汽车转向机构的结构设计与仿真

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1、汽车转向机构的结构设计与仿真目录目录2摘要11绪论11・1研究背景及现状11・2本文研究内容22汽车转向机构总体设计12.1汽车转向机构概述12.2转向系的主要技术参数22.3转向操纵机构及传动机构53转向器的设计12.1转向器的方案分析13.2转向器参数选取33.3确定转向器输出力矩73.4齿形齿扇轴的设计计算73.5螺杆轴的设计计算10总结1参考文献2摘要随着国民经济的快速发展，汽车逐渐在城乡地区广泛应用。汽车转向机构是保障汽车行驶安全性的重要组成部分，其结构和性能对整车的行驶安全性能影响至关重要，并影响着汽车的操纵稳

2、定性。随着汽车工业的发展，汽车转向器也在不断的得到改进，虽然电子转向器已开始应用，但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。而在机械式转向器屮，循环球齿条-齿扇式转向器由于其自身的特点被广泛应用于各级各类汽车上。本文以循环球式转向器的设计为屮心，首先介绍了汽车转向机构的组成及分类，然后介绍了循环球式转向器的的设计过程，最后对汽车转向机构总成进行了分析。设计的主要理论依据來源于国内外大量文献资料屮介绍的汽车设计经验参数以及笔者大学四年屮所学习到的机械设计理论知识。循环球式转向器具有操纵轻便、磨损小、寿

3、命长等优点，缺点是结构复杂、成本较高。本文在设计的最后对汽车转向机构的主要零部件进行了校核，结果表明，所设计的汽车转向机构达到了预期的强度、刚度等要求，操纵安全可靠。关键词：转向机构;循环球式；转向器;1绪论1.1研究背景及现状近年來，我国的汽车工业有着飞速的发展，据中国汽车工业协会统计，截至2006年10月底，轿车累计销量超过300万辆，达到304万辆，同比增长40%。2006年11月的北京车展，自主品牌：奇瑞、吉利、长城、屮兴、众泰、比亚迪、双环、中顺、力帆、华普、长安、哈飞、华晨等自主品牌纷纷亮相，在国际汽车盛宴中崭

4、露头角，无论从参展规模还是产品所展示的品质和技术含量上，都不得不令人折服，但和国外有着近百年发展历史的国外汽车工业相比，我们的自主品牌汽车在行车性能和舒适体验方面仍有差距。汽车工业是国民经济的支柱产业，代表着一个国家的综合国力，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。汽车在行驶过程屮需要不断改变方向，转向机构就是通过一系列机械传动使得前轮发生偏转，从而实现汽车转向，达到改变行驶方向的FI的

5、。转向机构一般包括方向盘、转向器、转向轴、转向管柱等部件，它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。转向器是完成有旋转运动到直线运动的一组齿轮机构，同时也是转向系屮的减速传动装置，汽车的转向机构是汽车重要的总成部件，它的性能优劣直接影响着车辆的转向机动性和生产效率。因此对性能优良的转向机构的研究一直是车辆工程领域的重要课题。目前，汽车上广泛应用的汽车转向器主要有四种类型，即蜗杆肖式（WP型）、蜗杆滚轮式（WR型）、循环球式（BS型）、齿条齿轮式（RP型）。在世界范围内，汽车循环球式转向器占45%左右，齿条齿轮式转向器

6、占40%左右，蜗杆滚轮式转向器占10%左右，其它型式的转向器占5%。对转向其结构型式的选择，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等來决定，并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿命制造工艺等。循环球式转向器一直在稳步发展。美国和口本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90%；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；循环球式转向器的优点：效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线，布置方便，特别适合大、屮型车辆

7、和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。可以实现变速比的特性，满足了操纵轻便性的要求。我国的转向器生产，除早期投产的解放牌汽车用蜗杆滚轮式转向器，东风汽车用蜗杆肖式转向器Z外，其它大部分车型都采用循环球式结构，并都具有一定的生产经验。冃前解放、东风也都在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。由此看出，我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。转向机构是由转向摇臂至左、右转向车轮之间用來传递力及运动的转向杆、臂系统，其任务是将转向器输

8、出端的转向摇臂的摆动转变为左、右转向车轮绕其转向主销的偏转，并使它们偏转到绕同一瞬时转向屮心的不同轨迹圆上，实现车轮无滑动地滚动转向。为了使左、右转向车轮偏转角Z间的关系能满足这一汽车转向运动学的要求，则要由转向传动机构屮的转向梯形机构的精确设计来保证。采用最优化设计方法优选转向梯形结构参数则可得到最佳