汽车设计 参赛课件

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1、转向系设计参赛选手：******1第七章转向系设计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机械式转向器设计与计算第五节动力转向机构第六节转向传动机构第七节转向减振器（自学）第八节转向系结构元件（自学）2第一节概述一、设计要求：1.保证汽车有较高的机动性;(转向轮有尽可能大的转角)2.转弯行驶时，全部车轮应绕一个瞬心旋转，不应有侧滑；(正确设计转向梯形机构)3.传给转向盘的反冲，要尽可能小;(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.)4.悬架导向装置和车轮传动机构共同工作时，由于

2、运动不协调造成的车轮摆动应小；3一、设计要求：5.操纵轻便;(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操纵轻便性)6.转向后，方向盘应能够自动回正，是汽车保持在稳定的直线行驶状态；7.转向器和转向机构的球头处，有消除因磨损产生间隙的调整机构；8.车祸中，转向系要有使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置§7-1概述4作用在转向盘上的切向力：轿车原地转向≤150～200N货车原地转向≤500N货车8字转向≤60N（20Km/h）方向盘转角轿车、轻货车：3～4圈中、重货车：4～6圈§7-1概述5二、转向器分类：机械式：齿轮齿条式（轿车）循环

3、球式（货车、客车）蜗杆滚轮式(已淘汰)蜗杆指销式（濒临淘汰）动力转向液压式、电控液压式、电动式§7-1概述6一、机械式转向器方案分析1、齿轮齿条式第二节转向器方案分析7一、机械式转向器方案分析1、齿轮齿条式§7-2转向器方案分析8一、机械式转向器方案分析1、齿轮齿条式§7-2转向器方案分析9一、机械式转向器方案分析1、齿轮齿条式§7-2转向器方案分析10一、机械式转向器方案分析2、循环球式§7-2转向器方案分析11一、机械式转向器方案分析2、循环球式§7-2转向器方案分析12一、机械式转向器方案分析比较内容循环球蜗杆滚轮蜗杆指销式齿轮齿条式死销活销η+高

4、低低较高高η-高低较高较高高Iω可变基本不变可变可变可变磨损慢慢快较快较慢调整易难易易易可靠性可靠可靠较差较可靠可靠§7-2转向器方案分析13一、机械式转向器方案分析比较内容循环球蜗杆滚轮蜗杆指销式齿轮齿条式死销活销结构复杂简单简单较复杂简单制造困难易易较难易制造精度高不高不高变Iω高变Iω高可否用动力转向可困难困难困难可以质量居中居中双销重单销轻轻§7-2转向器方案分析14一、机械式转向器方案分析用途：1.齿轮齿条式：广泛用于微型、普通、中高级轿车，部分前悬独立的货车、客车2.循环球式：广泛用于货车、客车3.蜗杆滚轮式：淘汰4.蜗轮指销式：濒临淘汰§7

5、-2转向器方案分析15二、防伤安全机构方案分析与计算（一）要求1.48km/h正面碰撞时，转向管柱和转向器后移不大于127mm2.台架试验中，模型以6.7m/s碰撞转向盘，轴向力不大于11123N吸能方式吸能元件塑性弹性摩擦盘轴管柱§7-2转向器方案分析16（二）方案措施万向节连接转向轴两段式防伤转向轴转向管柱波纹管转向管柱塑料销钉铆接管柱轴向滑动管柱弹性联轴器连接管柱网格状转向吸能管柱§7-2转向器方案分析17（二）方案措施§7-2转向器方案分析万向节连接转向轴两段式防伤转向轴18（二）方案措施§7-2转向器方案分析塑料销钉铆接轴向滑动管柱弹性联轴器1

6、9（二）方案措施§7-2转向器方案分析吸能管柱波纹管转向管柱20第三节转向系主要性能参数一、转向效率1.正效率：功率由转向轴输入，经转向摇臂输出所得到的效率影响因素：转向器类型和结构特点结构参数制造质量21一、转向效率1.正效率转向器类型和结构特点循环球式螺杆螺母指销式70％螺杆螺母齿扇式75～85％齿轮齿条式螺旋齿斜齿蜗杆指销式固定销55％旋转销75％蜗杆滚轮式滚针轴承锥轴承滚珠轴承75％§7-3转向系主要性能参数22一、转向效率1.正效率：结构参数蜗杆和螺杆类转向器：P1-转向轴输入功率；P2-转向器中的摩擦功率；α0—螺线导程角,一般取8～10°ρ

7、—摩擦角，ρ=tan-1ff—摩擦系数α0η+§7-3转向系主要性能参数23一、转向效率2.逆效率：影响汽车的使用性能根据逆效率分类可逆式：逆效率较高，如循环球式、齿轮齿条式不可逆式：α0≤ρ，η-≤0极限可逆式：介于以上二者之间§7-3转向系主要性能参数24一、转向效率2.逆效率：影响汽车的使用性能结构参数α0—螺线导程角,一般取8～10°ρ—摩擦角，ρ=tan-1ff—摩擦系数§7-3转向系主要性能参数α0η-25二、传动比的变化特性1.转向系传动比的组成§7-3转向系主要性能参数传动比角传动比转向器角传动比iω转向传动机构角传动比iω'力传动比轮胎

8、与地面之间转向阻力与方向盘上手力之比ip262.力传动ip比与角传动比iω0的关