1-Δ)ηv［2］式中 ds——初选转向器转向螺杆直径。
n——由人机工程学得知，方向盘的转动的频率为n=(0.5～1.2)S-1，对货车来说，可取较小值0.6；P1——转向器螺杆螺距；Δ——内泄漏系数，范围为0.05～0.10，可取0.1。
ηv——转向油泵容积效率，范围为0.75～0.85，可取0.8。
上式中，ds 、P1由转向器生产厂提供。
1.5 转向操纵力的校核：动力转向操纵力与转向器扭杆和分配阀都有关，目前尚无计算公式，一般由生产厂控制，对于操纵轻便的要求，转向操纵力不应超过（100～150）N。
汽车转向系统设计规范
3 转向系的设计指标要求3.1 转向盘最大自由转动量，(°)：10～15（GB 7258－2004规定不得大于20°）3.2 转向盘下缘至座椅表面高度，mm ：≥1803.3 转向盘后缘至靠背距离，mm ：≥4503.4 转向盘与仪表板的间隙，mm ：≥803.5 转向盘外缘至侧面障碍物距离，mm ：≥803.6 转向盘中心对座椅中心面的偏移量，mm ：≤40 3.7 转向盘平面与汽车对称平面间夹角，(°)： 90±5 3.8 转向器与转向管柱夹角，(°)：≤60（纵向）3.9 驾驶室翻转后转向花键啮合量，mm ：≥203.10 转向器角传动比：≥173.11 转向器自由行程，mm ：0.3（中间位置）3.12 转向油泵工作温度，(°)：-40～1203.13 转向油罐容积，cm3：≥油泵排量的10%3.14 转向油罐与油泵的高度差，mm ：≥203.15驾驶室翻转转向系运动校核：无干涉，转向花键轴与套重合≥40 mm4 动力转向系主要参数及其选择4.1系统油压4.1.1原地转向阻力距Mr (N·mm)： Mr=f3G13p式中 f-轮胎和路面间的滑动摩擦系数，一般取0.7；G-实载前轴负荷，单位为N，该值由实载质量确定；p-轮胎气压，单位为MPa4.1.2 转向器适用前轴负荷G1(Kg):由整车匹配决定。
可在现有转向器资源上选用。
该参数可初步决定转向器品种，因而可知道转向器动力缸缸径D。
4.1.3 验算最小转向摇臂长l1应满足：0.85≤β·l2α·l1≥1.1式中β-转向轮的转角，单位为：度α-转向器的摇臂轴摆角，单位为：度l2-转向节臂长，单位为：mm4.1.4 转向直拉杆受力F （N）： F = Mr l24.1.5转向摇臂轴受到的力矩M (N·mm): M = F×l14.1.6 转向器油缸实际工作面积S (mm2) : S = πD2 4式中 D-转向器缸径，单位为mm4.1.7 系统所需油压p (MPa): p =M S·r式中 r-转向器的齿扇分度圆半径，单位为：mm 4.2 系统工作流量4.2.1 根据汽车工程手册所述方法计算油泵理论工作流量Q0 (L/min) : Q= 60ntS式中 t-转向螺杆螺距，单位为：mmn-向盘转速, 单位为：r/s ,取 1.254.2.2 实际需要流量Q1 (L/min) : Q1=（1.5～2）Q＋QΔ式中Δ-内泄漏系数，单位为：mm，取1.54.2.3 实际控制流量为Q’(L/min) : Q’=Q 0ηv式中ηv-转向油泵容积效率，范围为0.75～0.85，可取0.84.3 转向操纵力的校核：动力转向操纵力与转向器扭杆和分配阀都有关，目前尚无计算公式，一般由生产厂控制，对于操纵轻便的要求，转向操纵力不应超过（100～150）N。
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（4）改善驾驶员的“路感”。
由于转向盘和转向轮之间无机械连接，1.2齿轮齿条式转向器概述1.2.1齿轮齿条式转向器结构与工作原理齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种。
图1-11.转向横拉杆2.防尘套3.球头座4.转向齿条5.转向器壳体6.调整螺塞7.压紧弹簧8.锁紧螺母9.压块10.万向节11.转向齿轮轴12.向心球轴承13.滚针轴承两端输出的齿轮齿条式转向器如图1-1所示，作为传动副主动件的转向齿轮轴11通过轴承12和13安装在转向器壳体5中，其上端通过花键与万向节叉10和转向轴连接。
与转向齿轮啮合的转向齿条4水平布置，两端通过球头座3与转向横拉杆1相连。
弹簧7通过压块9将齿条压靠在齿轮上，保证无间隙啮合。
弹簧的预紧力可用调整螺塞6调整。
当转动转向盘时，转向器齿轮11转动，使与之啮合的齿条4沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向。
中间输出的齿轮齿条式转向器如图1-2所示，其结构与工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓6与左右转向横拉杆7相连。
在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连。
图1-21.万向节叉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1.2.2齿轮齿条式转向器功能特点(1)构造筒单,结构轻巧。
由于齿轮箱小,齿条本身具有传动杆系的作用,因此,它不需耍循环球式转向器上所使用的拉杆(2)因齿轮和齿条直接啮合,操纵灵敏性非常高。
(3)滑动和转动阻力小,转矩传递性能较好,因此,转向力非常轻。
(4)转向机构总成完全封闭,可免于维护。
1.3液压助力转向器概述兼用驾驶员体力和发动机(或电机)的动力为转向能源的转向系统，它是在机械转向系统的基础上加设一套转向加力装置而形成的。
其中属于转向加力装置的部件是：转向油泵5、转向油管4、转向油罐6以与位于整体式转向器10内部的转向控制阀与转向动力缸等。
图1-31.方向盘2.转向轴3.转向中间轴4.转向油管5.转向油泵6.转向油罐7.转向节臂8.转向横拉杆 9.转向摇臂 10.整体式转向器 11.转向直拉杆 12.转向减振器图1-4当驾驶员转动转向盘1时，转向摇臂9摆动，通过转向直拉杆11、横拉杆8、转向节臂7，使转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。
与此同时，转向器输入轴还带动转向器内部的转向控制阀转动，使转向动力缸产生液压作用力，帮助驾驶员转向操纵。
这样，为了克服地面作用于转向轮上的转向阻力矩，驾驶员需要加于转向盘上的转向力矩，比用机械转向系统时所需的转向力矩小得多。
在直线行驶时，方向盘处于中间位置，方向盘辐条处于水平位置，阀芯和阀套之间也处于中间位置，所有控制口接通，液压油毫无阻碍地流经转向阀返回到储油罐。
方向盘转动时，转向轴带动阀芯相对于阀套运动，由于阀的控制边口位置的变化，液压油将进入转向器的油缸内，推动活塞运动而产生推力。
在齿条与小齿轮啮合位置的背面装有由弹簧压紧的压力块，通过调节螺钉来改变弹簧的预紧力，可消除齿轮齿条啮合的间隙。
当向右转动方向盘时，转向力矩使得弹性扭力杆扭转，并且转向管柱的转角要比转向机小齿轮转得多一点，这就使得右边旋转柱塞阀芯下移，使得进油通道开大；左边旋转柱塞阀芯上移，关闭进油通道，此时左右旋转柱塞阀芯分别打开和关闭各自的回油通道。
根据右边旋转柱塞阀芯进油通道开度大小，来控制流入工作缸左边的液压油的流量和油压。
工作缸左边的液压油推动转向机活塞向右运动，起到助力作用。
转向机活塞移动距离的大小，则取决于施加在转向盘上转向力矩的大小。
转向机工作缸右边的液压油在转向机活塞的作用下，通过打开的回油环槽返回到储油罐中。
当向左转动方向盘时，情况与向右转动方向盘时相反。
动力转向器的阀孔同时也具有节流阻尼的作用，不需要象机械转向器那样另外加转向避振器。
在转向回正时，通过阀的阻尼力来防止转向回正速度过快，增加转向回正的舒适性，或者通过阻尼作用减小汽车直线行驶时由于路面的不平对前轮的冲击引起方向盘的抖动和打手，提高其保持直线行驶的能力。
1.6本文主要研究内容第二章汽车主要参数的选择2.1汽车主要尺寸的确定汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接近角、离去角、最小离地间隙等，如图1-1所示。
图2-1 汽车的主要参数尺寸2.1.1 轴距L轴距L的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。
轴距短一些，汽车总长、质量、最小转弯半径和纵向通过半径就小一些。
但轴距过短也会带来一系列问题，例如车厢长度不足或后悬过长；汽车行驶时其纵向角振动过大；汽车加速、制动或上坡时轴荷转移过大而导致其制动性和操纵稳定性变坏；万向节传动的夹角过大等。
因此，在选择轴距时应综合考虑对有关方面的影响。
当然，在满足所设计汽车的车厢尺寸、轴荷分配、主要性能和整体布置等要求的前提下，将轴距设计得短一些为好。
2.1.1.1普通车的轴距轿车的轴距与其类型、用途、总长有密切关系。
微型与普通级轿车要求制造成本低，使用经济性好，机动灵活，因此汽车应轻而短，故轴距应取短一些；中高级轿车对乘坐舒适性、行驶乎顺性和操纵稳定性要求高，故轴距应设计得长一些。
轿车的轴距约为总长的54％—60％。
轴距与总长之比越大，则车厢的纵向乘坐空间就愈大，这对改善汽车纵向角振动也有利。
但若轴距与总长之比超过62％，则会使发动机、行李箱和备胎的布置困难，外形的各部分比例也不协调。
表2-1提供的数据可供初选轴距时参考表2-1 各类汽车的轴距和轮距车型类别轴距L/mm 轮距B/mm乘用车发动机排量V/LV<1.0 2000～2200 1100～13801.0<V≤1.6 2100～2540 1150～15001.6<V≤2.5 2500～2860 1300～15002.5<V≤4.0 2850～3400 1400～1580V>4.0 2900～3900 1560～1620商用车客车城市客车4500～5000 1740～2050长途客车5000～65004×2货车汽车总质量≤1.8 1700～2900 1150～13501.8～6.0 2300～3600 1300～16506.0～14.0 3600～5500 1700～2000>14.0 4500～5600 1840～20002.1.2 前轮距B1和后轮距B2改变汽车轮距B会影响车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、侧倾刚度、最小转弯直径等因素发生变化、增大轮距则车厢内宽随之增加，并导致汽车的比功率、转矩指标下降，机动性变坏。
受汽车总宽不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。
但在选定的前轮距B1范围内，应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。
在确定后轮距B2时，应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度以与它们之间应留有必要的间隙。
各类汽车的轮距可参考表1-1提供的数据进行初选。
2.1.3 外廓尺寸汽车的外廓尺寸包括其总长、总宽、总高。
它应根据汽车的类型、用途、承载员、道路条件、结构选型与布置以与有关标准、法规限制等因素来确定。
在满足使用要求的前提下，应力求减小汽车的外廓尺寸，以减小汽车的质量，降低制造成本，提高汽车的动力性、经济性和机动性。
GB1589—1989对汽车外廓尺寸界限作了规定。
(附1)2.2 汽车质量参数的确定汽车的质量参数包括整车整备质量m0、载客量装载质量、质量系数、汽车总质量ma、轴荷分配等。
2.2.1 整车整备质量m 0整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满燃料、水、但没有装货和在人时的整车质量。
整车整备质量对汽车的制造成本和燃油经济型有影响。
整车整备质量在设计阶段需估算确定。
在日常工作中，收集大量同类汽车各总成、部件和整车的有关质量数据，结合新车设计的特点、工艺水平等初步估算各总成、部件的质量，再累计成整车整备质量。
乘用车和商用客车的整备质量，也可按每人所占汽车整备质量的统计平均值估计，可参考表2-2表1-2乘用车和商用客车人均整备质量值[2]乘用车 人均整备质量值商用客车 人均整备质量值发动机排量V/L V ≤1.0 0.15～0.16 车辆总长La/m ≤10.0 0.096～0.160 1.0<V ≤1.6 0.17～0.24 1.6<V ≤2.50.21～0.29 2.5<V ≤4.00.29～0.34 >10.0 0.065～0.130 V>4.0 0.29～0.342.2.2 汽车的载客量和装载质量（1）汽车的载客量 乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座，又称之为M 1类汽车，其他M 2、M 3类汽车的座位数、乘员数与汽车的最大设计总质量见表1-3。
（2）汽车的装载质量m e 汽车的载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。
汽车在碎石路面上行驶时，载质量约为好的行驶路面的75％～85％。
越野汽车的载质量是指越野汽车行驶时或在土路上行驶的额定在质量。
商用货车载质量m e 的确定，首先应与企业商品规划符合，其次要考虑到汽车的用途和使用条件。
原则上，货流大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车以利降低运输成本，提高效率；对货源变化频繁、运距短的市内运输车，宜采用中、小吨位的货车比较经济。
2.2.3质量系数η0m质量系数η0m 是指汽车车载质量与整车整备质量的比值，即η0m =0m me 。
该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，η0m 值越大，说明该汽车的结构和制造工艺越先进。
2.2.4汽车总质量m a汽车总质量m a 是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。
乘用车和商用客车的总质量m a 由整备质量m 0、乘员和驾驶员质量以与乘员的行李质量三部分构成。
其中，乘员和驾驶员每人质量按65kg 计，于是n n m m a α++=650（1-2） 式中，n 为包括驾驶员在内的载客数；α为行李系数。
2.2.5轴荷分配汽车的轴荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵件和稳定性等主要使用性能以与轮胎的使用寿命都有很大的影响。
因此，在总体设计时应根据汽车的布置型式、使用条件与性能要求合理地选定其轴荷分配。
汽车的布置型式对轴荷分配影响较大，对轿车而言，前置发动机前轮驱动的轿车满载时的前轴负荷最好在55％以上，以保证爬坡时有足够的附着力；前置发动机后轮驱动的轿车满载时的后轴负荷一般不大于52％；后置发动机后轮驱动的轿车满载时后轴负荷最好不超过59％，否则，会导致汽车具有过多转向特性而使操纵性变坏。