货车循环球式转向系统设计

螺杆与螺母的螺旋滚道为单头单螺旋线的，且具有不变的螺距。

转向盘与转向器左置时转向螺杆为左旋，右置时为右旋。

钢球直径约为。

般应参考同类型汽车的转向器选取钢球直径，并应使之符合国家标准。

钢球直径尺寸差应不超过。

显然，大直径的钢球其承载能力亦大，但也使转向器的尺寸增大。

钢球的数量也影响承载能力，增多钢球使承载能力增大，但也使钢球的流动性变差，从而需要降低传动效率。

经验表明在每个环路中以不大于为好。

转向器的计算和校核循环球式转向器零件的强度计算为了进行强度计算，首先要确定其计算载荷。

式曾给出了汽车在粗糙的硬路面上作原地转向时转向轮的转向阻力矩，利用它可求得转向摇臂上的力矩和在转向盘上的切向力，它们均可作为转向系的最大计算载荷。

但对前轴负荷大的重型载货汽车，用关系式计算出来的力，往往会超过司机在体力上的所能施展的力量。

这时在计算转向器的零件具体参数时，可取司机作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力。

确定计算载荷后，即可计算转向系零件的强度。

汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩﹒即式中，为轮胎和路面间的滑动摩擦因数，般取为前轴负荷轮胎气压。

由表可知道前轴负荷，因此确定计算载荷后，即可计算转向系零件的强度。

转向系力传动比为转向系角传动比为转向盘直径取为主销偏移距，货车的值般在范围内选取，这里取，所以作用在转向盘上的手力为，代入数据得轮胎与地面之间的转向阻力和作用在转向盘上的手力有以下关系代入数据有循环球式转向器零件强度计算钢球与滚道间的接触应力式中系数，根据查表求得，其中用下式计算螺杆外半径螺杆与螺母滚道截面的圆弧半径钢球直径，此，取材料弹性模量，每个钢球与螺杆滚道之间的正压力转向盘圆周力转向盘轮缘半径螺杆螺线导程角钢球与滚道间的接触角参与工作的钢球数钢球接触点至螺杆中心线之距离。

当钢球与滚道的接触表面的硬度为时，许用接触应力那么则有表系数与的关系齿的弯曲应力齿扇齿的弯曲应力为，许用弯曲应力为式中，为作用在齿扇上的圆周力为齿扇的齿高为齿扇的齿宽为基圆齿厚。

齿扇啮合半径取转向摇臂轴直径的确定转向摇臂轴的直径可根据转向阻力矩及材料的扭转强度极限由下式确定式中，安全系数，根据使用条件可取，取为转向阻力矩，扭转强度极限，转向摇臂轴采用或钢，表面渗碳，渗碳层深为，重型汽车和前轴负荷大的汽车，为。

淬火后表面硬度。

转向器壳体采用球墨铸铁或可锻铸铁，制造。

动力转向机构设计对动力转向机构的要求运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动转向盘的转角之间保持定的比例关系。

随着转向轮阻力的增大或减小，作用在转向盘上的手力必须增大或减小，称之为路感。

当作用在转向盘上的切向力时因汽车形式不同而异，动力转向器就应开始工作。

转向后，转向盘应自动回正，并使汽车保持在稳定的直线行驶状态。

工作灵敏，即转向盘转动后，系统内压力能很快增长到最大值。

动力转向失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。

密封性能好，内外泄漏少。

动力转向机构布置方案液压式动力转向因为油液工作压力高，动力缸尺寸小质量小，结构紧凑，油液具有不可压缩性，灵敏度高以及油液的阻尼作用可吸收路面冲击等优点而被广泛应用。

动力转向机构布置方案由分配阀转向器动力缸液压泵贮油罐和油管等组成液压式动力转向机构。

根据分配阀转向器和动力缸三者相互位置的不同，它分为整体式图和分置式两类。

后者按分配阀所在位置不同又分为分配阀装在动力缸上的称为联阀式，见图分配阀装在转向器和动力缸之间的拉杆上称为连杆式，见图分配阀装在转向器上的称为半分置式，见图在分析比较上述几种不同动力转向机构布置方案时，常从结构上是否紧凑转向器主要零件是否承受由动力缸建立起来的载荷拆装转向器是否容易管路，特别是软管的管路长短转向轮在侧向力作用下是否容易引起转向轮摆振能不能采用典型转向器等方面来做比较。

例如整体式动力转向器，由于分配阀转向器动力缸三者装在起，因而结构紧凑，管路也短。

在转向轮受到侧向力作用时或者发动机的振动不会影响分配阀的振动，因而不能引起转向轮摆振。

它的缺点是转向摇臂轴摇臂等转向器主要零件，都要承受由动力缸所建立起来的载荷，因此必须加大它们的尺寸和质量，这对布置它们带来不利的影响。

同时还不能采用典型转向器，拆装转向器时要比分置式的困难。

除此之外，由于对转向器的密封性能要求高，这对转向器的设计，特别是重型汽车的转向器设计带来困难。

整体式动力转向器多用于轿车和中型货车分配阀转向器动力缸图动力转向机构布置方案图分配阀的结构方案分配阀有两种结构方案分配阀中的阀与阀体以轴向移动方式来控制油路的称为滑阀式，以旋转运动来控制油路的称为转阀式。

滑阀式分配阀结构简单，生产工艺性较好，易于布置，使用性能较好，曾得到广泛应用。

转阀式与滑阀式比较，灵敏度高，密封件少，结构较为先进。

由于转阀式是利用扭杆弹簧使转阀回位，所以结构复杂。

转阀式分配阀在国内外均得到广泛应用。

本文设计采用滑阀。

动力转向机构的计算动力缸尺寸的计算动力缸的主要尺寸有动力缸内径活塞行程活塞杆直径和动力缸壳体壁厚。

动力缸的布置若如图所示，则在计算前，应先行确定作用在直拉杆上的力。

图动力缸的布置此力应用式计算出来的转向阻力矩换算。

式中，汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩转向直拉杆长度，取为动力缸应产生的推力用下式计算式中，为转向摇臂长度为转向摇臂轴到动力缸活塞之间的距离。

推力与工作油液压力和动力缸截面面积之间有如下关系所以因为动力缸活塞两侧的工作面积不同，应按较小侧的工作面积来计算，即式中，为动力缸内径角处则用滚压工艺增强。

球形铰接的壳体则用钢或制造。

转向横拉杆及其端部转向横拉杆与梯形转向杆系的相似。

球头销通过螺纹与齿条连接。

当这些球头销依制造厂的规范拧紧时，在球头销上就作用了个预载荷。

防尘套夹在转向器两侧的壳体和转向横拉杆上，这些防尘套阻止杂物进入球销及齿条中。

转向横拉杆端部与外端用螺纹联接。

这些端部与梯形转向杆系的相似。

侧面螺母将横拉杆外端与横拉杆锁紧图。

杆件设计结果转向梯形臂转向横拉杆横拉杆锁紧螺母外接头壳体球头销六角开槽螺母球碗端盖梯形臂开口销图转向横拉杆外接头表转向横拉杆及接头的尺寸设计参数序号项目符号尺寸参数横拉杆总长横拉杆直径螺纹长度外接头总长球头销总长球头销螺纹公称直径外接头螺纹公称直径内接头总长内接头螺纹公称直径结论转向系统是汽车的个重要组成部分，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。

本文第章简述了转向系统的功能要求分类，以及转向系统设计的思路第二章概述了转向系统方案选择的依据，以及分析了转向系统设计的主要参数选择。

第三章通过比较各种转向器的优缺点，选用了循环球式转向器，并做了具体的介绍和各种数据的计算，最后对循环球式转向器进行必要的强度计算。

第四章对汽车动力转向机构进行简单的介绍，并对动力转向机构的布置方案进行比较选择并进行动力转向机构的各种尺寸计算。

第五章对转向传动系统进行了设计校核。

本文亦存在着需要改进的地方，如在转向梯形的优化中，应该考虑前轮定位参数三维模型对其的影响，以及需要对转向系模型进行有限元分析，但由于本人实际经验不足，能力有待提高，这些工作有待进步开展。

毕业设计已经完成，在这次毕业设计中我对自己以前的知识又进行了次重温，更加深入地了解了这些知识。

但同时也了解到自己能力的不足和知识面的狭窄，以后应该更加努力地进行学习。

由于此次设计水平有限，在设计中必会出现许多不完善的地方。

希望老师加以纠正。

参考文献王望予汽车设计北京机械工业出版社，成大先机械设计手册北京化学工业出版社，濮良贵，纪名刚机械设计高等教育出版社陈秀宁，施高义机械设计课程设计浙江大学出版社孙开元，骆素君常见机构设计及应用图例化学工业出版社孙成玉，言梦林汽车转向梯形机构最佳方案的设计传动技术王彦会多轴转