这不仅可以提高转向系统的刚度。还可以防止工作时产生冲击和噪声转向器占用的体积小没有转向摇臂和直拉杆，所以转向轮转角可以增大制造成本低。齿轮齿条式转向器的主要缺点是因逆效率高，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间冲击力的大部分能传至转向盘，称之为反冲。反冲现象会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车行驶方向，转向盘突然转动又会造成打手，同时对驾驶员造成伤害。根据输入齿轮位置和输出特点不同，齿轮齿条式转向起有四种形式，如图.所示中间输入，两端输出侧面输入，两端输出侧面输入，中间输出侧面输入，端输出。图.齿轮齿条式转向器有四种形式采用侧面输入，中间输出方案时，与齿条连的左，右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近。由于拉杆长度增加，车轮上下跳动时拉杆摆角减小，有利于减少车轮上下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。拉杆与齿条用螺栓固定连接，因此，两拉杆会与齿条同时向左或右移动，为此在转向器壳体上开有轴向的长槽，从而降低它的强度。采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受到限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。采用齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合，则运转平稳降低，冲击大，工作噪声增加。此外，齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角，为此因与总体布置不适应而遭淘汰。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，而且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于满足总体设计的要求。因为斜齿工作时有轴向力作用，所以转向器应该采用推力轴承，使轴承寿命降低，还有斜齿轮的滑磨比较大是它的缺点。齿条断面形状有圆形形和形三种。圆形断面齿条的制作工艺比较简单。形和形断面齿条与圆形断面比较，消耗的材料少，约节省，故质量小位于齿下面的两斜面与齿条托座接触，可用来防止齿条绕轴线转动形断面齿条的齿宽可以做得宽些，因而强度得到增加。在齿条与托座之间通常装有用减磨材料如聚四氟乙烯做的垫片，以减少滑动摩擦。当车轮跳动转向或转向器工作时，如在齿条上作用有能使齿条旋转的力矩时，应选用形和形断面齿条，用来防止因齿条旋转而破坏齿轮齿条的齿不能正确啮合的情况出现。为了防止齿条旋转，也有在转向器壳体上设计导向槽的，槽内嵌装导向块，并将拉杆导向块与齿条固定在起。齿条移动时导向块在导向槽内随之移动，齿条旋转时导向块可防止齿条旋转。要求这种结构的导向块与导向槽之间的配合要适当。配合过紧会为转向和转向轮回正带来困难，配合过松齿条仍能旋转，并伴有敲击噪声。根据齿轮齿条式转向器和转向梯形相对前轴位置的不同，齿轮齿条式转向器在汽车上有四种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。图.齿轮齿条式转向器在汽车上有四种布置齿轮齿条式转向器广泛应用于乘用车上。车载质量不大，前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器。其他转向器除齿轮齿条转向器外，还有循环球式转向器，蜗杆滚轮式转向器，蜗杆指销式转向器等。循环球式转向器的主要缺点是逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高,因此循环球式转向器主要用于商用车上。蜗杆滚轮式转向器的主要缺点是正效率低工作齿面磨损以后，调整啮合间隙比较困难转向器的传动比不能变化。固定销蜗杆指销式转向器的结构简单制造容易但是因销子不能自转，销子的工作部位基本保持不变，所以磨损快工作效率低。旋转销式转向器的效率高磨损慢，但结构复杂。所以我的设计选用齿轮齿条式转向器为动力转向装置。.齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择图.采用如图所示的布置形式图.采用如图所示的侧面输入两端输出的结构形式。.数据的确定根据以上的论述，本次设计初选数据如下轮距轴距满载轴荷分配前后总质量轮胎主销偏移距轮胎压力.方向盘直径最小转弯半径.转向梯形臂主销中心距表.初选数据参考型轻型载货汽车底盘架构和上海通用别克赛欧汽车转向操作机构.本章小结本章对转向系统的设计要求进行分析，确定转向梯形的设计方案，并对最小转弯半径进行计算。机械转向器的类型选用齿轮齿条式转向器，因其具有结构简单紧凑壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小传动效率高达等优点。最后确定本次设计的初选数据。第章转向系主要性能参数.转向系的效率功率从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为转向器的正效率，用符号表示，反之称为逆效率，用符号表示。正效率计算公式.逆效率计算公式式中，为作用在转向轴上的功率为转向器中的磨擦功率为作用在转向摇臂轴上的功率。正效率高，转向轻便转向器应具有定逆效率，以保证转向轮和转向盘的自动返回能力。但为了减小传至转向盘上的路面冲击力，防止打手，又要求此逆效率尽可能低。影响转向器正效率的因素有转向器的类型结构特点结构参数和制造质量等。转向器的正效率影响转向器正效率的因素有转向器的类型结构特点结构参数和制造质量等。转向器类型结构特点与效率在四种转向器中，齿轮齿条式循环球式转向器的正效率比较高，而蜗杆指销式特别是固定销和蜗杆滚轮式转向器的正效率要明显的低些。同类型转向器，因结构不同效率也不样。如蜗杆滚轮式转向器的滚轮与支持轴之间的轴承可以选用滚针轴承圆锥滚子轴承和球轴承。选用滚针轴承时，除滚轮与滚针之间有摩擦损失外，滚轮侧翼与垫片之间还存在滑动摩擦损失，故这种轴向器的效率η仅有。另外两种结构的转向器效率分别为和。转向摇臂轴的轴承采用滚针轴承比采用滑动轴承可使正或逆效率提高约。转向器的结构参数与效率如果忽略轴承和其经地方的摩擦损失，只考虑啮合副的摩擦损失，对于蜗杆类转向器，其效率可用下式计算.式中，为蜗杆或螺杆的螺线导程角为摩擦角，为磨擦因数。转向器的逆效率根据逆效率不同，转向器有可逆式极限可逆式和不可逆式之分。路面作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向盘，这种逆效率较高的转向器属于可逆式。它能保证转向轮和转向盘自动回正，既可以减轻驾驶员的疲劳，又可以提高行驶安全性。但是，在不平路面上行驶时，传至转向盘上的车轮冲击力，易使驾驶员疲劳，影响安全行驾驶。属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。不可逆式和极限可逆式转向器不可逆式转向器，是指车轮受到的冲击力不能传到转向盘的转向器。该冲击力转向传动机构的零件承受，因而这些零件容易损坏。同时，它既不能保证车轮自动回正，驾驶员又缺乏路面感觉，因此，现代汽车不采用这种转向器。极限可逆式转向器介于可逆式与不可逆式转向器两者之间。在车轮受到冲击力作用时，此力只有较小部分传至转向盘。如果忽略轴承和其它地方的磨擦损失，只考虑啮合副的磨擦损失，则逆效率可用下式计算.式.和式.表明增加导程角，正逆效率均增大。受增大的影响，不宜取得过大。当导程角小于或等于磨擦角时，逆效率为负值或者为零，此时表明该转向器是不可逆式转向器。为此，导程角必须大于磨擦角。.传动比变化特性转向系传动比转向系的传动比包括转向系的角传动比和转向系的力传动比。转向系的力传动比.转向系的角传动比.转向系的角传动比由转向器角传动比和转向传动机构角传动比组成，即.转向器的角传动比.转向系角传动比商用车约为，轿车约为，此处取转向传动机构的角传动比.力传动比与转向系角传动比的关系转向阻力与转向阻力矩的关系式.作用在转向盘上的手力与作用在转向盘上的力矩的关系式.将式.式.代入后得到.如果忽略磨擦损失，根据能量守恒原理，可用下式表示.将式.代入式.后得到.当和不变时，力传动比越大，虽然转向越轻，但也越大，表明转向不灵敏。转向器角传动比的选择转向器角传动比可以设计成减小增大或保持不变的。影响选取角传动比变化规律的主要因素是转向轴负荷大小和对汽车机动能力的要求。若转向轴负荷小或采用动力转向的汽车，不存在转向沉重问题，应取较小的转向器角传动比，以提高汽车的机动能力。若转向轴负荷大，汽车低速急转弯时的操纵轻便性问题突出，应选用大些的转向器角传动比。汽车以较高车速转向行驶时，要求转向轮反应灵敏，转向器角传动比应当小些。汽车高速直线行驶时，转向盘在中间位置的转向器角传动比不宜过小。否则转向过分敏感，使驾驶员精确控制转向轮的运动有困难。转向器角传动比变化曲线应选用大致呈中间小两端大些的下凹形曲线，如图.所示。图.转向器角传动比变化特性曲线转向器传动副的传动间隙传动间隙是指各种转向器中传动副之间的间隙。该间隙随转向盘转角的大小不同而改变，并把这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性图.。研究该特性的意义在于它与直线行驶的稳定性和转向器的使用寿命有关。传动副的传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置时要极小，最好无间隙。若转向器传动副存在传动间隙，旦转向轮受到侧向力作用，车轮将偏离原行驶位置，使汽车失去稳定。传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度要比两端快。在中间附近位置因磨损造成的间隙过大时，必须经调整消除该处间隙。为此，传动副传动间隙特性应当设计成图所示的逐渐加大的形状。图.转向器传动副传动间隙特性.转向器传动副传动间隙特性图中曲线表明转向器在磨损前的间隙变化特性曲线表明使用并磨损后的间隙变化特性，并且在中间位置处已出现较大间隙曲线表明调整后并消除中间位置处间隙的转向器传动间隙变化特性。.转向盘的总转动圈数转向盘从个极端位置转到另个极端位置时所转过的圈数称为转向盘的总转动圈数。它与转向轮的最大转角及转向系的角传动比有关，并影响转向的操纵轻便性和灵敏性。乘用车转向盘的总转动阁数较少，般约在.圈以内商用车般不宜超过圈。本设计为轻型商用车，所以取圈。.本章小结以上内容是针对转向系的主要参数进行计算，力与角的传动比直接影响到行驶的舒适性和安全性，影响选取角传动比变化规律的主要因素是转向轴负荷大小和对汽车机动能力的要求。并对转向器传动副传动间隙特性进行研究，研究该特性的意义在于它与直线行驶的稳定性和转向器的使用寿命有关。第章转向器设计计算.转向系计算载荷的确定为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有足够的强度。欲验算转向系零件的强度，需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷，地面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力车轮稳定阻力轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。精确地计算这些力是困难的，为此推荐用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地