第十二章--汽车转向系

第十二章 汽车转向系

蜗杆传动

一、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择

主平面内参数：蜗杆——轴面；蜗轮——端面

1、模数m 和压力角α

（中间轴）主平面内蜗杆蜗轮传动相当于——齿条与渐开线齿轮（阿基米德蜗杆）

主平面：蜗杆——轴面1a m ,1a α；蜗轮——端面2t m ，2t α

⎪⎩

⎪⎨⎧=====22121βγαααt a t a m m m ——正确正确合条件

2、蜗杆的分度圆直径d 1和直径系数q

由于加工蜗轮须用与之啮合的蜗杆参数相同的滚刀来加工，所以对于同一尺寸的蜗杆必须一把对应的蜗轮滚刀，即对同一模数不同直径的蜗杆，必须配相应数量的滚刀。∴为了限制蜗轮滚刀的数量，取蜗杆直径d 1为标准值，并引入直径系数q.

m d q 1=——∴d 1=mq ≠mZ 1

d 1、q ——见表10-2，一般同m ，只有1~2个，q 、d 1即只面1~2把滚刀。

如采用非标准滚切或飞刀切制蜗轮，则d1，q 不受标准限制。

3、蜗杆头数Z 1

一般Z 1=1~6： 单头，i 大，易自锁，效率低，但精度好

多头杆，η↑，但加工困难，精度↓

4、导程角γ

将蜗杆分度圆上的螺旋线展开，，则蜗杆的导程角γ为

q Z d m Z d P Z d P tg a Z 11

1111====ππππγ 5、传动比和齿数比u —— 齿数比——大齿轮齿数比小齿轮齿数； 传动比——从动轮齿数比主动轮齿数 u Z Z n n i ===1221

6、蜗轮齿数Z 2

为避免根切，17min 2≥Z ，而∵b Z 22≤时，啮合区较小，传动平稳性差

∴28min 2>Z ，动力传动80max 2

∵d 2不变时，Z 2过大，m 过小，轮齿弯曲强度↓

m 不变，Z 2过大，d 2过大，蜗杆支承跨距↑，蜗杆弯曲赐度↓

7、标准中心距a

)(2

1)(2)(2121221Z Z m Z q m d d a +≠+=+=

汽车转向系概述

一、功用：改变和恢复汽车行驶方向的一套专门机构称为转向系。

二、分类及组成：

（1） 按转向能源不同分：机械转向系和动力转向系；

（2） 机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分

组成。

（3）一般机械转向系的转矩传递路径：

驾驶员施加于方向盘A一转矩→转向轴→转向万向节→转向传动轴→转向万向节B→（转向器输入轴）→转向器→（转向器输出轴）→C转向垂摇臂→转向直拉杆→左转向节臂→（左转向轮主销）→左转向节→（转向轮）→左梯形臂→转向横拉杆→右梯形臂→（右转向轮主销）→右转向节→（右转向轮）D。

其中，A到B间的零件属转向操纵机构；C到D间（梅红色部分）属转向传动机构。

梯形机构（第三节讲）

（4）动力转向系：由驾驶员体力和发动机为转向能源的转向系。液压式动力转向系组成：由一套机械转向系和液压转向装置组成。液压转向装置由转向罐、转向油泵、转向控制阀、转向动力缸组成。三、转向万向传动装置的优点：

（1）有助于转向盘和转向器等部件和组件的通用化和系列化。允许方向盘、转向器的轴线相交，甚至不在同一平面上；

（2）即使方向盘与转向器同轴线的情况下，采用万向转动装置能补偿由于零部件在车上的安装误差和安装基本（驾驶室和车架）

的变形所造成的二者轴线实际上的不重合。

能量吸收式转向柱：

（1）隔绝首次碰撞的影响：伸缩式转向中间轴、可断开式、波纹管式

（2） 保护驾驶员免受二次碰撞伤害：能量吸收、转向柱的安装角度

对吸能效果有影响。（21º~23º）。

四、转向中心、转弯半径

转向中心：为避免在汽车转向产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎的快速磨损，要求转向系能保证汽车时，所有车轮作纯滚动，这时，只有所有车轮的轴线交于一点才能实现，此交点称为转向中心。

转弯半径：转向中心到外转向轮与地面接触点的距离称为转弯半径。

在确定传动机构的转向梯形参数后，只能在一定的转交范围内近似满足转向理想关系式：

L

B ctg ctg +=βα 外内转向轮偏转角α和β，B 为两侧转向轮主销轴线与地面交点间距离；L 为轴距。

转向器角传动比1ωi ：转向盘的转角增量与转向摇臂角相应增量之

比；

转向传动机构角传动比2ωi ：转向摇臂转角增量与转向盘所在一侧

的转向节转角相应增量之比；

转向系角传动比ωi ：转向盘角增量与同侧转向节相应角增量之

比。

21ωωωi i i ⨯=

对ωi 的分析：

（1）ωi 愈大，施加于方向盘的转向力矩愈小（地面阻力矩一定）；

（2）

i愈大，为得到一定转向节偏角所需的转向盘转角过大；

ω

（3）手感差，即路面阻力矩通过转向传动机构传至转向盘的感觉就差。

为解决省力（

i↑），提高灵敏度和手感（ωi↓）的矛盾，添加了

ω

动力转向装置同时满足省力和提高灵敏度和手感的要求。

转向器及转向操纵机构

一、概念

转向器传动效率：转向器的输出功率与输出功率之比。

正效率：功率由转向器输入，由转向摇臂输出的情况下的传动效率。

逆效率；功率由转向摇臂输入，由转向器输出的情况下的传动效率。

可逆转向器：逆效率很高，转向器容易将经转向传动机构传来的路面反力传到转向轴和转向盘上，有利于转向结束后转向轮和转向盘的自动回正。但在坏路对车轮的冲击会发生转向盘“打手”的现象。经常驶于良好路面上的汽车用。

不可逆转向器：逆效率很低。失去路感。

极限可逆转向器：逆效率略高于不可逆转向器。综合考虑打手和失去路感。中型越野车或工程车辆用。

转向盘自由行程：