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第七章 转向系设计 现在应用最广泛的是哪两种转向器？各应用于什么场合？ 转向防伤机构的要求是什么？主要采用什么措施？ 如何选择转向器的间隙特性和传动比特性？ 断开式转向梯形断开点选择的原则是什么？整体式转向梯形断的优化参数和优化目标是什么？ §7-1概述 §7-2机械转向器方案分析 §7-3转向系主要性能参数 §7-4机械转向器设计计算 §7-5动力转向机构 §7-6转向梯形 §7-7转向减震器 §7-8转向系结构元件 7-1 概述 转向系的功用及组成 汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系来改变转向轮(一般是前轮)的偏转角度实现的。 转向系不仅可以改变汽车的行驶方向，使其按驾驶员规定的方向行驶，而且还可以克服由于路面侧向干扰力使车轮自行产生的转向，恢复汽车原来的行驶方向。 汽车转向系组成 一般由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成，但随着转向系的类型不同，其结构组成又有所差异。 转向系设计要求： 1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。 2)汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。 3)汽车在任何行驶状态下，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共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。 5)保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。 转向系设计要求： 6) 操纵轻便。 7) 转向轮碰撞到障碍物以后，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的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 9) 在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 10) 进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。 §7-2 机械转向器方案分析 （2）动力转向系 结构组成 动力转向系兼用驾驶员的体力和发动机动力作为转向能源，并且以发动机动力作为主要能源。 动力转向系是在机械转向系基础上加设一套转向加力装置而成的 转向加力装置包括转向油罐、转向油泵、转向控制阀和转向动力缸等。转向油泵由发动机驱动，以产生高压油液。 两种常用的转向器 齿轮齿条式转向器 循环球式转向器 齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器的几种形式 齿轮齿条式转向器 齿条的翻转力矩 转向拉杆施加的在齿条上使其沿齿条轴向转动的力矩 齿轮齿条式转向器 齿条断面形状 圆形 V形 Y形 齿轮齿条式转向器 齿形：采用斜齿，重合度大，运转平稳，可以设计齿轮齿条转向器的滑磨率，减低逆效率而防止打手；齿轮轴线还可以倾斜以利于布置，广泛采用。 齿轮齿条式转向器 有利于采用独立悬架 与液压助力装置集成 循环球式转向器 第一级是螺杆螺母，之间有钢球，将滑动摩擦变为滚动摩擦。 第二级是齿条齿扇，齿扇是变齿厚的，类似于直齿锥齿轮的轮齿，以利于调整间隙。 寿命长，效率高。 防伤安全机构 要求 GBll557—1998防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定 防伤安全机构 措施 防伤安全机构 防伤安全机构 防伤安全机构 防伤安全机构 转向器的效率 转向系的传动比 两种传动比 角传动比 力传动比 转向系的传动比 转向系角传动 转向系(器)的传动比的变化 齿轮齿条变传动比的原理 转向器传动副的传动间隙Δt 动力转向 动力转向 液压助力转向系统的工作原理－转向控制阀 液压助力转向系统的工作原理－转向控制阀 液压助力转向系统的特点 电控液压动力转向 电控液压动力转向 电动助力转向系统 电动助力转向系统 电动助力转向系统分类 电动助力转向系统的特点 电动助力转向系统的特点 电动助力转向系统的特点 全电动转向－线控转向（Steer-By-Wire） 主动转向 主动转向 转向梯形 转向梯形的两种形式 整体式－配合非独立悬架 断开式－配合独立悬架 转向梯形 断开式转向梯形一般采用齿轮齿条式转向器 断开式转向梯形 横拉杆做成分段式的，各段一般用球接头连接。接头中心称为断开点。 对齿轮齿条式转向器，断开点是齿条与转向拉杆的铰接点。 整体式转向梯形 整体式转向梯形 整体式转向梯形 整体式转向梯形优化 整体式转向梯形优化 转向减振器 转向减振器广泛应用于轿车、轻型汽车上，这些车辆又大都采用齿轮齿条式转向器，其逆效率较高。 作用：衰减转向轮的摆振和缓和来自路面的冲击载荷，对机械转向器更是如此 转向减振器的特性 因为转向减振器要衰减车轮的左右摆动，所以它的减振特性是对称的，即拉伸和压缩行程S有对称的阻尼力F。 转向系结构元件 球头销 间隙调整：一般采用弹簧预紧 失效：磨损 主要参数：球头直径，与转向轴载荷有关，见表7－