转向系
一. 转向系概述
二. 转向操纵机构
三. 转向器
四. 转向传动机构
五. 助力转向系统
一. 转向系概述
1.1转向系的功用、组成及工作原理
1.1.1 转向系的功用
定义：用来改变和恢复汽车行驶方向的专设机构成为转向系
1.1.2 转向系的组成
机械转向系统一般由转向操纵机构、转向器和转向传动装置三部分组成，一般动力转向系统除上述装置外还包括转向助力装置。
1.1.
2.1 转向操纵机构
位于转向器之前、供驾驶员进行转向操纵的工作机构。
它由转向盘1、转向轴2、支承转向轴的转向柱管、转向传动轴4及万向节3等零件组成。
1.1.
2.2 转向器
作为放大驾驶员的转向力及改变转向动作方向的装置，转向器将转向盘的转动变为转向齿条的直线运动或者转向摇臂的摆动。由于其角传动比较大，且要求有一定的可逆性，转向器是一种特殊的减速机构。
1.1.
2.3 转向传动装置
将转向摇臂6输出的力和运动经转向直拉杆7、转向节臂8传至左转向节9，再由左梯形臂10、转向横拉杆11、右梯形臂12传至右转向节13，而左右车轮各自装在自身的转向节上，从而使左右转向轮发生偏转。
1.1.
2.4 转向系角传动比
转向系角传动比——转向盘转角增量与同侧转向节相应转角增量之比，它是转向器角传动比和转向传动机构角传动比之积。转向传动机构的角传动比一般在1左右，因此转向系的角传动比主要由转向器角传动比确定。
目前，汽车转向系的角传动比约为14~28，轿车一般偏小，载货汽车偏大。相应的，转向盘转动总圈数为3~6圈。
1.1.
2.5 转向盘自由行程
转向盘自由行程指转向盘在空转阶段的角行程，由转向系统中所有传动副间存在的间隙造成的。自由行程是为了缓和路面冲击、避免驾驶员过度紧张。一边汽车从中间位置向左右任意方向的自由行程大约为10度，当转向系统的零部件磨损到转向盘的自由行程达到25度时，则必须进行调整。
1.2. 转向系的要求
转向系是保证汽车安全行驶的重要装置之一，因此要求它工作可靠；操纵轻便、灵活；
汽车转弯行驶时，所有车轮应绕同一个瞬时中心旋转，任何车轮不应有侧滑；
汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮应能自动回到直线行驶位置，并稳定行驶；
汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自激振动，转向盘没有摆动；转向机构还应能减缓路面通过转向轮传到转向盘上的冲击，同时又要使驾驶员通过转向盘能感觉到转向过程中车轮与地面之间的运动情况即获得适当的“路感”；
转向轮和转向盘的转动方向应该一致；
当汽车发生碰撞时，转向系统各装置应能减轻或避免对驾驶员的伤害。
1.3. 转向系的分类
按转向能源可分为：
（1）机械转向系：
以驾驶员的体力为转向能源
（2）动力转向系
以驾驶员的体力和发动机动力为转向能源
组成：机械转向系+转向助力装置
二. 转向操纵机构
2.1. 转向操纵机构概述
2.1.1 构成
转向操纵机构由转向盘、转向轴、支承转向轴的转向柱管、上下万向节、转向传动轴等零件组成，它将驾驶员转动转向盘的操纵力和运动传给转向器。
由于驾驶员和它紧密接触，因此在结构上更多地从人机工程及驾驶安全两方面考虑，现代汽车转向操纵机构带有各种调整机构及安全保护装置，以方便不同体形驾驶员的操纵及保证驾驶员的安全。
2.1.2 转向操纵机构的布置
过去传统汽车的转向器输入轴与转向盘通常同轴线布置，因此转向轴可直接或通过柔性万向节与转向器输入轴直接连接。现今，汽车形式多样化，由于汽车底盘和车身（驾驶室）总体布置的要求，往往需要将转向器和转向盘的轴线布置得相交成一定角度，甚至处于不同平面内，为此，在转向操纵机构中要采用万向传动装置（挠性万向节和/或刚性万向节）采用万向节装置对提高驾驶员的安全性也有好处。
2.2. 转向盘
转向盘与转向轴一般是通过花键或带锥度的细花键连接
转向盘主要由轮圈、轮辐和轮毂等组成。轮幅和轮圈的心部有钢、铝合金或镁合金制成
的骨架，外表通过注塑方法包覆有一定形状的塑料外层或合成橡胶或真皮，以改善操纵转向盘的手感并提高驾驶员的安全性。
转向盘轮辐一般呈“T”形或“H”形，这样在转向盘的上半部形成一个月牙形空间，便于驾驶员在驾驶过程中观察汽车仪表盘，及时了解有关信息。
2.3. 转向操纵机构的倾角及高度调整机构
为了方便不同体形驾驶员的操纵，现代汽车的转向操纵机构中体现了“以人为本”的思想，配置了能改变转向盘的倾角和高度的机构。
调节机构分为手动和电动两种，高档车甚至采用电控单元进行位置记忆设置，与座椅、后视镜等联动控制。
2.4.转向操纵机构的安全装置
2.4.1 概述
当汽车发生意外而正面碰撞时，车架（车身）的变形会导致的转向器和转向操纵机构后移；而在巨大的惯性力作用下，人体会向前冲。这样，驾驶员很可能会碰撞转向盘而受到巨大伤害。因此，在转向操纵机构中须配置安全装置，以减轻或避免对驾驶员的伤害。
基本原理：除要求转向盘骨架产生变形外，当转向轴受到巨大冲击而发生轴向位移时，使支架或某些支承件产生断裂或塑性变形，从而吸收冲击能量。
在转向操纵机构中的防护安全装置大致可分为两类：可分离式和缓冲吸能式
2.4.2 可分离式转向操纵机构
转向轴分为上下两端，通过紧配合的方式连接在一起。当发生撞车时，上下两段转向轴相互分离，从而减轻转向盘对驾驶员的伤害程度。
自身没有吸能装置，防止驾驶员受伤害的效果不够理想；而且一旦上下转向轴相互分离，将无法对汽车进行操纵因此这种转向操纵机构将趋于淘汰，取而代之的是缓冲吸能式操纵机
构。
2.4.3 缓冲吸能式转向操纵机构
2.4.
3.1 概述
方向盘采用吸能式设计
从结构上能使汽车受撞击后，利用转向轴和转向柱管的轴向收缩变形吸收冲击能量，从而能有效地缓和驾驶员对转向盘的撞击，减轻其受伤害的程度
主要有管柱支架吸能式、网状管柱吸能式、钢球滚压吸能式和波纹管吸能式等几种。
2.4.
3.2 管柱支架吸能式
转向传动轴分为上下两段，矩形端面的下转向传动轴插入上转向传动轴的孔中，二者可传递转矩又可轴向伸缩。发生碰撞时，发动机推动转向器及下转向传动轴向后移动，上、下转向传动轴相互移动，由于摩擦和变形而吸收了部分冲击能量
此外，当驾驶员身体撞击转向盘后，转向管柱和支架将从仪表板上脱离下来而向前移动。这时，一端固定在仪表板上而另一端固定在支架上的U形金属板就会产生扭曲变形并吸收冲击能量。
三. 转向器
3.1 转向器概述
3.1.1 要求
1. 转向器是一种特殊的减速机构，其传动比较大，且要求具有一定的可逆性
2. 放大驾驶员的转向力及改变其传动方向是转向器必需具备的两个功能
3.1.2 转向器传动比
根据总体布置的要求，转向器输出端的运动形式有两种，一种是线位移（如齿轮齿条式转向器），另一种是角位移（如循环球式、曲柄指销式等转向器）。
线位移输出的转向器的传动比定义为转向盘每转一圈时转向器输出轴的线位移的大小（称为线角传动比），汽车转向器的线角传动比一般为35～55mm/r
角位移输出的转向器的传动比则用转向盘转角增量与转向摇臂轴转角增量之比（称为角传动比）来表示，汽车转向器的角传动比一般为14～28
转向器的传动比越大，转动转向盘所需要的操纵力就越小，但相同转向轮偏转角所需的转向盘转动圈数就会增多，转向灵敏度就会下降。
3.1.3 转向器传动效率
通常称转向操纵力由转向盘传到转向摇臂（或齿条轴）的过程为正向传动，相应的传动
效率称为正传动效率；而由路面的冲击力反向通过转向摇臂（或齿条轴）和转向器传到转向盘的过程称为逆向传动，相应的传动效率称为逆传动效率。
所有的转向器都要求其正传动效率高，使转向操纵轻便；转向器的逆传动系率不宜过高，否则会使路面对车轮的冲击力容易通过转向系反传到转向盘而造成转向盘“打手”的现象。
对于经常行驶在平坦公路上的汽车，不太需要考虑转向器逆传动效率问题；但对于经常行驶于恶劣路面的汽车，转向器逆传动效率问题应给予充分注意。
3.1.4 转向器类型
3.2 转向器
3.2.1 转向器结构型式
转向器结构型式的选择要考虑车辆的类型、前轴负荷、使用条件等因素，转向器根据输出端的运动形式分主要有两类：
线位移（如齿轮齿条式转向器）
角位移（如循环球式、蜗杆曲柄指销式等转向器）
3.2.2 齿轮齿条转向器
3.2.2.1 齿轮齿条转向器结构和工作原理
3.2.2.3 齿轮齿条式转向器分类
齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种。
两端输出式：转向横拉杆通过球铰与齿条轴端部连接；
中间输出式：转向横拉杆通过圆柱铰与齿条轴中部连接。
结构：螺旋齿轮与斜齿齿条啮合
斜齿条的目的：提高啮合重叠度，传动平稳；小齿轮轴线与齿条轴线不垂直，以满足转向系统总布置要求。
转向时，一根横拉杆受拉，另一根横拉杆受压。
齿条断面形状：圆形、V形、Y形，后两者可防止齿条轴转动。
3.2.2.4 齿轮齿条式转向器特点
?单级传动；
?无需进行啮合间隙调整；
?转向器是转向传动机构的一部分，结构简单；
?正、逆效率都很高，适合于安装与经常在良好路面上行驶的汽车上。
但转向时齿条轴受横拉杆斜向作用力较大，主要用于前桥为独立悬架的轿车及轻型和微型货车上。例如奥迪桑塔纳夏利等轿车，天津TJ1010型微型货车以及南京依维柯轻型货车等。
3.2.2.5 变传动比齿轮齿条式转向器
标准螺旋齿轮；
齿条的倾斜角、压力角、模数可变。
3.2.3 循环球式转向器
3.2.3.1 概述
一般有两级传动副，第一级是螺杆螺母传动副（借助钢珠将滑动摩擦变为滚动摩擦），第二级是齿条齿扇传动副；
第一级传动副螺母的一侧加工有第二级传动副的齿条，转向器的运动最后由齿扇输出；
循环球式转向器的正传动效率很高（最高可达90％～95％），使用寿命长但其逆效率也很高，容易将路面冲击力传到转向盘。不过对于较轻型的、前轴装载质量不大而又经常在好路上行驶的汽车而言，这一缺点影响不大。因此，循环球式转向器广泛应用于各类汽车上。
3.2.3.2 循环球转向器（齿条齿扇式）啮合间隙调整
为了调整啮合间隙的需要，与齿条啮合的齿扇的牙齿做成变厚的（分度圆上的齿厚沿齿扇轴线按线性关系变小）。不变厚的齿条和变厚的齿扇啮合时，转向螺母上的齿条相对齿扇轴线是倾斜的，只要使齿扇轴相对于齿条作轴向移动，即能调整二者的啮合间隙。
这一调整可用旋装在侧盖上的调整螺钉来完成。
3.2.4 蜗杆曲柄指销式转向器
3.2.5 各种典型转向器的比较
齿轮齿条式（正、逆效率高－好路用）
循环球式（正、逆效率高－好路用）
蜗杆曲柄指销式（逆效率低－差路用）——涡轮蜗杆是单向传动。
四. 转向传动机构
4.1 转向传动机构的功用和要求
转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两侧转向
轮偏转，且使两转向轮偏转的角度按一定关系变化（内轮的转角大于外轮），以保证汽车转
向时车轮尽可能作纯滚动。
转向传动机构在结构上最重要的组成部分是联系左右车轮的梯形机构，由于车轮的跳动要受到悬架结构的影响，为避免转向传动机构与悬架导向杆系发生严重运动干涉，梯形机构
又有整体式和断开式之分。
前悬架的结构型式对转向传动机构的型式影响很大。
4.2 汽车转向时两前轮的运动关系及转向梯形
4.2.1 内外轮转角关系
汽车转向时，要使各车轮都只滚动不滑动，各车轮必须围绕一个中心点O转动，为了满足上述要求，左、右前轮（假设为刚性车轮）的偏转角应满足如下关系：
Ctgα=Ctgβ+B/L
式中：
α—外转向轮偏角
β—内转向轮偏角
B—左右主销轴线与地面交点间的离
距L—轴距
上面的数学公式形式很简单，但要设计一个转向传动机构，使得在任何转向盘转角下该式都成立却是一件十分困难的事情。
4.2.2 转向梯形
迄今为止，汽车上应用最广的转向传动机构是阿克曼转向传动机构，该机构的特点是，机构的几何形状呈梯形，俗称转向梯形，它能够近似满足上述要求。
采用阿克曼转向传动机构时，内外轮转角关系的实际曲线与理论曲线有一定的差距，在转向过程中只能作到1～2对α和β值完全满足上式，可以通过优化转向梯形，使总的效果都比较接近上式，但实际使用效果还是被大众所接受因为实际上轮胎并非刚性，存在侧偏效应，问题还要更复杂一些。
4.2.3 最小转弯半径
转弯半径：转向中心O到外转向轮与地面接触点的距离。（注意：转弯半径与转弯通道半径的不同）
最小转弯半径：
Rmin=L/sinαmax+a
式中：
Rmin—最小转弯半径
Rmin L—轴距
αmax—外转向轮最大偏角
a—主销延长线距外转向轮与地面接触点间的距离
4.3 非独立悬架用转向传动机构
4.3.1 组成
转向传动机构由转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、梯形臂、横拉杆等组成
转向梯形由梯形臂及横拉杆组成
4.3.2 转向梯形的布置
一般转向梯形布置在前桥之后，一方面它可以受到前桥的保护，另一方面它占用的空间也较小。
在发动机位置较低或者转向桥兼充驱动桥的时候，为避免干涉，往往将转向梯形布置在
前桥的前面。
若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而是在与道路平行的平面内摆动，则可将转向直拉杆横置，并借球头销直接带动转向横拉杆，使两侧梯形臂转动。
4.4.3 转向直拉杆
转向直拉杆将转向摇臂传来的力和运动传递给转向节臂（或梯形臂），并且可以缓冲路面传递来的冲击。
转向直拉杆应该横置，避免与悬架运动引起干涉。
直拉杆的布置则只要考虑因为悬架运动所引起的干涉。
转向系中的转向器固定在车架（或车身）上，而转向传动机构中的转向直拉杆则与转向节臂相连。因此车轮跳动时会有两个摆动重心，一个是由悬架导向杆系确定的摆动中心，一个是直拉杆和转向节臂的铰接中心。若转向传动机构中的杆系布置不当，就会引起这两个中心不重合，就会引起车轮的干涉转向。严重时甚至破坏对汽车的操纵、加剧轮胎的磨损。
4.3.4 转向横拉杆及球关节
转向横拉杆是联系左、右梯形臂的连接杆，它的结构特点一是长度能自由调整以满足前轮前束的要求，二是杆件不允许有轴向变形破坏前束。
上、下球头座用聚甲醛制成，有很好的耐磨性。弹簧可保证两球头座与球头紧密接触（其预紧力由螺塞调整），又确保沿杆轴轴线方向无弹性
横拉杆体两端的螺纹旋向不同，一端为右旋，另一端为左旋。因此，在旋松夹紧螺栓以后，转动横拉杆体，即可改变横拉杆的总长度，从而可以调整转向轮前束值。
4.4 独立悬架用转向传动机构
4.4.1 概述
当前悬架采用独立悬架时，如采用整体式转向梯形，则转向轮在横向平面内跳动时，悬架导向杆系与转向传动机构会产生严重的运动干涉，因此转向梯形必须采用断开式结构。
转向梯形中横拉杆断开点的位置将影响到车轮跳动过程中前束值的变化，不合理的断开点会使轮胎严重磨损。
1—转向摇臂2—转向直拉杆3—左转向横拉杆4—右转向横拉杆5—左转向节臂6—右转向节臂7—摇杆8—悬架左摆臂9—悬架右摆臂
两端输出式中间输出式
4.4.3 转向减震器
作用：衰减转向轮的摆振，缓和路面冲击对转向盘的影响。
转向减振器的一端与车身（车桥）连接，另一端与转向直拉杆或者转向齿轮铰接。
转向减振器与悬架的减振器结构相似，但是二者的结构却是不同的，前者的压缩和伸张特性相同，而后者压缩和伸张时的特性却不相同。
五. 助力转向系统
5.1 概述
为了减轻驾驶员的体力消耗、提高汽车行驶安全性，采用助力转向系统是转向系统的发展趋势。目前，中、高级轿车和大型商用车基本上都采用助力转向系统。
按产生助力的工作介质不同，助力转向系统可分为液压助力、电动助力和气压助力三种类型，其中气压助力现已很少见到。
现在大多车型采用液压助力转向系统但电动助力转向，系统(EPS)在轿车上的安装率不断上升，有取代普通和电动液压助力转向系统（EHPS）的趋势，但受到助力能力的限制，目前EPS还不能在大中型车上推广应用。
5.2 液压助力转向系统
5.2.1 组成和工作原理
液压助力转向系统是在机械式转向系统的基础上加一套液压助力装置而构成。
而液压助力装置则由转向控制阀、助力缸及油泵、储油罐和油管等组成。
工作原理：转动转向盘时，转向控制阀将液压油分配到相应的动力缸腔室，从而可以产生助力。
对液压助力系统应有如下要求：
转向轮的转向动作要和转向盘的运动协调，并成一定的运动比例关系；
转向时要有路感，转向轮能自动；
回位维持汽车直行能力；
安全可靠，一旦液压系统失灵仍能转向。
5.2.2 转向控制阀
转向控制阀的作用是根据驾驶员的转向意图控制油流方向，将油泵中输出的工作液引入到转向助力缸的相应腔室里面，由助力缸中活塞产生推力使车轮转向。
按照阀体运动形式的不同，转向控制阀可分为滑阀式和转阀式。
滑阀式的结构简单，工艺性好；但是转阀式的灵敏度高，密封件少，结构更为先进，因此转阀目前得到广泛应用。
1 汽车转向系统的功能 1.1 驾驶者通过方向盘控制转向轮绕主销的转角而实现控制汽车运动方向。 对方向盘的输入有两种方式：对方向盘的角度输入和对方向盘的力输入。装有动力转向系统的汽车低速行驶时，操作方向盘的力很轻，却要产生很大的方向盘 转角输入，汽车的运动方向纯粹是由转向系统各杆件的几何关系所确定。这时， 基本上是角输入。而在高速行驶时，可能出现方向盘转角很小，汽车上仍作用有 一定的侧向惯性力，这时，主要是通过力输入来操纵汽车。 1.2 将整车及轮胎的运动、受力状况反馈给驾驶者。这种反馈，通常称为路感。 驾驶者可以通过手—---感知方向盘的震动及运转情况、眼睛—---观察汽车运动、 身体—---承受到的惯性、耳朵—---听到轮胎在地面滚动的声音来感觉、检测汽车 的运动状态，但最重要的的信息来自方向盘反馈给驾驶者的路感，因此良好的路 感是优良的操稳性中不可缺少的部分。 反馈分为力反馈和角反馈 从转向系统的功能可以得知：人、车通过转向系统组成了人车闭环系统，是驾驶者对汽车操纵控制的一个关键系统。 2 转向系统设计的基本要求 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。转向系的基本要求如下： 2．1 汽车转弯时，全部车轮应绕瞬时回转中心（瞬心）旋转，任何车轮不应有侧滑。 不满足这项要求会加剧轮胎磨损，并降低汽车的操作稳定性。实际上，没有哪 一款汽车能完全满足这项要求，只能对转向梯形杆系进行优化，一般在常用转向 角（轮15°～25°围）使转向外轮运动关系逼近上述要求。 2．2 良好的回正性能 汽车转向动作完成后，在驾驶者松开方向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。转向轮的回正力矩的大小主要由悬架系统所决定的前 轮定位参数确定，一般来说，影响汽车回正的因素有：轮胎侧偏特性、主销倾角、 主销后倾角、前轮外倾、转向节上下球节的摩擦损失、转向节臂长、转向系统的 逆效率等。 2．3汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，方向盘没有摆动。 2．4 转向机构与悬架机构的运动不协调所造成的运动干涉应尽可能小，由于运动干涉使转向轮产生的摆动应最小。 汽车转弯行驶时，作用在汽车质心处的离心力的作用，轮载荷减小，外轮载荷
目录摘要2 第一章绪论3 1.1汽车转向系统概述3 1.2齿轮齿条式转向器概述9 1.3液压助力转向器概述10 1.4国内外发展情况12 1.5本课题研究的目的和意义12 1.6本文主要研究内容13 第二章汽车主要参数的选择14 2.1汽车主要尺寸的确定14 2.2汽车质量参数的确定16 2.3轮胎的选择17 第三章转向系设计概述18 3.1对转向系的要求18 3.2转向操纵机构18 3.3转向传动机构19 3.4转向器20 3.5转角及最小转弯半径20 第四章.转向系的主要性能参数22 4.1转向系的效率22 4.2传动比变化特性23 4.3转向器传动副的传动间隙△T25 4.4转向盘的总转动圈数26 第五章机械式转向器方案分析及设计26 5.1齿轮齿条式转向器26 5.2其他转向器28 5.3齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择29 5.4数据的确定29 5.5设计计算过程31 5.6齿轮轴的结构设计35 5.7轴承的选择35 5.8转向器的润滑方式和密封类型的选择35 5.动力转向机构设计36 5.1对动力转向机构的要求36 5.2动力转向机构布置方案36 5.3液压式动力转向机构的计算38 5.4动力转向的评价指标43
6. 转向传动机构设计45 6.1转向传动机构原理45 6.2转向传送机构的臂、杆与球销47 6.3转向横拉杆及其端部47 6.4杆件设计结果48 7.结论49 致谢49 摘要 本课题的题目是转向系的设计。以齿轮齿条转向器的设计为中心，一是汽车总体构架参数对汽车转向的影响；二是机械转向器的选择；三是齿轮和齿条的合理匹配，以满足转向器的正确传动比和强度要求；四是动力转向机构设计；五是梯形结构设计。因此本课题在考虑上述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向，通过万向节带动转向齿轮轴旋转，转向齿轮轴与转向齿条啮合，从而促使转向齿条直线运动，实现转向。实现了转向器结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力，从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。 关键词：转向系；机械型转向器；齿轮齿条；液压式助力转向器 Abstract The title of this topic is the design of steering system. Rack and pinion steering gear to the design as the center, one vehicle parameters on the overall framework of the impact of vehicle steering; Second, the choice of mechanical steering; third rack gear and a reasonable match to meet the correct steering gear ratio and strength requirements; Fourth, power steering mechanism design; Fifth, the structural design of trapezoidal. Therefore, taking into account the above issues and factors that require study, based on the steering wheel rotary drive transmission shaft of the steering rack and pinion steering, through the universal joint drive shaft rotation gear shift, steering rack and steering gear shaft meshing, thereby encouraging steering rack linear motion to achieve steering. Simple structure to achieve the steering tight, short axial dimension, and the number of parts can increase the advantages of less power in order to achieve the vehicle steering stability and sensitivity. In this article a major design steering rack and pinion steering gear shaft and the check, the main methods and theoretical experience in the use of automotive design parameters and the University of mechanical design school curriculum design and the results meet the strength
毕业设计 题目：越野车转向系统设计与优化学生姓名： 学号： 专业: 年级: 指导老师: 完成日期:
目录 第一章电动转向系统的来源及发展趋势 (1) 第二章转向系统方案的分析 (3) 1.工作原理的分析 (3) 2. 转向系统机械部分工作条件 (3) 3.转向系统关键部件的分析 (4) 4.转向器的功用及类型 (5) 5.转向系统的结构类型 (5) 6.转向传动机构的功用和类型 (7) 第三章转向系统的主要性能参数 (8) 1. 转向系的效率 (8) 2. 转向系统传动比的组成 (8) 3. 转向系统的力传动比与角传动比的关系 (8) 4. 传动系统传动比的计算 (9) 5. 转向器的啮合特征 (10) 6. 转向盘的自由行程 (11) 第四章转向系统的设计与计算 (12) 1. 转向轮侧偏角的计算（以下图为例） (12) 2. 转向器参数的选取 (12) 3. 动力转向机构的设计 (12) 4. 转向梯形的计算和设计 (14)
第五章结论 (16) 谢辞 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)
转向系统设计与优化 摘要 汽车在行驶过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变行驶方向，即所谓汽车转向。用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全是至关重要的。因此需要对转向系统进行优化，从而使汽车操作起来更加方便、安全。本次设计是EPS电动转向系统，即电动助力转向系统。该系统是由一个机械系统和一个电控的电动马达结合在一起而形成的一个动力转向系统。EPS系统主要是由扭矩传感器、电动机、电磁离合器、减速机构和电子控制单元等组成。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感器检测到转向盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元，电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号等，向电动机控制器发出指令，使电动机输出相应大小和方向的转向助力转矩，从而产生辅助动力。汽车不转向时，电子控制单元不向电动机控制器发出指令，电动机不工作。该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、传送带和装于发动机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此，电动助力转向系统是汽车转向系统的发展方向。 关键词：机械系统，扭矩传感器，电动机，电磁离合器，减速机构，电子控制单元。
汽车设计课程设计说明书 题目：重型载货汽车转向器设计 姓名：席昌钱 学号：5 同组者：严炳炎、孔祥生、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级：09车辆工程2班 指导教师：王丰元、邹旭东
设计任务书 目录 1.转向系分析 (4) 2.机械式转向器方案分析 (8) 3.转向系主要性能参数 (9) 4.转向器设计计算 (14) 5.动力转向机构设计 (16) 6.转向梯形优化设计 (22) 7.结论 (24) 8.参考文献 (25)
1转向系设计 基本要求 1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。 2.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。 3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。 4.转向灵敏。 5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 基本参数 1.整车尺寸： 11976mm*2395mm*3750mm。 2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm 3.整备质量 12000kg 4.轮胎气压 2.转向系分析 对转向系的要求[3] (1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便; (2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑; (3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小; (4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态; (5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员. 转向操纵机构 转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。
汽车构造下册试卷及答案 一、填空题（每小题2分，共４０分） 1、汽车传动系的基本功用是将发动机输出的动力传给驱动车轮。 2、前轮定位包括主销后倾、注销前倾、车轮外倾、前轮前束四项内容。3．万向传动装置一般由万向节、传动轴和中间支承等组成。 4．东风EQ2080E三轴越野汽车的分动器具有两种档位，挂前桥和挂低速档之间的关系为：先挂前桥，后挂低速档；摘前桥与摘低速档之间的关系为：先摘低速档后摘前桥。 5．驱动桥主要是由主减速器、差速器、半桥和驱动桥壳_等组成。 ６．等速万向节的工作原理是保证在工作过程中，传力点始终位于两轴交角的角平分线上。7．悬架一般由弹性元件、减振器、导向装置组成。 8．摩擦片式离合器基本上是由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构 四部分组成。 9．根据车桥作用的不同，车桥可分为驱动桥、转向桥、转向驱动桥、支承桥四种。10．行星齿轮的自转是指绕自身轴线转动；公转是指绕半轴轴线转动。 11．机械式转向系由转向操纵机构、_转向器__ 和_转向传动机构三大部分组成。12．与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂、转向直拉杆、转向节臂、转向梯形. 13．循环球式转向器中一般有两极传动副，第一级是螺杆螺母传动副，第级是齿条齿扇传动副。 14．液压式动力转向系中，转向加力装置由转向油罐、转向油泵、转向控制阀、转向动力缸组成。。 15．变速器的作用是变速变矩、能使汽车倒向行驶、中断动力传动。 16．车轮制动器由固定部分、旋转部分、张开机构、调整机构等四部分构成。 17．制动器的领蹄具有_增势作用，从蹄具有__减势__ 作用。 18．凸轮式制动器的间隙是通过制动调整臂来进行局部调整的。 19．制动气室的作用是将输入的气压能转换成机械能而输出。 20．真空增压器由_辅助缸控制阀真空伺服气室三部分组成 21.汽车在行驶过程中，发动机的动力经过离合器、变速器、万向传动装置传至主减速器，主减速器（单级）从动锥齿轮依次将动力经差速器壳；十字轴；行星齿轮；半轴齿轮；半轴传给驱动车轮。 22.汽车行驶系由车架；车桥；车轮；悬架四部分组成。 23.载货汽车的车架一般分为边梁式；中梁式；综合式；车架三种，EQ1091、CA1092型汽车采用的是边梁式车架。 24.轮胎根据充气压力可分为.高压胎、低压胎、超低压胎三种；根据胎面花纹可分为普通花纹胎、越野花纹胎、混合花纹胎三种；根据轮胎帘布层帘线的排列可分为普通斜交胎、子午线胎、带束斜交胎三种。 25. 转向系的作用是改变或恢复汽车的行驶方向。 26. 齿轮齿条式转向器传动副的主动件是转向齿轮，从动件是转向齿条。 27. 液压式动力转向系中，转向加力装置由转向油罐转向油泵转向控制阀转向动力缸组成。 28. 液压转向传力装置有常压式常流式两种。 29. 任何制动系都由供能装置控制装置传动装置制动器等四个基本部分组成。 30．所有国产汽车和部分国外汽车的气压制动系中，都采用凸轮式制动器 31. 车轮制动器由固定部分旋转部分张开机构调整机构等四部分构成。 32、钳盘式制动器又可分为浮钳式和定钳式。 33、空气弹簧是以空气为弹性元件的弹簧形式。 34．平行轴式机械变速器一轴的前端与离合器的从动盘相连，二轴的后端通过凸缘与万向节相连。 35．同步器有常压式惯性式和自增力式三种类型。
汽车转向系试题
汽车转向系 一、名词解释 1．动力转向 2．转向半径 3．转向系角传动比 4．不可逆转向器 5．可逆转向器 6．安全式转向柱 7．双作用叶片泵 8．转向盘自由行程二、填空题 1．汽车转向系的功用是——和——汽车的行驶方向。 2．汽车转向系按能源的不同分为——和——两大类。 3．常用的转向器有——、——和——等形式。 4．循环球式转向器由——、——、——、——四个主要零件组成。 5，转向轴和转向柱管称为——。 6．动力转向按传能介质分为——和——两种。 7．液压式动力转向装置按液流型式，可分为——和———二o 8．动力转向系主要由——、——、——、——组成。 9．转阀式动力转向器由——、——、————组成。 10．转向油泵可分为——和——两种。 11．双作用卸荷式叶片泵由——、——、——、——组成。 12。转向系由——、——、——、——、——、——、——等组成。 三、选择题 1．转向系角传动比越大，转向时驾驶员越( )。 A．省力 B．费力 C。无影响 2．转向盘自由间隙大，路面传递的力( )。
A．越明显 D．越不明显 C变化不大 3．循环球式转向器是( )转向器。 A．单传动比 B．双传动比 C．三传动比 4．横拉杆两端螺纹旋向( )。 A．都是左旋 B．都是右旋 C．一个左旋，一个右旋 5．转向盘出现“打手”现象，主要是( )。 A．方向盘自由行程小 B．方向盘自由行程大 C．车速太高 6．动力转向装置工作时，转向轮偏角增大时，动力缸内的油压( )。 A．增大 B．减小 C．不变 四、判断题 1．汽车转向时，内侧转向轮的偏转角小于外侧车轮的偏转角。 ( ) 2．转向系角传动比越大，转向越省力，越灵敏，所以转向系角传动比应越大越好。 ( ) 3．可逆式转向器的正逆效率都高，但在不平路面上行驶时易出现转向盘“打手”现象。 ( ) 4．调整转向器传动副的啮合间隙，可以调整转向盘自由行程。 ( )
课程设计设计(论文)题目：轿车转向器设计
轿车转向系设计任务书 整车性能参数 驱动形式2 4 前轮轴距2471mm 轮距（前/后）1429mm/1422mm装备质量1060kg 60% 最高车速180km/h 空载时前轴分配 负荷 最大爬坡度35% 制动距离（初速 5.6m 30km/h） 最小转向直径11m最大功率/转速74kW/5800rpm 最大转矩/转速150N·m/4000rpm 变速器五档手动 基本要求： 1) 汽车转向行驶时，全部车轮绕瞬时转向中心转动。 2) 操纵轻便，方向盘手作用力小于200N。 3) 转向系角传动比15～20；正效率高于60%，逆效率高于50%。 4) 转向灵敏。 5) 转向器与转向传动装置有间隙调整机构。 6) 转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 设计任务： 1) 查阅资料选定转向器，对转向系统进行方案设计。 2) 采用液压动力转向结构，并进行设计计算。 3) 设计转向梯形，确定梯形结构参数。 4) 利用图解法对梯形的特性进行校核。 5) 编写设计说明书。
目录 一、绪论 (1) 二、转向器设计 (2) （一）、转向系方案的选择 (2) （二）、转向系主要参数的确定 (5) （三）、液压动力转向设计 (9) （四）、转向梯形机构的设计 (12) （五）、总结 (15) 三、结束语 (16)
一、绪论 转向系统是汽车底盘的重要组成部分，转向系统性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性，它对于确保车辆的行驶安全、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要作用。随着现代汽车技术的迅速发展，汽车转向系统已从纯机械式转向系统、液压助力转向系（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS），发展到利用现代电子和控制技术的电动助力转向系统（EPS）及线控转向系统（SBW）。 液压转向系统是由液压和机械等两部分组成，它是以液压油做动力传递介质，通过液压泵产生动力来推动机械转向器，从而实现转向。液压助力转向系统一般由机械转向器、液压泵、油管、分配阀、动力缸、溢流阀和限压阀、油缸等部件组成。为确保系统安全，在液压泵上装有限压阀和溢流阀。其分配阀、转向器和动力缸置于一个整体，分配阀和主动齿轮轴装在一起（阀芯与齿轮轴垂直布置），阀芯上有控制槽，阀芯通过转向轴上的拨叉拨动。转向轴用销钉与阀中的弹性扭杆相接，该扭杆起到阀的中心定位作用。在齿条的一端装有活塞，并位于动力缸之中，齿条左端与转向横拉杆相接。转向盘转动时，转向轴（连主动齿轮轴）带动阀芯相对滑套运动，使油液通道发生变化，液压油从油泵排出，经控制阀流向动力缸的一侧，推动活塞带动齿条运动，通过横拉杆使车轮偏转而转向。 液压助力转向系统是在驾驶员的控制下，借助于汽车发动机带动液压泵产生的压力来实现车轮转向。由于液压转向可以减少驾驶员手动转向力矩，从而改善了汽车的转向轻便性和操纵稳定性。为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性，液压泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定。汽车起动之后，无论车子是否转向，系统都要处于工作状态，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力，所以在一定程度上浪费了发动机动力资源。并且转向系统还存在低温工作性能差等缺点。
目录 中文摘要、关键词 (1) 英文摘要、关键词 (2) 引言 (3) 第1章轿车转向系统总述 (4) 1.1轿车转向系统概述 (4) 1.1.1转向系统的结构简介 (4) 1.1.2轿车转向系统的发展概况 (4) 1.2轿车转向系统的要求 (5) 第2章转向系的主要性能参数 (7) 2.1转向系的效率 (7) 2.1.1转向器的正效率 (7) 2.1.2转向器的逆效率 (8) 2.2 传动比变化特性 (9) 2.2.1 转向系传动比 (9) 2.2.2 力传动比与转向系角传动比的关系 (9) 2.2.3 转向器角传动比的选择 (10) 2.3 转向器传动副的传动间隙 (10) 2.4 转向盘的总转动圈数 (11) 第3章轿车转向器设计 (12) 3.1 转向器的方案分析 (12) 3.1.1 机械转向器 (12) 3.1.2 转向控制阀 (12)
3.1.3 转向系压力流量类型选择 (13) 3.1.4 液压泵的选择 (14) 3.2 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 (14) 3.2.1 齿轮齿条式转向器结构分析 (14) 3.2.3 参考数据的确定 (20) 3.2.4 转向轮侧偏角计算 (21) 3.2.5 转向器参数选取 (21) 3.2.6 选择齿轮齿条材料 (22) 3.2.7 强度校核 (22) 3.2.8 齿轮齿条的基本参数如下表所示 (23) 3.3 齿轮轴的结构设计 (23) 3.4 轴承的选择 (23) 3.5 转向器的润滑方式和密封类型的选择 (24) 3.6 动力转向机构布置方案分析 (24) 第4章转向传动机构设计 (26) 4.1 转向传动机构原理 (26) 4.2 转向传送机构的臂、杆与球销 (27) 4.3 转向横拉杆及其端部 (28) 第5章转向梯形机构优化 (30) 5.1 转向梯形机构概述 (30) 5.2整体式转向梯形结构方案分析 (30) 5.3 整体式转向梯形机构优化分析 (31) 5.4整体式转向梯形机构优化设计 (34) 5.4.1 优化方法介绍 (34) 5.4.2 优化设计计算 (35)
汽车转向系统各部分结构作用图解（二）[图片] [ 04-11-8 17:37 ] 太平洋汽车网 四.转向传动机构 汽车转向时，要使各车轮都只滚动不滑动，各车轮必须围绕一个中心点O 转动，如图d-zx-07所示。显然这个中心要落在后轴中心线的延长线上，并且左、右前轮也必须以这个中心点O为圆心而转动。 为了满足上述要求，左、右前轮的偏转角应满足如下关系：
与非独立悬架配用的转向传动机构主要包括转向摇臂2、转向直拉杆3转向节臂4和转向梯形。在前桥仅为转向桥的情况下，由转向横拉杆6和左、右梯形臂5组成的转向梯形一般布置在前桥之后，如图d-zx-08a所示。当转向轮处于与汽车直线行驶相应的中立位置时，梯形臂5与横拉杆6在与道路平行的平面(水平面)内的交角＞90。 在发动机位置较低或转向桥兼充驱动桥的情况下，为避免运动干涉，往往将转向梯形布置在前桥之前，此时上述交角＜90，如图d-zx-08b所示。若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而是在与道路平行的平面向左右摇动，则可将转向直拉杆3横置，并借球头销直接带动转向横拉杆6，从而推使两侧梯形臂转动， 1.转向器 2.转向摇臂 3.转向直拉杆 4.转向节臂 5.梯形臂 6.转向横拉杆
当转向轮独立悬挂时，每个转向轮都需要相对于车架作独立运动，因而转向桥必须是断开式的。与此相应，转向传动机构中的转向梯形也必须是断开式的。 1.转向摇臂 2.转向直拉杆 3.左转向横拉杆 4.右转向横拉杆 5.左梯形 臂6.右梯形臂7.摇杆8.悬架左摆臂9.悬架右摆臂10.齿轮齿条式转 向器 转向直拉杆的作用是将转向摇臂传来的力和运动传给转向梯形臂(或转向节臂)。它所受的力既有拉力、也有压力，因此直拉杆都是采用优质特种钢材制造的，以保证工作可靠。直拉杆的典型结构如图十所示。在转向轮偏转或因悬架弹性变形而相对于车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相对运动都是
汽车转向系统习题及答案 一、填空题： 1、转向系由转向传动机构、机械转向器和转向操纵机构构成。 2、转向器的功用是增大转向盘传到转向节的力并改变力的传递方向。 3、与非独立悬架配用的转向传动机构包括转向摇臂、转向节臂、转向梯形臂和转向横拉杆等。 4、整体式动力转向系将动力缸、滑阀和转向器集成为一体。 5、转向传动机构指位于转向器和转向臂之间的所有摆动轴和连接件系统。 6、转向传动机构将转向器输出轴的运动变为转向臂的运动使车轮偏转以操纵车辆。 7、齿轮齿条式转向机构的转向输入为与转向轴相连的主动小齿轮，转向齿条与横拉杆相连带动车轮偏转。 8、为了使汽车能顺利转向，保证转向时两前轮滚动而没有横向滑移，必须使汽车在转弯时各车轮绕同一中心转向。 9、在快速转动汽车方向盘时，转向沉重主要原因为油泵的安全阀和流量控制阀作用不良，油泵供出的油量过少或油中空气较多。 10、转向系主要性能参数有：转向器的效率和啮合间隙，转向系的角传动比和力传动比，以及转向系的刚度与转向盘的旋转圈数。 11、与常规动力转向系相比，电子控制齿轮齿条式转向系用电子控制单元和齿条同轴的电动机代替了油泵、油管和液流。 12、当前还使用的转向器有三种形式：循环球式、蜗杆滚轮式和齿轮齿条式。 13、动力转向油管的基本功用是将压力油液从油泵传递给转向器，并将油液最终回传给油罐。 14、发动机从怠速状态到车辆高速行驶状态转速变化很大，为保持转向能力的恒定，就必须有流量控制阀和减压阀。 15、常用的动力转向油泵有滚柱式、叶片式、径向滑块式和齿轮式四种类型。 16、转向系按转向能源的不同分为（机械转向系）和（动力转向系）两大类。 17、转向系的作用是（改变或恢复汽车的行驶方向）。 18、循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是（螺杆螺母）传动副，第二级是（齿条齿扇）传动副。 19、齿轮齿条式转向器传动副的主动件是（转向齿轮），从动件是（转向齿条）。 20、蜗杆曲柄指销式转向器传动副的主动件是（转向蜗杆），从动件是装在摇臂轴曲柄端部的（指销）。 21、液压式动力转向系中，转向加力装置有（转向油罐）、（转向油泵）（转向控制阀）和（转向动力缸） 22、液压动力转向装置按液流形式不同有（常压式）和（常流式）两种。 23、动力转向器由（机械转向器）、（转向动力缸）和（转向控制阀）等三部分组成。 24、从瞬时转向中心O点到转向外轮中心面的距离R，叫做汽车的 ( 转弯半径 ) 。 25、转向操纵机构包括(转向盘 ) 、( 转向轴 )、 ( 转向传动副 ) 等部分组成。 26、按啮合传动副的结构形式不同转向器可分为( 循环球式 ) 、 ( 蜗杆曲柄指销式 ) 、( 齿轮齿条式 ) 等几种。 27、按传能介质的不同，转向传力装置分为（气压式）和（液压式）两种。 28、在转向传动机构中，为了防止运动干涉，各个横纵拉杆均采用（球铰）进行连接。 二、判断题 1、可逆式转向器的自动回正能力稍逊于极限可逆式转向器。( × ) 改正：“稍逊”改为“稍强” 2、循环球式转向器中的转向螺母既是第一级传动副的主动件，又是第二级传动副的从动件。( × ) 改正：“主动件”与“从动件”互换。 3、循环球式转向器中的螺杆- 螺母传动副的螺纹是直接接触的。( × ) 改正：“是”改为“不是” 4、汽车转向时，内转向轮的偏转角应当小于外转向轮的偏转角。。(× ) 改正：“小于”改为“大于” 5、汽车的转弯半径越小，则汽车的转向机动性能越好。( √ ) 6、汽车的轴距越小，则转向机动性能越好。( √ )
轿车转向系设计 此次设计的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对给定的汽车总体参数进行分析，在此基础上，对转向器、转向系统进行选择，接着对转向
器和转向传动机构（主要是转向梯形）进行设计，再对动力转向机构进行设计。 转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验和对其最小传动角的检验，来判定转向梯形的设计是否符合基本要求。 一、整车参数 1、汽车总体参数的确定 本设计中给定参数为： 二、转向系设计概述 汽车转向系统是用来改变汽车行驶方向的专设机构的总称。 汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意愿进行直线或转向行驶。 对转向系提出的要求有： 1) 汽车转向行驶时，全部车轮绕瞬时转向中心转动； 2) 操纵轻便，方向盘手作用力小于200N； 3) 转向系角传动比15~20；正效率高于60%，逆效率高于50%；
4) 转向灵敏； 5) 转向器与转向传动装置有间隙调整机构； 6) 配备驾驶员防伤害装置； 三、机械式转向器方案分析 机械转向器是将司机对转向盘的转动变为转向摇臂的摆动（或齿条沿转向车轴轴向的移动），并按一定的角转动比和力转动比进行传递的机构。 机械转向器与动力系统相结合，构成动力转向系统。高级轿车和重型载货汽车为了使转向轻便，多采用这种动力转向系统。采用液力式动力转向时，由于液体的阻尼作用，吸收了路面上的冲击载荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。 1、机械式转向器方案选取 选取循环球式转向器 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，如图所示。 循环球式转向器示意图
第十章--汽车转向系习题及答案
第十章汽车转向系 一、填空题 1.汽车通过和将发动机的动力转变为驱动汽车行驶的牵引力。 2.汽车按所需要的方向行驶，必须有一整套用来控制汽车行驶方向的机构是。 3.转向系的作用是汽车的行驶方向和保持汽车稳定的行驶。 4.转向系是由和两大部分构成。 5.要满足汽车在转向时，两侧车轮不发生滑动，各个车轮的轴线在转向 应。 6.从瞬时转向中心0点到转向外轮中心面的距离R，叫做汽车的。 7.转向轮偏转角度的大小，可通过或转向节突缘盘上的止动螺钉调整。 8.转向系的传动比，对转向系的影响很大。 9.转向器包括转向盘、等部分组成。 10.通常按其传动副形式和作用力的传递情况来分类可分为球面蜗杆滚轮式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆蜗轮式、齿轮齿条式等几种。 11.我国的交通规则规定，右侧通行，故转向盘都安置在驾驶室的。 12.东风EQ1091型汽车采用的是转向器。 13.循环球式转向器中一般有传动副。 14.转向传动机构的作用是将传递的力传给转向车轮，以实现。 15.转向传动机构一般包括转向垂臂、、直拉杆臂以及由转向节臂、横拉杆和组成。 16.转向传动机构可分为两大类，即与非独立悬架配用的和与独立悬架配用的。 17.转向传动机构的杆件，一般布置在前轴之后，称为。 18.转向纵拉杆两端扩大的用制成。 19.转向横拉杆是连接左、右梯形节臂的杆件，它与左右梯形节臂及前轴构成。 20.转向盘自由行程是指未发生偏转而转向盘所转过的角度。 21.为了保证汽车转向操纵轻便和灵敏，目前最有效的办法就是在汽车转向系统中加装。 22.按转向助力装置的助力源可分为和两种。 23.转向助力装置按动力缸、分配阀、转向器的相互位置又可分为 和。 24.动力缸、控制阀转向器合为一体的称为。 25.反作用柱塞的作用是能将路面反映到转向盘。 二、判断题（正确打√、错误打×） 1.转向系的作用是保证汽车转向的。 （）
汽车转向系统EPS设计毕业论文 目录 1 引言 (1) 1.1汽车转向系统简介 (1) 1.2汽车转向系统的设计思路 (3) 1.3 EPS的研究意义 (4) 2 EPS控制装置的硬件分析 (5) 2.1汽车电助力转向系统的机理以及类别 (5) 2.2 电助力转向机构的主要元件 (8) 3 电助力转向系统的设计 (11) 3.1 动力转向机构的性能要求 (11) 3.2 齿轮齿条转向器的设计计算 (11) 3.3 转向横拉杆的运动分析[9] (21) 3.4 转向器传动受力分析 (22) 4 转向传动机构优化设计 (24) 4.1传动机构的结构与装配 (24) 4.2 利用解析法求解出外轮转角的关系 (25) 4.3 建立目标函数 (27) 5 控制系统设计 (29) 5.1 电助力转向系统的助力特性 (29) 5.2 EPS电助力电动机的选择 (30)
本科毕业设计（论文） 5.3 控制系统框图设计 (31) 结论 (32) 致谢 (34) 参考文献 (35)
1 引言 1.1汽车转向系统简介 汽车转向系统，顾名思义是为了能够使车辆按照驾驶员的意愿向左或者向右转弯或者直线行驶。转向装置有很多种，也一直在经历一个循序渐进不断更新不断创新的过程。从发明家本茨发明汽车的初期，转向系统知识最简单的形式来转向，其机构为单纯的扶把式，没有助力，所以笨重，费力，以及行驶状态不稳定。从在原始的雏形开始，各国人士不断创新改革，到现在为止，汽车转向系统的应用按先后顺序可以分为：机械转向装置、液压助力转向装置、电子控液压助力转向系统、电助力转向系统、四轮转向系统、主动前轮转向系统和线控转向系统[1]目前市场大部分中低档轿车采用的液压式转向器，当然电控的也很常见，所以在该种系统的转向器技术的发展如今已经遇到了瓶颈。随着人们对乘车舒适，节能，安全，稳定的期望，电控液压式转向系统逐渐取代了先前的版本，但随着科技的进步，越来越多的科学家期待有路感的转向系统问世，所以流量阀式液压助力转向器出现了，在不同车速下，驾驶员手握方向盘，感觉到了路感的存在，助力特性曲线描述的就是“路感”，但是美中不足的是这种液压式转向器依然存在很多缺陷，电机，液压泵，转向器，流量阀等等转向器在发动机旁的布置问题又出现了，还有就是液压油的泄漏问题越来越的突出尖锐。电助力EPS （Electronic Power steering system）是在纯机械转向机构的前提下，设计加装了扭矩和车速等信号传感器、电子控制单元和转向助力装置等[2]。所以电助力式转向器弥补了上述的不足，而且节能环保，易于线性控制，所以现在很多研究人员把目光转向了电助力式转向机，瞬时其成为了国际汽车工业转向系统新的研究主题，且这种系统也正在慢慢实现整车量产状态。
汽车转向器毕业设计 【篇一：毕业设计汽车转向系统】 摘要 本设计课题为汽车前轮转向系统的设计，课题以机械式转向系统的齿轮齿条式转向器设计及校核、整体式转向梯形机构的设计及验算 为中心。首先对汽车转向系进行概述，二是作设计前期数据准备， 三是转向器形式的选择以及初定各个参数，四是对齿轮齿条式转向 器的主要部件进行受力分析与数据校核，五是对整体式转向梯形机 构的设计以及验算，并根据梯形数据对转向传动机构作尺寸设计。在转向梯形机构设计方面。运用了优化计算工具matlab进行设计 及验算。matlab强大的计算功能以及简单的程序语法，使设计在参数变更时得到快捷而可靠的数据分析和直观的二维曲线图。最后设 计中运用autocad和catia作出齿轮齿条式转向器的零件图以及装配图。 关键词：转向机构，齿轮齿条，整体式转向梯形，matlab梯形abstract the title of this topic is the design of steering system. rack and pinion steering of mechanical steering system and integrated steering trapezoid mechanism gear to the design as the center. firstly make an overview of the steering system. secondly take a preparation of the data of the design. thirdly, make a choice of the steering form and determine the primary parameters and design the structure of rack and pinion steering. fourthly, stress analysis and data checking of the rack and pinion steering. fifthly, design of steering trapezoid mechanism, according to the trapezoidal data make an analysis and design of steering linkage. in the design of integrated steering trapezoid mechanism the computational tools matlab had been used to design and checking of the data. the powerful computing and intuitive charts of the matlab can give us accurate and quickly data. in the end autocad and catia were used to make a rack and pinion steering parts diagrams and assembly drawings keywords: steering system，mechanical type steering gear and gear rack， integrated steering trapezoid，matlab trapezoid
1.下止点：活塞顶部离曲轴中心最近处。 2.转向梯形：为了产生前展将转向机构设计成梯形(转向机构的形状)。 3.进气提前角:活塞在到达上止点前，排气门开启 4.水冷系：通过冷却水在发动机强制循环流动而吸收的多余的热量的一系列装置。 5.发动机启动系：发动机从静止状态过渡到工作状态,需要旋转曲轴的一系列装置。 6.车轮前束：两前轮轴线与地面平行的平面内车轮的前端略向内束. 7.有效转矩：发动机通过飞轮向外输出的转矩 8.活塞：与气缸配合承受可燃混和气的压力并将此力传给曲轴 9.润滑系：将清洁的压力和温度适宜的润滑油不断的供给发动机的各运动的摩擦表面 10.汽车悬架：把路面传给车轮的各种力,传给车身,保证汽车正常行驶的装置. 11.活塞行程：活塞上下止点之间的距离 12.过量空气系数：燃烧1公斤燃料实际供给的空气质量与理论上1公斤燃料完全燃烧所需 的空气质量之比. 13.转动中心：汽车转向时要求所有轴线都应交于一点此点为转动中心 14.分泵：将喷油泵的泵油机构称之为分泵 15.转向系：用来改变汽车行驶方向的机构称之 16.独立悬架：汽车的两侧的车轮分别安装断开的车轴的两侧，每段的车轴和车轮单独的通 过弹性元件与车身两连。 17.汽车：具有自身的动力装置,有四个或四个以上的动力装置。 18.曲柄半径：曲轴主轴轴心线与该曲轴的连杆轴心线的距离。 19.曲柄连杆机构：将压力变为曲轴的转矩的机构。 20.气门间隙：为保证气门工作时能正常关闭,装配时在气门与摇臂处留有合理的间隙。 21.汽油喷射：是将一定压力和数量的汽油直接喷到气缸或进气管中。 22.附着力：由附着作用所决定的阻碍车轮打滑的力的最大值。 23.活塞行程：上下止点间的距离。 24.气缸体：是发动机的基体和骨架发动机所有部件均安装其上。 25.配气机构：根据发动机的每一缸的工作循环，定时开启和关闭各缸的进排气门，保证新 鲜混和气或空气及时进入气缸，并把燃照的废气排出气缸。 26.燃料供給系：根据发动机的工况要求，供给一定浓的可燃混和气，并把燃烧做功后的废 气排到大气中。 27.燃烧室容积：活塞在上止点时，活塞顶上面的空间为燃烧室，它的容积叫燃烧室容积。 28.气门重叠：由于进气门在上止点前开启，排气门在上止点后才关闭，这就出现了在一段 时间内进、排气门同时开启的现象，称为气门重叠。 29.点火提前角：从火花塞发出电火花开始到活塞移到上止点间的曲轴转角，称为点火提前 角。 30.半轴：是差速器与驱动轮之间传递转矩的实心轴，其内段通过花键与半轴齿轮连接，外 端以凸缘与轮毂连接。 31.发动机排量：活塞从上止点到下止点所扫过的容积称为气缸工作容积。多缸发动机各气 缸工作容积的总和称为发动机排量。 32.配气相位：用曲轴转角表示进、排气门实际开闭时刻和持续时间，称为配气相位。 33.独立悬架：两侧车轮分别安装在断开式的车轴两端，每段车轴和车轮单独通过弹性元件
转向系统设计规范 1规范 本规范介绍了转向系统的设计计算、匹配、以及动力转向管路的布置。 本规范适用于天龙系列车型转向系统的设计 2.引用标准： 本规范主要是在满足下列标准的规定（或强制）范围之内对转向系统设计和整车布置 GB17675-1999 汽车转向系基本要求 GB11557-1998 防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定 GB7258-1997 机动车运行安全技术条件 GB9744-1997 载重汽车轮胎 GB/T 6327-1996 载重汽车轮胎强度试验方法 《汽车标准汇编》第五卷转向车轮 3.概述： 在设计转向系统时，应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。先 从《产品开发项目设计定义书》上猎取新车型在设计转向系统所必须的信息。然后布置转向传动装置，动力转向器、垂臂、拉杆系统。再进行拉杆系统的上/下跳动校核、与轮胎的位置干涉校核，以及
与悬架系统的位置干涉、运动干涉校核。最小转弯半径的估算，方向盘圈数的计算。最后进行动力转向器、动力转向泵，动力转向油罐的计算与匹配，以满足整车与法 规的要求；确定了动力转向器、动力转向泵，动力转向油罐匹配之后，再完成转向管路的连接走向。4车辆类型：以EQ33868X4为例，6X4或4X2类似 5杆系的布置： 根据《产品开发项目设计定义书》上所要求的、车辆类型、车驾宽、高、轴距、空/满载整车重心高坐标、轮距、前/后桥满载轴荷、最小转弯直径、最高车速、发动机怠速、最高转速，空压机接口尺寸，轮胎规格等，确定前桥的吨位级别、轮胎气压、花纹等。考虑梯形机构与第一轴、第二轴、第三轴、第四轴之间的轴距匹配及各轴轮胎磨损必需均匀的原则， 确定第一前桥、第二前桥内外轮转角、第一垂臂初始角、摆角与长度、中间垂臂的长度、初始角、摆角，确定上节臂的坐标、长度等 确定的参数如下 第一、二轴选择7吨级规格 轮胎型号：12.00-20、轮胎气压0.74Mpa花纹 第一轴外轮转角35°;内轮转角44° 第二轴外轮转角29°;内轮转角34° 第一轴上节臂参数 上节臂球销坐标 上节臂有效长度 垂臂参数 垂臂长度315mm中间球销长度187m（接中间拉杆），初台角向后2°