第七章转向系设计课件

转向操纵的轻便性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。
轿车
货车
机械转向
50~100N
250N
动力转向
20~50N
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120N
轿车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2.0圈；
货车则要求不超过3.0圈。
第二节 机械式转向器方案分析
根据机械 式转向器 结构特点
循环球式转向器
循环球式转向器的间隙调整机构
3.蜗杆滚轮式、蜗杆指销式 蜗杆滚轮式转向器由蜗杆和滚轮啮合而构成。 优点：结构简单；制造容易；强度比较高、工作可靠、寿命长；逆效率低。 缺点：正效率低；调整啮合间隙比较困难；传动比不能变化。 蜗杆指销式转向器有固定销式和旋转销式两种形式。 根据销子数量不同，又有单销和双销之分。 蜗杆指销式转向器优点：传动比可以做成不变的或者变化的；工作面间隙调整 容易。 固定销式转向器的结构简单、制造容易。但销子的工作部位磨损快、工作效率 低。 旋转销式转向器的效率高、磨损慢，但结构复杂。 要求摇臂轴有较大的转角时，应采用双销式结构。双销式转向器的结构复杂、 尺寸和质量大，并且对两主销间的位置精度、螺纹槽的形状及尺寸精度等要求高。 此外，传动比的变化特性和传动间隙特性的变化受限制。 蜗杆滚轮式和蜗杆指销式转向器应用较少。
动力转向是在机械转向的基础上，加装动力系统，并借助此系统来减轻 驾驶员的手力。
动力转向包括液压式动力转向和电控式动力转向。
液压式动力转向已在汽车上广泛应用。近年来，电控动力转向已得到较
快发展。
汽车转向系动画演示
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
根据齿轮齿条式转向器和转向梯形相对前轴位置的不同，布置形式： * 转向器位于前轴后方，后置梯形； * 转向器位于前轴后方，前置梯形； * 转向器位于前轴前方，后置梯形； * 转向器位于前轴前方，前置梯形。
齿轮齿条式转向器的四种布置形式
齿轮齿条式转向器广泛应用于各种级别的轿车上。 装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车上。
第一节 概 述
功用： 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。 形式和组成： 汽车转向机构 机械转向 由转向盘、转向器和转向传动机构等组成。
动力转向 动力转向还包括动力系统。
机械转向是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。
二、防伤安全机构方案分析计算
有关资料分析表明：汽车正面碰撞时，转 向盘、转向管柱是使驾驶员受伤的主要元件。
转向盘、转向管柱等有关零件在撞击是产 生塑性变形、弹性变形或是利用摩擦等来吸收 冲击能量，能防止或者减轻驾驶员受伤。
在汽车发生正面碰撞时，转向传动轴采用 了万向节连接，并且布置合理，便可防止转向 盘向驾驶室内移动，危及驾驶员安全。如图76所示。
第七章 转向系设计
第七章 转向系设计
本章主要学习： （1）转向系的设计要求； （2）机械式转向器方案分析 ； （3）转向系主要性能参数 ； （4）动力转向机构 ； （5）转向梯形机构方案及整体式转向梯形
机构优化设计。
第七章 转向系设计
• 第一节 概述 • 第二节 机械式转向器方案分析 • 第三节 转向系主要性能参数 • 第四节 动力转向机构 • 第五节 转向梯形
图7-6 防伤转向传动轴简图
图7-7所示在轿车上应用的防伤安全机构。 转向轴分为两段，上转向轴的下端与下转向轴 上端通过两个圆头圆柱销相连。在受到一定数 值的轴向力时，上、下转向轴能自动脱开，以 保证驾驶员的安全。
齿轮齿条式转向器 循环球式转向器 蜗杆滚轮式转向器 蜗杆指销式转向器等
一、机械式转向器方案分析 1.齿轮齿条式 优点： ➢结构简单、紧凑、体积小、质量轻； ➢传动效率高达90%； ➢可自动消除齿间间隙；
自动消除间隙装置
➢没有转向摇臂和直拉杆，转向轮转角可以增大； ➢制造成本低。 缺点：逆效率高（60%~70%）。
两侧输出方案
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，常用在平头微型货车上。
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。
齿条断面形状
圆形
圆形断面齿条制作工艺比较简单。
V形
Y形
V形和Y形断面齿条与圆形断面比较，消耗的材料少，故质量小。
轮产生的摆动最小。 5）转向灵敏，最小转弯直径小。 6）操纵轻便。 7）转向轮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中应有间隙调整机构。 9）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 10）转向盘转动方向与汽车行驶方向的改变相一致。
正确设计转向梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬 时转向中心旋转。
自动回正能力决定于转向轮的定位参数和转向器逆效率的大小。合理 确定转向轮的定位参数，正确选择转向器的形式，可以保证汽车具有良好 的自动回正能力。
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， 其最小转弯半径能达到汽车轴距的2~2.5倍。
汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间的冲击力，大 部分能传至转向盘。
根据输入齿轮位置和输出特点不同，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。
齿轮齿条式转向器的四种形式
侧面输入、中间输出方案
由于拉杆长度增加，车轮上、下跳动时位杆摆角减小，有利于减 少车轮上、下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。
2.循环球式 组成： 螺旋槽内装有钢球的螺杆和螺母 传动副， 螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成 的传动副。 优点： 传动效率可达到75%~85%； 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容易； 适合用来做整体式动力转向器。 缺点：逆效率高，结构复杂，制 造 困难，制造精度要求高。 应用：主要用于货车和客车上。