汽车转向系设计.docVIP

§1.6 转向系统传动比分析 设计取转向系角传动比、方向盘外径，故力传动比。 式中ψ：道路阻尼系数，取0.9， G：整车满载质量 图1-11为考虑主销内倾时受力 图1-10考虑主销后倾角是受力 图1-11 考虑主销内倾时受力 §2.1 原地转向阻力矩的计算设计计算和说明 计算结果 式中 ——轮胎和路面间的滑动摩擦因数； ——转向轴负荷，单位为； ——轮胎气压，单位为。 §.2 作用在转向盘上的手力设计计算和说明 计算结果 式中 ——转向摇臂长, 单位为； ——原地转向阻力矩, 单位为； ——转向节臂长, 单位为； ——为转向盘直径,单位为； ——转向器角传动比； ——转向器正效率。 因齿轮齿条式转向传动机构无转向摇臂和转向节臂，故不代入 对给定的汽车，用上式计算出来的作用力是最大值。因此可用此值作为计算载荷。 §.3转向横拉杆直径的确定 设计计算和说明 计算结果 ； 取 §.4初步估算主动齿轮轴直径设计计算和说明 计算结果 取 §.5 齿轮齿条式转向器的设计 §.5.1 齿条的设计 齿条是在金属壳体内来回滑动的，加工有齿形的金属条。转向器壳体是安装在前横梁或前围板的固定位置上的。齿条代替梯形转向杆系的摇杆和转向摇臂，并保证转向横拉杆在适当的高度以使他们与悬架下摆臂平行。齿条可以比作是梯形转向杆系的转向直拉杆。导向座将齿条支持在转向器壳体上。齿条的横向运动拉动或推动转向横拉杆，使前轮转向(图-11）。 图-1 齿条 表-5 齿条的尺寸设计参数 序号 项目 符号 尺寸参数() 1 总长 0（两端球心距离） 2 直径 3 齿数 2 4 法向模数 §2.5.2 齿轮的设计 齿轮是一只切有齿形的轴。它安装在转向器壳体上并使其齿与齿条上的齿相啮合。齿轮齿条上的齿可以是直齿也可以是斜齿。齿轮轴上端与转向柱内的转向轴相连。因此，转向盘的旋转使齿条横向移动以操纵前轮。齿轮轴由安装在转向器壳体上的球轴承支承。 斜齿的弯曲增加了一对啮合齿轮参与啮合的齿数。相对直齿而言，斜齿的运转趋于平稳，并能传递更大的动力。 表-6 齿轮轴的尺寸设计参数 序号 项目 符号 尺寸参数(mm) 1 总长 125 2 齿宽 3 齿数 4 法向模数 5 螺旋角 14° 6 螺旋方向 左旋 §.5.3 转向横拉杆及其端部的设计 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一个预载荷。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-2）。 转向横拉杆 序号 项目 符号 尺寸参数() 1 横拉杆总长（使用长度） 2 横拉杆直径 1 3 螺纹长度 4 4 极限长度 5 球头销总长 7 6 球头销螺纹公称直径 M1×1 图-2 转向横拉杆外接头 §.5.4齿条调整 图-3 设计齿条间隙调整装置 一个齿条导向座安装在齿条光滑的一面。齿条导向座和与壳体螺纹连接 的调节螺塞之间连有一个弹簧。此调节螺塞由锁紧螺母固定。齿条导向座的 调节使齿轮、齿条间有一定预紧力，此预紧力会影响转向冲击、噪声及反馈表-8 齿条调整装置的尺寸 序号 项目 符号 尺寸参数() 1 导向座高度 20 2 弹簧总圈数 3 弹簧节距 6. 4 弹簧外径 20 5 弹簧工作高度 5 6 螺塞螺纹公称直径 M36×2 7 螺塞高度 15 8 锁止螺塞高度 5 §.5.5 齿轮齿条式转向器的设计要求 齿轮齿条式转向器的齿轮多数采用斜齿圆柱齿轮。齿轮模数取值范围多在2～3mm之间。主动小齿轮齿数多数在5～7个齿范围变化，压力角取20°，齿轮螺旋角取值范围多为9°～15°。齿条齿数应根据转向轮达到最大偏转角时，相应的齿条移动行程应达到的值来确定。变速比的齿条压力角，对现有结构在12°～35°范围内变化。此外，设计时应验算齿轮的抗弯强度和接触强度。 主动小齿轮选用材料16MnCr5制造，而齿条常采用45钢制造。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。 表 齿轮轴和齿条的设计计算 设计计算和说明 计算结果 1.选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力 (1) 选择材料及热处理方式 小齿轮16MnCr5 渗碳淬火，齿面硬度56-62HRC 轮条 45钢 表面淬火，齿面硬度56-56HRC (2) 确定许用应力 a)确定和 b)计算应力循环次数N，确定寿命