汽车转向系设计说明书.docx

汽车转向系设计说明书.docx汽车设计课程设计说明书
上的冲击载荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。
为了防止汽车在撞车时司机受到的转向盘的伤害，除了在转向盘中间可安装平安气囊
外，还可在转向系中设置防伤装置。为了缓和来自路面的冲击、衰减转向轮的摆振和转向
机构的震动，有的还装有转向减振器。
多数两轴及三轴汽车仅用前轮转向；为了提高操纵稳定性和机动性，某些现代轿车采
用全四轮转向；多轴汽车根据对机动性的要求，有时要增加转向轮的数目，本设计按设计
要求采用单轴前轴转向 。
转角及最小转弯半径
汽车的机动性，常用最小转弯半径来衡量，但汽车的高机动性那么应由两个条件保证。
即首先应使左、右转向轮处于最大转角时前外轮的转弯值在汽车轴距的 2~倍范围内；其次，
应这样选择转向系的角传动比，即由转向盘处于中间的位置向左或右旋转至极限位置的总
旋转全书，对轿车应不超过圈，对货车不应超过圈。
两轴汽车在转向时，假设不考虑轮胎的侧向偏离，那么为了满足上述对转向系的第
(2) 条
要求，其内、外转向轮理想的转角关系如图
2-3 所示，由下式决定：
cot
cot
DO CO
K
o
i
(2-1)
BD
L
式中： o —外转向轮转角；
—内转向轮转角；
—两转向主销中心线与地面交点间的距离；
—轴距
内、外转向轮转角的合理匹配是由转向梯形来保证。
图 2-3 理想的内、外转向轮转角间的关系
Fig 2-3 Relations between ideal inside and outside steering wheel corner
汽车的最小转弯半径 Rmin 与其内、外转向轮在最大转角 i max 与 o max 、轴距 L、主销距 K
及转向轮的转臂 a 等尺寸有关。在转向过程中除内、外转向轮的转角外，其他参数是不变
的。最小转弯半径是指汽车在转向轮处于最大转角的条件下以低速转弯时前外轮与地面接
触点的轨迹构成圆周的半径。最小转弯半径能到达汽车轴距的 2~倍，取 Rmin =2L；
操纵轻便型的要求是通过合理地选择转向系的角传动比、力传动比和传动效率来达
到。
对转向后转向盘或转向轮能自动回正的要求和对汽车直线行驶稳动性的要求那么主要是通过合理的选择主销后倾角和内倾角，消除转向器传动间隙以及选用可逆式转向器来到达。但要使传递到转向盘上的反向冲击小，那么转向器的逆效率有不宜太高。至于对转向系的最后两条要求那么主要是通过合理地选择结构以及结构布置来解决。
转向器及其纵拉杆与紧固件的称重， 约为中级以及上轿车、 载货汽车底盘干重的 %～%；小排量以及下轿车干重的 %～ %。转向器的结构型式队汽车的自身质量影响较小。
机械式转向器方案分析
循环球式转向器
循环球式转向器有螺杆和螺母共同形成的落选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 3-1 所示。
图 3-1 循环球式转向器示意图
Fig 3-1Circulation-ball steering
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，因而传动效率可以到达 75%～ 85%；在结构和工艺上采取措施后，包括
提高制造精度，改善工作外表的外表粗糙度和螺杆、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 3-2 〕；适合用来做整体式动力转向器。
图 3-2 循环球式转向器的间隙调整机构
Fig 3-2 The gap adjusts the organizational structure of Recirculation-ball gears
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。
转向系的主要性能参数
转向系的效率
功率 p1 从转向