節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含4張CAD零件圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 講師 工作單位 課題來(lái)源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應(yīng)用設(shè)計(jì) 課題名稱 節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義和應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)等 ） 一、 節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)的科學(xué)意義和應(yīng)用前景 自從 2004年以來(lái)，中國(guó)便超過(guò)日本成為了僅次于美國(guó)的世界第二大能源消耗國(guó)。能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出，實(shí)行可持續(xù)發(fā)展才是社會(huì)發(fā)展的根本方法。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的發(fā)展，中 國(guó)的汽車保有量也越來(lái)越大，汽車成為了人們生活中的必不可少的工具，有燃燒就有消耗，汽車逐漸成為能源消耗和尾氣排放的大戶。設(shè)計(jì)節(jié)能型汽車是順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。 隨著近年來(lái)社會(huì)環(huán)境越來(lái)越差，污染越來(lái)越嚴(yán)重。能源節(jié)約，環(huán)境保護(hù)問(wèn)題也就經(jīng)漸漸受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。 自然資源日漸減少尤其是石油資源這些都預(yù)示著當(dāng)今的汽車發(fā)招必須以節(jié)能為主題。 二、節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究概況 1、節(jié)能小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)狀況 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操 縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。 從轉(zhuǎn)向盤(pán)到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列部件和零件屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。 由 轉(zhuǎn)向搖臂至轉(zhuǎn)向梯形這一系列部件和零件（ 不含轉(zhuǎn)向節(jié)）均屬于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系。在正常情況下， 汽車轉(zhuǎn)向所需能量，只有一小部分由駕駛員提供，而大部分是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置提供的。但在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置失效時(shí)，一般還應(yīng)當(dāng)能由駕駛員 獨(dú)立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。因此，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置而形成的。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 鼓式剎車是一種傳統(tǒng)的制動(dòng)方式，其工作原理可以很形象地用一只咖啡杯來(lái)形容．剎車鼓就像咖啡杯，當(dāng)您將五個(gè)手指伸入旋轉(zhuǎn)的咖啡杯時(shí)，手指就是剎車片 ,只要您將五指向外一張，摩擦咖啡杯內(nèi)壁 ,咖啡杯就會(huì)停止旋轉(zhuǎn)．汽車上的鼓式剎車簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)是由制動(dòng)油泵 ,活塞 ,剎車片和鼓室組成 ,剎車時(shí)由制動(dòng)分泵的高壓剎車油推動(dòng)活塞， 對(duì)兩片半月形的制動(dòng)蹄片施加作用力 ,使其壓緊鼓室內(nèi)壁 ,靠摩擦力阻止剎車鼓轉(zhuǎn)動(dòng)從而達(dá)到制動(dòng)效果。 盤(pán)式制動(dòng)又稱碟式制動(dòng)，其工作原理可用 一只碟子來(lái)形容，您用拇指和食指捏住旋轉(zhuǎn)的碟子時(shí) ,碟子也會(huì)停止旋轉(zhuǎn)．汽車上的碟式剎車是由剎車油泵 ,一個(gè)與車輪相連的剎車圓盤(pán)和圓盤(pán)上的剎車卡鉗組成．剎車時(shí)，高壓剎車油推動(dòng)卡鉗內(nèi)的活塞 ,將制動(dòng)蹄片壓向剎車盤(pán)從而產(chǎn)生制動(dòng)效果，碟式剎車碟式剎車有時(shí)也叫盤(pán)式剎車 ,它分普通盤(pán)式剎車和通風(fēng)盤(pán)式剎車兩種。 通風(fēng)盤(pán)式剎車是在兩塊剎車盤(pán)之間預(yù)留出一個(gè)空隙 ,使氣流在空隙中穿過(guò) ,有些通風(fēng)盤(pán)還在盤(pán)面上鉆出許多圓形通風(fēng)孔，或是在盤(pán)面上割出通風(fēng)槽或預(yù)制出矩形的通風(fēng)孔．通風(fēng)盤(pán)式剎車?yán)蔑L(fēng)流作用 ,其冷熱效果要比普通盤(pán)式剎車更好。碟式剎車的主要 優(yōu)點(diǎn)是在高速剎車時(shí)能迅速制動(dòng)，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車 ,制動(dòng)效能的恒定性好 ,便于安裝像 樣的高級(jí)電子設(shè)備．鼓式剎車的主要優(yōu)點(diǎn)是剎車蹄片磨損較少 ,成本較低 ,便于維修、由于鼓式剎車的絕對(duì)制動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碟式剎車 ,所以普遍用于后輪驅(qū)動(dòng)的卡車上 . 三 汽車節(jié)能技術(shù) 【 用于改進(jìn)汽車能源消耗的技術(shù)。汽車節(jié)能措施涉及方方面面，就中國(guó)的現(xiàn)狀而言，有效措施包括以下幾個(gè)方面：公路與交通設(shè)施的合理配套，車型及油品按需生產(chǎn)配 置，運(yùn)營(yíng)的合理等非技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方面，保證產(chǎn)品質(zhì)量，按照規(guī)范使用和維護(hù)機(jī)器，改變汽油機(jī)燃燒方式以提高能量轉(zhuǎn)換效率。在現(xiàn)有的燃燒方式下，可以采取以下手段進(jìn)行節(jié)能：改進(jìn)供油系統(tǒng)，汽油機(jī)改氣缸燃油噴射，可提高汽油燃燒效率；改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)，提高汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性；減少發(fā)動(dòng)機(jī)附件損失，合理使用配件，進(jìn)行相應(yīng)的改裝。 進(jìn)行相應(yīng)的改裝。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題、預(yù)期成果和 提 供 的 形式） 一、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、設(shè)計(jì)一種轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)，適合于節(jié)能小車； 2、設(shè)計(jì)電子控制輔助裝置 ，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向性能，安全性能好，駕駛舒適性增加。 二、預(yù)期成果 1、轉(zhuǎn)向部分 1）設(shè)計(jì)目標(biāo)： 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，完整地設(shè)計(jì)出裝配圖一套、零件圖若干，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。 2）設(shè)計(jì)要求：系統(tǒng)地說(shuō)明設(shè)計(jì)過(guò)程中問(wèn)題的解決及全部計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括有關(guān)計(jì)算簡(jiǎn)圖，如主要參數(shù)的選擇及設(shè)計(jì)與校核、轉(zhuǎn)向方案簡(jiǎn)圖、相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、零件的受力分析圖、彎矩和扭矩圖等。 3）計(jì)算過(guò)程完整有序，計(jì)算結(jié)果正確清晰，文字說(shuō)明簡(jiǎn)明通順。計(jì)算過(guò)程只需列出已知條件、計(jì)算公式，將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式，省略計(jì)算過(guò) 程，直接寫(xiě)出計(jì)算結(jié)果。將計(jì)算結(jié)果整理后，寫(xiě)入右邊欄內(nèi)，并注明此結(jié)果是否“合用”或“安全”等結(jié)論。 4）任務(wù)完成驗(yàn)收時(shí)提供材料：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，總裝配圖 2張、零件圖若干。 2、制動(dòng)部分 制動(dòng)設(shè)計(jì)部分，以碟剎為例，要求提供以下設(shè)計(jì)資料，并裝訂成冊(cè)： 1）裝置結(jié)構(gòu)圖 2）制動(dòng)設(shè)計(jì)圖 3）完整的設(shè)計(jì)說(shuō)明 4)所用器件、元件的明細(xì)表 5)操作原理簡(jiǎn)要說(shuō)明 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 （設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問(wèn)題和解決辦法等） 一、 設(shè)計(jì)方法 查閱資料，設(shè) 計(jì)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)并運(yùn)用 二、 技術(shù)要求 根據(jù)給定的參數(shù)，利用參數(shù)化建模技術(shù)，設(shè)計(jì)節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)，能進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示 。 三、 可能遇到的問(wèn)題 若制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不正確，可以請(qǐng)教老師； 若裝配圖有問(wèn)題，可以查閱資料或請(qǐng)教同學(xué)； 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目已具備的條件 （包括過(guò)去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及 協(xié) 作 條 件等） 汽車設(shè)計(jì)參數(shù)可參考相關(guān)書(shū)籍自己擬定 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位 ) 1 完成開(kāi)題報(bào)告 5 查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案 7 計(jì)算所需參數(shù) 9 畫(huà)出各個(gè)零件圖和裝配圖 11 轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試 13 細(xì)節(jié)工作，準(zhǔn)備答辯 開(kāi) 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 教 師 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 摘 要 隨著產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，就業(yè)結(jié)構(gòu)也將發(fā)生變化。企業(yè)對(duì)較高層次的第一線應(yīng)用型人才的需求將明顯增加，培養(yǎng)相當(dāng)數(shù)量的具有高等文化水平的職業(yè)人才，成為迫切要求。因此熟悉 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ，熟練掌握現(xiàn)代化 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、操作和維護(hù)的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才成為社會(huì)較緊缺、企業(yè)最需要的人才。 隨著汽車工業(yè)的 迅速發(fā)展，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化?，F(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)趨勢(shì)主要向適應(yīng)汽車高速行駛的需要、充分考慮安全性、輕便性、低成本、低油耗、大批量專業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展。 本文闡述了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各個(gè)部分的作用、組成、主要構(gòu)造、工作原理、及可能出現(xiàn)的故障，同時(shí)提出了對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行維修的可行方案；采用了理論與實(shí)際相結(jié)合的方法，對(duì)每個(gè)問(wèn)題都有良好的認(rèn)識(shí)，對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了良好的總結(jié)歸納，以此進(jìn)一步熟悉掌握汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各方面知識(shí)，深化鞏固所學(xué)知識(shí)，做到理論與實(shí)際相結(jié)合，在理論學(xué)習(xí)的前提下，用實(shí)際更好的理解所學(xué)內(nèi)容。 關(guān)鍵詞 ： 節(jié) 能小車 轉(zhuǎn)向 制動(dòng) 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 of of it be to a of of of of of of of is to of of of of of a of a to in to of of of in of to 1 目 錄 第 1章 緒論 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ........................................... 3 車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 ....................................... 3 向系統(tǒng)簡(jiǎn)介及工作原理 ................................. 3 向操縱機(jī)構(gòu) ..................................... 4 械轉(zhuǎn)向器 ....................................... 4 向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ..................................... 4 第 2章 節(jié)能小車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................... 7 動(dòng)器的選擇 ........................................... 7 動(dòng)系統(tǒng)的布置形式 ..................................... 7 動(dòng)總成的相關(guān)計(jì)算 ..................................... 8 動(dòng)系統(tǒng)的安裝與固定 ................................... 9 動(dòng)手柄的固定 ................................... 9 車線的固定 ..................................... 9 動(dòng)器的安裝與固定 ............................... 9 第 3章 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析 ................................... 10 輪齒條式轉(zhuǎn)向器 ...................................... 10 環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 ........................................ 11 蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器 ..................................... 12 桿指銷式轉(zhuǎn)向器 ...................................... 12 第 4章 轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù) ................................... 13 向系的效率 .......................................... 13 向器的正效率 ?? ............................... 13 向器的逆效率 ?? ............................... 14 動(dòng)比變化特性 ........................................ 15 向系傳動(dòng)比 .................................... 15 2 傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系 .................. 15 向器角傳動(dòng)比的選擇 ............................ 16 向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙△ t............................. 16 向盤(pán)的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù) .................................... 17 第 5章 轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................... 18 向系計(jì)算載荷的確定 .................................. 18 向器設(shè)計(jì) ............................................ 19 數(shù)的選取 ...................................... 19 算參數(shù) ........................................ 19 環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算 ............................ 20 球與滾道之間的接觸應(yīng)力 ? ...................... 20 向搖臂直徑的確定 .............................. 20 第 6章 動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................... 21 動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求 .................................. 21 向機(jī)構(gòu)的計(jì)算 ........................................ 21 寸計(jì)算 ........................................ 21 配閥的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................... 22 力轉(zhuǎn)向的評(píng)價(jià)指標(biāo) .................................... 25 第 7章 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................... 27 向傳送機(jī)構(gòu)的臂、桿與球銷 ............................ 28 件設(shè)計(jì)結(jié)果 .......................................... 28 結(jié)論 ........................................................... 30 致謝 ........................................................... 31 參考文獻(xiàn) ....................................................... 32 3 第 1章 緒論 能小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 用來(lái)改變或保持車輛行駛或倒退方向的一系列裝置稱為轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制車的行駛方向。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)車輛的行駛安全至關(guān)重要，因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)都是車輛安全必須要重視的兩個(gè)系統(tǒng)。 能小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 節(jié)能小車在行駛的過(guò)程中 ,需按駕駛員的意志改變其行駛方向。就輪式汽車而言 ,實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的方法是 , 駕駛員通過(guò)一套專設(shè)的機(jī)構(gòu) ,使汽車轉(zhuǎn)向橋 (一般是前橋 )上的車輪 (轉(zhuǎn)向輪 )相對(duì)于汽車縱橫線偏轉(zhuǎn)一定角度。這一套用來(lái)改變或恢復(fù)汽車行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu)，即稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類：機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：完全靠駕駛員手力操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：借助動(dòng)力來(lái)操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可分為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 向系統(tǒng)簡(jiǎn)介及工作原理 機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成如圖 1示。 圖 1向系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4 上圖是一種機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)施加的轉(zhuǎn)向力矩通過(guò)轉(zhuǎn)向軸輸入轉(zhuǎn)向器。從轉(zhuǎn)向盤(pán)到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列零件即屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。作為減速傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向器中有級(jí)減速傳動(dòng)副。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橫拉桿，再傳給固定于轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而改變了汽車的行駛方向。這里，轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂屬于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 向操縱機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)由方向盤(pán)、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器。 械 轉(zhuǎn)向器 機(jī)械轉(zhuǎn)向器 (也常稱為轉(zhuǎn)向機(jī) )是完成由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng) (或近似直線運(yùn)動(dòng) )的一組齒輪機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動(dòng)裝置。 目前較常用的有齒輪齒條式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球 桿滾輪式等。 向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，且使二轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。 車轉(zhuǎn)向原理 汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，要使各車輪都只滾動(dòng)不滑動(dòng)，各車輪必須圍繞一個(gè)中心點(diǎn) 圖 1然這個(gè)中心要落在后軸中心線的延長(zhǎng)線上，并且左、右前輪也必須以這個(gè)中心點(diǎn) O 為圓心而轉(zhuǎn)動(dòng)。 為了滿足上述要求，左、右前輪的偏轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足如下關(guān)系： ?? c o tc o t 5 圖 1向角 由轉(zhuǎn)向中心 O 到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)的距離，稱為車轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎半徑越小，則汽車轉(zhuǎn)向所需場(chǎng)地就越小。當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值時(shí)，轉(zhuǎn)彎半徑 R 最小。 向直拉桿 轉(zhuǎn)向直拉桿的作用是將轉(zhuǎn)向搖臂傳來(lái)的力和運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向梯形臂 (或轉(zhuǎn)向節(jié)臂 )。它所受的力既有拉力、也有壓力，因此直拉桿都是采用優(yōu)質(zhì)特種鋼材制造的，以保證 工作可 *。直拉桿的典型結(jié)構(gòu)如圖 1轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)或因懸架彈性變形而相對(duì)于車架跳動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng)，為了不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，上述三者間的連接都采用球銷。 6 圖 1拉桿的典型結(jié)構(gòu) 向減振器 隨著車速的提高，現(xiàn)代汽車的轉(zhuǎn)向輪有時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺振（轉(zhuǎn)向輪繞主銷軸線往復(fù)擺動(dòng)，甚至引起整車車身的振動(dòng)），這不僅影響汽車的穩(wěn)定性，而且還影 響汽車的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)向減振器是克服轉(zhuǎn)向輪擺振的有效措施。轉(zhuǎn)向減振器的一端與車身（或前橋）鉸接，另一端與轉(zhuǎn)向直拉桿（或轉(zhuǎn)向器）鉸接。 圖 1振器 7 第 2 章 節(jié)能小車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 動(dòng)器的選擇 節(jié)能車的宗旨是節(jié)能減排，所以在滿足制動(dòng)力要求的情況下，要求制動(dòng)系統(tǒng)的重量最輕。綜合以上考慮，初步采用自行車用 2自行車用 2為節(jié)能車用制動(dòng)器。 相對(duì)低廉，重量 合 然會(huì)相對(duì)輕一些；性能 碟剎價(jià)格昂貴，其中優(yōu)質(zhì)油碟均在千元以上，重量相對(duì)重，雖然有車圈輕量化的優(yōu)勢(shì)，但是綜合而言，相對(duì)較重；性能 試比較復(fù)雜，但是磨合后工作相當(dāng)穩(wěn)定，不易受外界 條件影響。制動(dòng)力強(qiáng)勁，適合所有條件的騎行，抱死臨界域?qū)挕? 兩種制動(dòng)器各有優(yōu)缺點(diǎn)，都滿足節(jié)能車的使用要求。 圖 2行車用 圖 2行車用碟剎 動(dòng)系統(tǒng)的布置形式 根據(jù)節(jié)能車的總體布置，節(jié)能車的車輪是前兩輪和后一輪的布置形式。在這種車輪布置形式下，節(jié)能車制動(dòng)系統(tǒng)有三種布置方案分別為前左右兩輪用碟剎制動(dòng)器、后輪用兩個(gè)自行車用 輪用一個(gè) 動(dòng)系統(tǒng)由大賽規(guī)則確定要求即在 11°的斜坡上能保證停留，而且制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)平時(shí)訓(xùn)練整車的操作安全性有很高的保證。經(jīng)過(guò)綜合比較研究決定采用兩套高效 為其價(jià)格相對(duì)便宜質(zhì)量與其他制動(dòng)件相對(duì)較輕。因?yàn)榍拜S的定位尺寸控制嚴(yán)格所以決定采用后剎系統(tǒng)。 8 動(dòng)總成的相關(guān)計(jì)算 制動(dòng)力的確定應(yīng)該保證節(jié)能車在滿載情況下于 11°斜坡上能完全制動(dòng)，即沿斜面分力同制動(dòng)力平衡。 f (式中 G———— G= ———— α =11° f———— 滑動(dòng)阻力系數(shù) f=知 = =過(guò)汽車?yán)碚撝R(shí)分析可以得到如下關(guān)系式： (u\r (式中 —— 地面制動(dòng)力 ——— 附著力 —— 車輪給地面的法向反作用力 Φ ———— 附著系數(shù) —— 摩擦片與鼓盤(pán)的 制動(dòng)力矩 r———— 車輪半徑 已知 100× r=250u=據(jù)以上的計(jì)算可以確定所需采購(gòu)的制動(dòng)閘的最小制動(dòng)力，以達(dá)到計(jì)算要求為優(yōu)。 自行車閘的扳手可以抽象成一個(gè)杠桿的力學(xué)模型，如右圖所示。 鋼索一端連在杠桿上的 一端連在曲梁上 ,當(dāng)人在 鋼索被拉動(dòng)。設(shè)人在剎車時(shí)用力集中于一點(diǎn) A，剛索拉力集中于 可得力矩平衡方程： 21=0 計(jì)算得 1*2,由于 :1，可知 1約為 3； 1。即扳手可以簡(jiǎn)化成一個(gè)省力杠桿的模型，使人用較小的力捏閘時(shí)，也可以對(duì)鋼索施加較大的拉力，以這個(gè)較大的拉力帶動(dòng)剎皮壓緊車輪，從而產(chǎn)生摩擦力。 自行車 1 所示的一個(gè)杠桿的力學(xué)模型，杠桿比 9 為 4:1，傳力比為 1:4。根據(jù)調(diào)查人的握力至少為 2000N,綜合扳手和制動(dòng)器的杠桿比 ,傳送到制動(dòng)閘上的制動(dòng)力至少為 4800N，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足設(shè)計(jì)要求。 動(dòng)系統(tǒng)的安裝與固定 動(dòng)手柄的固定 制動(dòng)手柄的固定參照自行車上扳手的固定方式，通過(guò)緊固螺絲將制動(dòng)手柄安裝在節(jié)能車把手上。 車線的固定 根據(jù)大賽規(guī)則，剎車裝配線等結(jié)構(gòu)需要從車內(nèi)穿過(guò)，以免與地面接觸造成摩擦。剎車線需要通過(guò)扎帶固結(jié)在車架上，防止與地面接觸。 動(dòng)器的安裝與固定 通過(guò)用防松螺栓螺母緊固的方式，將制動(dòng)器固定在車架上，部分地方采用鉚接的方式。 10 第 3 章 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析 輪齒條式轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由與轉(zhuǎn)向軸做成一體的轉(zhuǎn)向齒輪和常與轉(zhuǎn)向橫拉桿做成一體的齒條組成。與其他形式的轉(zhuǎn)向器比較，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較??；傳動(dòng)效率高達(dá) 90%；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙以后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧。能自動(dòng)消除齒間間隙，這不僅可以 提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度。還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用的體積小；沒(méi)有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿，所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大；制造成本低。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是：因逆效率高，汽車在不平路面上行駛時(shí)，發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間沖擊力的大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)，稱之為反沖。反沖現(xiàn)象會(huì)使駕駛員精神緊張，并難以準(zhǔn)確控制汽車行駛方向，轉(zhuǎn)向盤(pán)突然轉(zhuǎn)動(dòng)又會(huì)造成打手，同時(shí)對(duì)駕駛員造成傷害。 根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向起有四種形式：中間輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，中間輸出；側(cè)面輸入，一端輸出。 采 用側(cè)面輸入，中間輸出方案時(shí)，與齒條連的左，右拉桿延伸到接近汽車縱向?qū)ΨQ平面附近。由于拉桿長(zhǎng)度增加，車輪上、下跳動(dòng)時(shí)拉桿擺角減小，有利于減少車輪上、下跳動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向系與懸架系的運(yùn)動(dòng)干涉。拉桿與齒條用螺栓固定連接，因此，兩拉桿那與齒條同時(shí)向左或右移動(dòng)，為此在轉(zhuǎn)向器殼體上開(kāi)有軸向的長(zhǎng)槽，從而降低了它的強(qiáng)度。 采用兩端輸出方案時(shí)，由于轉(zhuǎn)向拉桿長(zhǎng)度受到限制，容易與懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。 側(cè)面輸入，一端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，常用在平頭貨車上。 容易齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器采用直齒圓柱齒輪與直齒齒條嚙合，則運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)降低，沖 擊大，工作噪聲增加。此外，齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角只能是直角，為此因與總體布置不適應(yīng)而遭淘汰。采用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，重合度增加，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊與工作噪聲均下降，而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿足總體設(shè)計(jì)的要求。因?yàn)樾饼X工作時(shí)有軸向力作用，所以轉(zhuǎn)向器應(yīng)該采用推力軸承，使軸承壽命降低，還有斜齒輪的滑磨比較大是它的缺點(diǎn)。 11 齒條斷面形狀有圓形、 V 形和 Y 形三種。圓形斷面齒條的制作工藝比較簡(jiǎn)單。 V 形和 Y 形斷面齒條與圓形斷面比較，消耗的材料少，約節(jié)省 20%，故質(zhì)量??；位于齒下面的兩斜 面與齒條托座接觸，可用來(lái)防止齒條繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)； Y 形斷面齒條的齒寬可以做得寬些，因而強(qiáng)度得到增加。在齒條與托座之間通常裝有用減磨材料（如聚四氟乙烯）做的墊片，以減少滑動(dòng)摩擦。當(dāng)車輪跳動(dòng)、轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向器工作時(shí)，如在齒條上作用有能使齒條旋轉(zhuǎn)的力矩時(shí)，應(yīng)選用 V 形和 Y 形斷面齒條，用來(lái)防止因齒條旋轉(zhuǎn)而破壞齒輪、齒條的齒不能正確嚙合的情況出現(xiàn)。 為了防止齒條旋轉(zhuǎn)，也有在轉(zhuǎn)向器殼體上設(shè)計(jì)導(dǎo)向槽的，槽內(nèi)嵌裝導(dǎo)向塊，并將拉桿、導(dǎo)向塊與齒條固定在一起。齒條移動(dòng)時(shí)導(dǎo)向塊在導(dǎo)向槽內(nèi)隨之移動(dòng)，齒條旋轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)向塊可防止齒條旋轉(zhuǎn)。要求這種結(jié)構(gòu)的 導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的配合要適當(dāng)。配合過(guò)緊會(huì)為轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向輪回正帶來(lái)困難，配合過(guò)松齒條仍能旋轉(zhuǎn)，并伴有敲擊噪聲。 根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對(duì)前軸位置的不同，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在汽車上有四種布置：形式轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，前置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，前置梯形。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器廣泛應(yīng)用于乘用車上。載質(zhì)量不大，前輪采用獨(dú)立懸架的貨車和客車有些也用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器有螺桿和螺母共同形成的落選槽內(nèi)裝鋼球構(gòu)成的傳動(dòng)副 ，以及螺母上齒條與搖臂軸上齒扇構(gòu)成的傳動(dòng)副組成，如圖 3示。 圖 3環(huán)球式轉(zhuǎn)向器示意圖 12 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是：在螺桿和螺母之間因?yàn)橛锌梢匝h(huán)流動(dòng)的鋼球，將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，因而傳動(dòng)效率可以達(dá)到 75%～ 85%；在結(jié)構(gòu)和工藝上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺桿、螺母上的螺旋槽經(jīng)淬火和磨削加工，使之有足夠的使用壽命；轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以變化；工作平穩(wěn)可靠；齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整工作容易進(jìn)行，適合用來(lái)做整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是 ：逆效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，制造精度要求高。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要用于商用車上。 桿滾輪式轉(zhuǎn)向器 蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器由蝸桿和滾輪嚙合而構(gòu)成。主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；制造容易；因?yàn)闈L輪的齒面和蝸桿上的螺紋呈面接觸，所以有比較高的強(qiáng)度，工作可靠，磨損小，壽命長(zhǎng)；逆效率低。 蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是：正效率低；工作齒面磨損以后，調(diào)整嚙合間隙比較困難；轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比不能變化。 這種轉(zhuǎn)向器曾在汽車上廣泛使用過(guò)。 桿指銷式轉(zhuǎn)向器 蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的銷子如不能自轉(zhuǎn)，稱為固定銷式蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器；銷子除 隨同搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)外，還能繞自身州縣轉(zhuǎn)動(dòng)的，稱為旋轉(zhuǎn)銷式轉(zhuǎn)向器。根據(jù)銷子數(shù)量不同，又有單銷和雙銷之分。 蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是：轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以做成不變的或者變化的；指銷和蝸桿之間的工作面磨損后，調(diào)整間隙工作容易進(jìn)行。 固定銷蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易；但是因銷子不能自轉(zhuǎn)，銷子的工作部位基本保持不變，所以磨損快、工作效率低。旋轉(zhuǎn)銷式轉(zhuǎn)向器的效率高、磨損慢，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 要求搖臂軸有較大的轉(zhuǎn)角時(shí)，應(yīng)該采用雙銷式結(jié)構(gòu)。雙銷式轉(zhuǎn)向器在直線行駛區(qū)域附近，兩個(gè)銷子同時(shí)工作，可降低銷子上的負(fù)荷，減少磨損。當(dāng)一 個(gè)銷子脫離嚙合狀態(tài)是，另一個(gè)銷子要承受全部作用力，而恰恰在此位置，作用力達(dá)到最大值，所以設(shè)計(jì)師要注意核算其強(qiáng)度。雙銷與單銷蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器比較，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸和質(zhì)量大，并且對(duì)兩主銷間的位置精度、蝸桿上螺紋槽的形狀及尺寸精度等要求高。此外，傳動(dòng)比的變化特性和傳動(dòng)間隙特性的變化受限制。 蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用較少。 13 第 4 章 轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù) 向系的效率 功率 轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率稱為轉(zhuǎn)向器的正效率，用符號(hào) ?? 表示，；反之稱為逆效率，用符號(hào) ??表示。 正效率 ??計(jì)算公式： ???（ 4 逆效率 ??計(jì)算公式： ??（ 4 式中， 正效率高，轉(zhuǎn)向輕便；轉(zhuǎn)向器應(yīng)具有一定逆效率，以保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤(pán)的自動(dòng)返回能力。但為了減小傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)上的路面沖擊力，防止打手，又要求此逆效率盡可能低。 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。 向器的正效率 ?? 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。 （ 1）轉(zhuǎn)向器類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與效率 在四種轉(zhuǎn)向器中，齒輪齒條式、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正效率比較高，而蝸桿指銷式特別是固定銷和蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的正效率要明顯的低些。 同一類型轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同效率也不一樣。如蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的滾輪與支持軸之間的軸承可以選用滾針軸承、圓錐滾子軸承和球軸承。選用滾針軸承時(shí)，除滾輪與滾針之間有摩擦損失外，滾輪側(cè)翼與墊片之間還存在滑動(dòng)摩擦損失，故 14 這種軸向器的效率 η+僅有 54%。另外兩 種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器效率分別為 70%和 75%。 轉(zhuǎn)向搖臂軸的軸承采用滾針軸承比采用滑動(dòng)軸承可使正或逆效率提高約10%。 （ 2）轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與效率 如果忽略軸承和其經(jīng)地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，對(duì)于蝸桿類轉(zhuǎn)向器，其效率可用下式計(jì)算 ) 0 ?? ??? a a（ 4 式中， 蝸桿（或螺桿）的螺線導(dǎo)程角； ρ 為摩擦角， ρ=f 為磨擦因數(shù)。 向器的逆效率 ?? 根據(jù)逆效率不同，轉(zhuǎn)向器有可逆式、極限可逆式和不可逆式之分。 路面作用在車輪上的力，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤(pán)，這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。它能保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤(pán)自動(dòng)回正，既可以減輕駕駛員的疲勞，又可以提高行駛安全性。但是，在不平路面上行駛時(shí)，傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)上的車輪沖擊力，易使駕駛員疲勞，影響安全行駕駛。 屬于可逆式的轉(zhuǎn)向器有齒輪齒條式和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 不可逆式和極限可逆式轉(zhuǎn)向器 不可逆式轉(zhuǎn)向器，是指車輪受到的沖擊力不能傳到轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向器。該沖擊力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件承受，因而這些零件容易損 壞。同時(shí)，它既不能保證車輪自動(dòng)回正，駕駛員又缺乏路面感覺(jué)，因此，現(xiàn)代汽車不采用這種轉(zhuǎn)向器。 極限可逆式轉(zhuǎn)向器介于可逆式與不可逆式轉(zhuǎn)向器兩者之間。在車輪受到?jīng)_擊力作用時(shí)，此力只有較小一部分傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)。 如果忽略軸承和其它地方的磨擦損失，只考慮嚙合副的磨擦損失，則逆效率可用下式計(jì)算 00? ???（ 4 式（ 4式（ 4明：增加導(dǎo)程角 、逆效率均增大。受 ??增大的影響， 導(dǎo)程角小于或等于磨擦角時(shí)，逆效率為負(fù)值或者為零，此時(shí)表明該轉(zhuǎn)向器是不可逆式轉(zhuǎn)向器。為此，導(dǎo)程角必須大于磨擦角。 15 動(dòng)比變化特性 向系傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比0?向系的力傳動(dòng)比 : 2? （ 4 轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比 : ?????? ??? //0（ 4 轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比0?i?組成，即 ??? ?0（ 4 轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比 : ?????? ??? //（ 4 ＝ 22 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的角傳動(dòng)比 : ?????? ???? // （ 4 1? 傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系 轉(zhuǎn)向阻力 r?（ 4 作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的手力 ?（ 4 將式（ 4 式（ 4入 2? 后得到 h （ 4 16 如果忽略磨擦損失，根據(jù)能量守恒原理， 2 02??? ?（ 4 將式（ 4入式（ 4得到 0??（ 4 當(dāng) a 和 傳動(dòng)比然轉(zhuǎn)向越輕，但0?明轉(zhuǎn)向不靈敏。 向器角傳動(dòng)比的選擇 轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比可以設(shè)計(jì)成減小、增大或保持不變的。影響選取角傳動(dòng)比變化規(guī)律的主要因素是轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大小和對(duì)汽車機(jī)動(dòng)能力的要求。 若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小或采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車，不存在轉(zhuǎn)向沉重問(wèn)題，應(yīng)取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比，以提高汽車的機(jī)動(dòng)能力。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大，汽車低速急轉(zhuǎn)彎時(shí)的操縱輕便性問(wèn)題突 出，應(yīng)選用大些的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。 汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，要求轉(zhuǎn)向輪反應(yīng)靈敏，轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比應(yīng)當(dāng)小些。汽車高速直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)在中間位置的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比不宜過(guò)小。否則轉(zhuǎn)向過(guò)分敏感，使駕駛員精確控制轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)有困難。 轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比變化曲線應(yīng)選用大致呈中間小兩端大些的下凹形曲線，如圖4示。 圖 4向器角傳動(dòng)比變化特性曲線 向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙△ t 傳動(dòng)間隙是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動(dòng)副之間的間隙。該間隙隨轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的大小不同而改變，并 把這種變化關(guān)系稱為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性（圖 4。 研究該特性的意義在于它與直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器的使用壽命有關(guān)。 17 傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙在轉(zhuǎn)向盤(pán)處于中間及其附近位置時(shí)要極小，最好無(wú)間隙。若轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副存在傳動(dòng)間隙，一旦轉(zhuǎn)向輪受到側(cè)向力作用，車輪將偏離原行駛位置，使汽車失去穩(wěn)定。 傳動(dòng)副在中間及其附近位置因使用頻繁，磨損速度要比兩端快。在中間附近位置因磨損造成的間隙過(guò)大時(shí)，必須經(jīng)調(diào)整消除該處間隙。 為此，傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成圖 4示的逐漸加大的形狀。 圖 4向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性 轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性 圖中曲線 1 表明轉(zhuǎn)向器在磨損前的間隙變化特性；曲線 2 表明使用并磨損后的間隙變化特性，并且在中間位置處已出現(xiàn)較大間隙；曲線 3 表明調(diào)整后并消除中間位置處間隙的轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙變化特性。 向盤(pán)的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù) 轉(zhuǎn)向盤(pán)從一個(gè)極端位置轉(zhuǎn)到另一個(gè)極端位置時(shí)所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)稱為轉(zhuǎn)向盤(pán)的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)。它與轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比有關(guān)，并影響轉(zhuǎn)向的操縱輕便性和靈敏性。 18 第 5 章 轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)計(jì)算 向系計(jì)算載荷的確定 為 了保證行駛安全，組成轉(zhuǎn)向系的各零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。欲驗(yàn)算轉(zhuǎn)向系零件的強(qiáng)度，需首先確定作用在各零件上的力。影響這些力的主要因素有轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷，地面阻力和輪胎氣壓等。為轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力，包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力、車輪穩(wěn)定阻力、輪胎變形阻力和轉(zhuǎn)向系中的內(nèi)摩擦阻力等。 精確地計(jì)算這些力是困難的，為此推薦用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力距 N?即 (5 ＝ N?中， f 為輪胎和路面見(jiàn)的摩擦因素，一般取 N） ; 作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的手力為 ?? ?? W 12 （ 5 ＝ N 式中， 轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)； 轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)； 轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑； i?為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比； ?? 為轉(zhuǎn)向器正效率。 19 向器設(shè)計(jì) 數(shù)的選取 搖臂軸直徑 /6 鋼球中心距 D/5 螺桿外徑 D1/3 鋼球直徑 d /距 P /作圈數(shù) W 母長(zhǎng)度 L /5 導(dǎo)管壁厚 /球直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑之間的間隙 e/線導(dǎo)程角 0a /o 7? 法向壓力角 0a /o 20? 接觸角 ? /o 45? 環(huán)流行數(shù) 2 算參 數(shù) 2 應(yīng)大于 一般要求 )10~%5(12 ?? （ 5 （ 5%~10%） D=25+8%*25 =27 2. 鋼球數(shù)量 n n= 5 5 6 D W 0 ????? （ 5 ≈ 22個(gè) 3. 滾道截面半徑 20 d= （ 5 向器零件強(qiáng)度計(jì)算 觸應(yīng)力 ? ? =k 3222223)()( （ 5 =中， k 為系數(shù)，根據(jù) A/B 值查表， A=[（ 1/r） -(1/ 2R )]/2, B=[(1/r)+(1/ 1R )]/2; 2R 為滾道截面半徑， k 取 r 為鋼球半徑； 1R 為螺桿外徑； E 為材料彈性模量，等于 105 3F 為鋼球與螺桿之間的正壓力，即 3F=5 ＝ 中， 0a 為螺桿螺線的導(dǎo)程角； o? 為接觸角； n 為參與工作的鋼球數(shù)； 8~64－時(shí)，許用接觸應(yīng)力[? ]=2500 由于 ? <[? ],因此滿足強(qiáng)度。 向搖臂直徑的確定 轉(zhuǎn)向搖臂直徑 d 為 式中， K 為 安全系數(shù)，根據(jù)汽車使用條件不同可取 0? 為扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限。 搖臂軸用 20制造，表面滲碳，滲碳層深度在 于前軸負(fù)荷大的汽車，滲碳層深度為 面硬度為 58~6321 第 6 章 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求 減?。?，作用在轉(zhuǎn)向 盤(pán)上的手力必須增大（或減?。?，稱之為“路感”。 h ≥ ，動(dòng)力轉(zhuǎn)向器就應(yīng)開(kāi)始工作。 轉(zhuǎn)向盤(pán)應(yīng)自動(dòng)回正，并使汽車保持在穩(wěn)定的直線行駛狀態(tài)。 轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)后，系統(tǒng)內(nèi)壓力能很快增長(zhǎng)到最大值。 能用機(jī)械系統(tǒng)操縱車輪轉(zhuǎn)向。 、外泄漏少。 向機(jī)構(gòu)的計(jì)算 寸計(jì)算 動(dòng)力缸的主要尺寸有動(dòng)力缸內(nèi)徑、活塞行程、活塞桿直徑和動(dòng)力缸體壁厚。 動(dòng)力缸產(chǎn) 生的推力 F 為 F 11?（ 6 式中， 轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)度； L 為轉(zhuǎn)向搖臂軸到動(dòng)力缸活塞之間的距離。 因?yàn)閯?dòng)力缸活塞兩側(cè)的工作面積不同，應(yīng)按較小一側(cè)的工作面積來(lái)計(jì)算，即 )(4 22 dD ? ? （ 6 式中， D 為動(dòng)力缸內(nèi)徑； 選 力 p＝ 聯(lián)立式 (6式（ 6得到 114 ?? ? （ 6 所以 d=2222 活塞行程是車輪轉(zhuǎn)制最大轉(zhuǎn)角時(shí)，由直拉桿的的移動(dòng)量換算到活塞桿處的移動(dòng)量得到的。 活塞厚度可取為 B=力缸的最大長(zhǎng)度 s 為 0 ???? (6=130力缸殼體壁厚 t,根據(jù)計(jì)算軸向平面拉應(yīng)力 ? ? ??? ])(4[ 22 （ 6 式中， p 為油液壓力； D 為動(dòng)力缸內(nèi)徑； t 為動(dòng)力缸殼體壁厚； n 為安全系數(shù)，n=s 為殼體材料的屈服點(diǎn)。殼體材料用球墨鑄鐵采用 05，抗拉強(qiáng)度為 500服點(diǎn)為 350 t=5塞桿用 45 剛制造，為提高可靠性和壽命，要求表面鍍鉻并磨光。 配閥的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 分配閥的要參數(shù)有 :滑閥直徑 d、預(yù)開(kāi)隙 封長(zhǎng)度 滑閥總移動(dòng)量 e、滑閥在中間位置時(shí)的液流速度 v、局部壓力降和泄漏量等。 轉(zhuǎn)向油泵的排量應(yīng)保證轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸能比無(wú)動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)以更高的轉(zhuǎn)向時(shí)汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向，否則動(dòng)力轉(zhuǎn)向反而會(huì)形成快速轉(zhuǎn)向的輔加阻力。油泵排量要達(dá)到這一要求，必須滿足如下不等式：