第七章 转向系设计课件

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1、第七章转向系设计目录第一节概述第二节机械式转向器方案分析第三节转向系主要性能参数第四节动力转向机构第五节转向梯形第一节概述一、汽车转向系的功用汽车转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构。在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。二、汽车转向系的形式和组成汽车转向机构分为机械转向和动力转向两种形式。机械转向是依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。动力转向是在机械转向的基础上，加装动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。机械转向系统的组成动力转向系统的组成三、转向系的设计要求1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。2）转向轮具有

2、自动回正能力。3）在行驶状态下，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产生的运动不协调时，应使车轮产生的摆动最小。5）转向灵敏，最小转弯直径小。6）操纵轻便。7）转向轮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中应有间隙调整机构。9）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。10）转向盘转动方向与汽车行驶方向的改变相一致。正确设计转向梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。转向轮的自动回正能力决定于转向轮的定位参数和转向器逆效率的大小。合理确定转向轮的定位参数，正确选择转向器的形式，可以保证汽车具有良好的自动

3、回正能力。转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2~2.5倍。操纵轻便性的评价指标车型指标切向力（N）转向盘半程转动圈数行驶中的轿车无动力转向50～100≤2.0有动力转向20～50货车无动力转向≤250≤3.0有动力转向≤120转向操纵的轻便性通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价。四、转向系分类第二节机械式转向器方案分析一、机械式转向器方案分析1.齿轮齿条式齿轮齿条式转向器的主要优点是：结构

4、简单、紧凑、体积小、质量轻；传动效率高达90%；可自动消除齿间间隙；没有转向摇臂和直拉杆，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：逆效率高（60%~70%）。因此，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间的冲击力，大部分能传至转向盘。图3齿轮齿条式转向器根据输入齿轮位置和输出特点不同，齿轮齿条式转向器有四种形式：中间输入，两端输出（图7-2a）；侧面输入，两端输出（图7-2b）；侧面输入，中间输出（图7-2c）；侧面输入，一端输出（图7-2d）。图7-2齿轮齿条式转向器的四种形式形式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一端输出备

5、注车轮跳动时拉杆摆角大大小拉杆短摆角↑运动干涉大大小转向器壳体强度大大小大满足总布置要求不好较好较好应用平头车齿轮齿条式转向器的四种形式性能比较齿条断面形状根据齿轮齿条式转向器和转向梯形相对前轴位置的不同，在汽车上有四种布置形式：a）转向器位于前轴后方，后置梯形；b）转向器位于前轴后方，前置梯形；c）转向器位于前轴前方，后置梯形；d）转向器位于前轴前方，前置梯形，见图7-3。齿轮齿条式转向器广泛应用于微型、普通级、中级和中高级轿车上。装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车也用齿轮齿条式转向器。图7-3齿轮齿条式转向器的四种布置形式2.循环球式循环球式转向器由螺杆和螺母共同形

6、成的螺旋槽内装有钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成，如图7-4所示。图7-4循环球式转向器循环球式转向器的优点是：传动效率可达到75%~85%；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容易；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货车和客车上。第一级螺杆螺母传动副第二级齿条齿扇传动副3.蜗杆指销式蜗杆指销式转向器有固定销式和旋转销式两种形式。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：传动比可以做成不变的或者变化的；工作面间

7、隙调整容易。固定销式转向器的结构简单、制造容易。但销子的工作部位磨损快、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，应采用双销式结构。双销式转向器的结构复杂、尺寸和质量大，并且对两主销间的位置精度、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。指销式转向机二、防伤安全机构方案分析计算有关资料分析表明：汽车正面碰撞时，转向盘、转向管柱是使驾驶员受伤的主要元件。转向盘、转向管柱等有关零件在撞击是产生塑性变形、