行参数计算。依此对转向机构进行设计。在此设计中已完成的部分有以汽车作为研究对象，介绍了汽车转向机构的类型组成以及转向机构的设计和转向性能并综合评价汽车转向机构的发展趋势。对多种转向器的设计方案进行分析，确定了最符合设计题目的总体方案。对转向机构的参数进行了分析计算，设计转向器的总体结构。通过计算确定了转向器的各部分尺及结构，介绍了其原理。进行了强度计算，确保了转向机构的可靠性。对设计的转向机构介绍了简单的维护保养方法。在本设计中，力求达到合理完善可靠经济，但在许多情况下，无法达到理想的要求，只是抓住主要矛盾解决工程中实际问题。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。精确地计算出这些力是困难的。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转向阻力矩•.式中轮胎和路面间的滑动摩擦因数，般取.转向轴负荷轮胎气压。将原始数据代入公式.得，•。作用在转向盘上的手力为.式中转向摇臂长转向节臂长，转向盘直径，根据汽车设计设计手册，取转向器角传动比，般取转向器正效率，般取.。根据公式.，代入参数得，。对给定的汽车，用式计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。然而，对于前轴负荷大的重型货车，用上式计算的力往往超过驾驶员生理上的可能，在此情况下对转向器和动力转向器动力缸以前零件的计算载荷，应取驾驶员作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力，此力为。根据汽车的前轴负荷来选取循环球式转向器齿扇齿模数.表.循环球式转向器齿扇齿模齿扇齿模数．轿车排量前轴负荷货车和大客车前轴负荷最大装载质量因为是货车，所以.。.转向器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正效率，用符号表示。.反之称为逆效率，用符号表示。.式中转向器中的摩擦功率作用在转向摇臂轴上的功率。为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高。为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有定的逆效率。为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之间的作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手又要求此逆效率尽可能低。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前述四种转向器中，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等三种结构之。第种结构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，故这种转向器的效率仅有。螺杆钢球和螺母传动副以及螺母上的齿条和摇臂轴上的齿扇传动副后者为螺杆钢球和螺母传动副以及螺母上的销座与摇臂轴的锥销或球销传动副。两种结构的调整间隙方法均是利用调整螺栓移动摇臂轴来进行调整。循环球式转向器的传动效率高工作平稳可靠，螺杆及螺母上的螺旋槽经渗碳淬火及磨削加工，耐磨性好寿命长。齿扇与齿条啮合间隙的调整方便易行，这种结构与液力式动力转向液压装置的匹配布置也极为方便。循环球式转向器有螺杆和螺母共同形成的螺栓槽内装钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成，如图所示。循环球式转向器的优点是在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，因而传动效率可以达到在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺杆螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的使用寿命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工作容易进行图适合用来做整体式动力转向器。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。循环球式转向器主要用于商用车上。图.循环球式转向器示意图图.循环球式转向器的间隙调整机构.蜗杆滚轮式转向器蜗杆滚轮式转向器由蜗杆和滚轮啮合而构成。主要优点是结构简单制造容易因为滚轮的齿面和蜗杆上的螺纹呈面接触，所以有比较高的强度，工作可靠，磨损小，寿命长逆效率低。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。这种转向器曾在汽车上广泛使用过。.蜗杆指销式转向器蜗杆指销式转向器的销子如不能自转，称为固定销式蜗杆指销式转向器销子除随同摇臂轴转动外，还能绕自身州县转动的，称为旋转销式转向器。根据销子数量不同，又有单销和双销之分。蜗杆指销式转向器的优点是转向器的传动比可以做成不变的或者变化的指销和蜗杆之间的工作面磨损后，调整间隙工作容易进行。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。要求摇臂轴有较大的转角时，应该采用双销式结构。双销式转向器在直线行驶区域附近，两个销子同时工作，可降低销子上的负荷，减少磨损。当个销子脱离啮合状态是，另个销子要承受全部作用力，而恰恰在此位置，作用力达到最大值，所以设计师要注意核算其强度。双销与单销蜗杆指销式转向器比较，结构复杂尺寸和质量大，并且对两主销间的位置精度蜗杆上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。蜗杆指销式转向器应用较少。.转向盘的尺寸及布置转向盘有轮毂轮缘和轮辐组成。采用最大直径的转向盘，会使驾驶员进出驾驶室感到困难若采用较其次，线控转向系统还需要在可靠性与成本之间做出较好的平衡线控转向还将与其它的汽车电气系统通过总线连接在中央控制器上，由中央控制器统协调控制汽车的运用，从而实现汽车电气的体化和智能化总之，线控转向在的基础上，将转向系统的发展又推进了步，它将为实现汽车智能化驾驶提供技术支持。.设计研究的主要内容通过阅读资料，分析与确定转向机构的整体设计方案。对设计参数进行分析与确定，并在此基础上对转向机构计算研究。对设计结果进行强度计算校核以保证转向机构的可靠性，安全性。第章转向机构方案分析根据所采用的转向传动副的不同，转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式循环球式球面蜗杆滚轮式蜗杆指销式等。对转向其结构形式的选择，主要是根据汽车的类型前轴负荷使用条件等来决定，并要考虑其效率特性角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能寿命制造工艺等。中小型轿车以及前轴负荷小于.的客车货车，多采用齿轮齿条式转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾广泛用在轻型和中型汽车上，例如当前轴轴荷不大于.且无动力转向和不大于带动力转向的汽车均可选用这种结构型式。循环球式转向器则是当前广泛使用的种结构，高级轿车和轻型及以上的客车货车均多采用。轿车客车多行驶于好路面上，可以选用正效率高可逆程度大些的转向器。矿山工地用汽车和越野汽车，经常在坏路或在无路地带行驶，推荐选用极限可逆式转向器，但当系统中装有液力式动力转向或在转向横拉杆上装有减振器时，则可采用正逆效率均高的转向器，因为路面的冲击可由液体或减振器吸收，转向盘不会产生“打手现象”。关于转向器角传动比对使用条件的适应性问题，也是选择转向器时应考虑的个方面。对于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说，转向的轻便性不成问题，而主要应考虑汽车高速直线行驶的稳定性和减小转向盘的总圈数以提高汽车的转向灵敏性。因为高速行驶时，很小的前轮转角也会导致产生较大的横向加速度使轮胎发生侧滑。这时应选用转向盘处于中间位置时角传动比较大而左右两端角传动比较小的转向器。对于前轴负荷较大且未装动力转向的汽车来说，为了避免“转向沉重”，则应选择具有两端的角传动比较大中间较小的角传动比变化特性的转向器。.齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器由与转向轴做成体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成体的齿条组成。与其他形式的转向器比较，齿轮齿条式转向器最主要的优点是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齿轮与齿条之间因磨损出现间隙以后，利用装在齿条背部靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧。能自动消除齿间间隙，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。反冲速传感器的信号进行分析处理后，控制电机产生适当的助力转矩，协助驾驶员完成转向操作。近几年来，随着电子技术的发展，大幅度降低的成本已成为可能，日本的大发汽车公司三菱汽车公司本田汽车公司美国的汽车系统公司公司及德国的公司都相继研制出。到目前为止，系统在轻微型。电动助力转向系统主要是在机械式转向系统的基础上加上了传感器包括车速传感器转矩传感器和小齿轮位置传感器电子控制单元助力电机电磁离合器和减速机构而构成。电动助力转向系统可根据减速机构的不同分为蜗轮蜗杆式助力机构和差动轮系式的主力机构两种形式。差动轮系机构具有转向路感平滑稳定转向灵敏性可调，更适合前轴负载小且对高速操纵性能要求较高的轿车上，而蜗轮蜗杆机构具有助力大小可调整，适合前轴负载大转向沉重主要目的是降低转向力且对高速操纵性能要求不高的载货汽车上。另外电动助力转向系统还可以根据电动机和减速机构位置的不同分为轴助力式电机和减速装置装在转向传动轴上，转向小齿轮助力式电机和减速装置装在输入小齿轮上，另端小齿轮助力式电机和减速装置装在另端小齿轮上，齿条助力式电机和减速装置套在齿条外侧。电动助力转向系统主要的优点有自由度高，助力特性可以灵活的依据转向时的车速横向加速度汽车重量电池电压车轮气压等产生不同的助力，且修改方便结构简单，相交与液压助力转向系统少了液压泵转阀液压管道等复杂的液压机构，不仅节省了大量的空间，也减少了的重量节能，对于驾驶员来说，最大的优点就是能相较于传统的液压助力式的转向系统提升约的燃油经济性。这是由于只在转向时才工作，而液压转向系统不管需不需要助力都直在运行，尤其在汽车高速行驶时，原本这时是最不需要转向助力的，而这时液压泵的功率消耗却是最大的减振，系统具有较高的惯性力矩，对于来自轮胎的外部干扰可起到缓冲振动的作用。在高速相较于液压转向系统减振环保，由于不存在液压油泄漏等问题使得相较于液压转向更为环保。从整体上来讲国内近年来对于的研究发展很快，尤其是在控制策略的研究上，已经将不同的控制方法引如中，并通过实验和分析不断地完善和改进，但是在对于细节的优化上距离国外还有相当的差距，而且目前国内除了吉利汽车，还尚未自主知识产权的，距离的批量化生产也还有段路要走。尽管电控液压助力装置从定程度上缓解了传统的液压转向中轻便性和路感之间的矛盾，然而它还是没有从根本上解决系统存在的不足，随着汽车微电子技术的发展，汽车燃油节能的要求以及全球性倡导环保，其在布置安装密封性操纵灵敏度能量消耗磨损与噪声等方面的不足已越来越明显，转向系统向着电动助力转向系统发展。动力转向系是在驾驶员的控制下，借助于汽车发动机产生的液压力或电动机驱动力来实现车论转向。由于采用动力转向可以减少驾驶员手动转向力矩，改善汽车的转向轻便性和汽车的操纵稳定性，因此在国外不仅在商用车上，而且在中高级轿车和轻型车上也逐渐普遍应用。动力转向系统主要有液压助力式气动助力式和电动助力式等三种形式。其中液压助力转向系统由于其工作压