TAS/THP系列转向器专为机动车设计，此款新产品融合了新的特点与以往我们整体式液压动力转向器的设计经验。
Input shaft 输入轴valve housing阀体
rotary valve转阀torsion bar 扭杆
worm 螺杆housing壳体
unloading valves 泄压阀
adjusting screw 调整螺栓
output shaft 臂轴
balls钢球
piston rack 螺母
设计特征
1. 转阀：反应转向控制。
2. 卸荷阀：自动设置保护动力转向泵，减少对汽车车桥限位装置上转向连接装置的压力。
3, 钢球：使机械工作效能高且平滑。
4. 防尘封：输入与输出轴各有唇型密封件。
5. 扭杆：使阀回正，使人有“路感”。
- 卸压阀：通过限制最大压力，保护油泵。
- 平衡区缸体：压力不影响转向平稳性。
- 耐高温密封件：此专业设计的密封件在间或120o C下使用。
- 手动转向能力：液压失效时有转向控制力。
- 紧凑度：行内，其输出端重量最小。
- 有辅助油口：供辅助缸体控制用。
- 密封件保护装置：免于恶劣环境影响。
免责
TRW不保证此维修手册或任何解说、信息、技术方法或工装都是详尽完整或正确
如经检测或试验证明TAS/THP转向器有磨损或损坏，或者发现手册中未包含的情况，请停止使用或维修，咨询汽车制造质保维修部。
引言
TAS,THP系列转向器维修手册
此维修手册的唯一目的：指导您维修、诊断及维护TAS,THP整体式动力转向器。
此手册中的材料都经组织通过，您可快速找到相应的信息。
此通用设计与使用手册包括了转向器的主要零部件，并对其功能作了解释。此手册可帮助您解决转向方面的问题。
此手册也包括问题诊断信息以及问题列表。您可以以此来诊断转向问题，而不必将转向器从汽车上拆下来诊断。如果你必须维修，问题列表会帮助您判断问题所在。
在维修过程中，您可能发现有些信息可以更清楚更完善，如果是这样，请告诉我们。如果你有疑惑，勿猜测请联系我们。维修转向器应安全且有效。
TAS / THP型号转向器油液走向示意图
中间位置（无转向）
右转向
顺时针转向左转向逆时针转向
TAS / THP 一般设计与工作原理
整体式动力转向
THP系列动力转向器为整体式液压动力转向器类型的最新设计产品。整体式动力转向由手动转向机构、液压控制阀、液压动力缸组成，所有这些零部件都包含在一个紧凑的空间里。
转阀
转阀结构简单，性能理想。油泵的流量（以每分钟的升数测量/lpm）决定动力转动方向盘的速度，液压油流入指定的缸腔中。
动力转向油泵提供转向器使汽车转向需要的压力（以巴为测量单位），以克服方向盘遇到的阻力。控制阀感应这些要求，使液压油流入相应的动力缸，以及辅助缸（在适当的流量及压力下，如果是双转向系统）。
压力等于系统工作，流量等于速度
在低速与怠速状态下，前端重量等级范围内，转动方向盘，TAS/THP系列转向器可使汽车转向。驾驶员渐快或渐慢转动方向盘，转向器可相应地要求更多或更少的液压油。转向器承受的压力越大，它的工作性能越强。根据不同的型号，TAS与THP系列转向器工作油压最大可达到185巴，最大流量可达到26.5lpm。
工作原理
转向时的原理
当驾驶员转动方向盘，通过方向盘给输入轴也传输了力。扭杆在输入轴的一端旋转，另一端跟着螺杆旋转，即与输入轴一起旋转并对螺杆施加旋转力。作为对此旋转力的回应，螺杆通过循环球机构使齿条螺母在动力缸体内轴向运动。
螺母与臂轴的齿合限制螺母的轴向运动，臂轴通过连杆装置与转向桥连接。借此阻力，输入轴使扭杆扭转，然后带动转阀转动。通过控制阀指令的压力油，帮助齿条螺母在动力缸内轴向运动，然后螺母带动臂轴转动使汽车转向。
转向器承受的振动冲击力
如果转向车轮受到了振动冲击压力，此冲击力通过臂轴传给了螺母以及螺杆。转向器的内部几何结构使转阀给相应的动力缸传输高压油以克服振动力。通过液压助力，转向器吸收振动力，避免了对方向盘的冲击振动。
卸压（提升阀）阀
TAS/THP转向器装有两个提升阀，分别位于螺母的两端。根据转动的方向，两个提升阀将随着转向车轮打到车桥限位装置（必须根据厂家的要求装置）而上下运动。上下运动的提升阀降低了转向器中的压力并减少油泵产生的热。同时，两个提升阀也减少了对转向连接装置产生的力。装车后，第一次左右满打方向盘时，这两个阀应自动与车桥限位装置设定调整好。
卸荷阀
TAS/THP系列转向器装有一个卸荷阀。它限制了最大的供油压力，保护动力转向系统以及连接装置，但不减少转向车轮打到限位装置时产生的压力。
有些TAS/THP 系列转向器的臂轴装于螺母孔之上，这类转向器装有自动排气系统或手动排气的螺钉。
维修或使用手动排气螺钉的方法在“注油与排气”部分有说明。
如果转向器有自动排气系统，则无此类的汽车维修。
双回路阀
为通过92/62/CEE 规定，TAS-85, THP-80 与THP-90紧急备用型号的转向器装有一双回路阀。有两个类型：用于单桥转向汽车的TAS-86, THP-81 与 THP -91，用于双桥转向且带辅助缸的汽车TAS87, THP-82与THP -92。
TAS -86, THP-81 与THP-91双回路阀工作原理
当汽车静止且发动机停滞时，双回路阀示意图右边所示的弹簧固定好线轴，以完成整个液压回路。在此状态下，车轮驱动的油泵（2）与转向器（4）连接。发动机启动后，主油泵（1）向阀输送油，液压油流经单向阀（8），指定的节流孔以及转向器。当液压油流经指定的节流孔时，产生压力差。左边压力越大，线轴右边的压力越小。流量增加，压力差也增加。当压力差产生的力超过弹簧力时，线轴移动到阀示意图左边位置。这就是正常的工作位置。示意图中变化的节流孔在线轴的边缘与壳体之间形成，它可以增大到超过移动线轴所需的流量。当此正常工作回路出现问题时，输送到固定变化节流孔得液压油流量将减小，小到到液压油停止向变化节流孔输送，而且流经固定节流孔的流量不足以使线轴移动抵制弹簧的力。此时，线轴移动，所有从车轮驱动油泵（2）而出的液压油将流入转向器（4）内，并增加到有发动机驱动的油泵（1）传输的液压油中（在最低要求下）。若油管破裂，使发动机驱动油泵（1）不能输送油，例如，单向阀（8）将避免由于油管破裂而使车轮驱动油泵液压油流失，所有输送到转向器的液压油将由车轮驱动油泵（2）提供。
双回路双线轴液压阀示意图 直线位置时工作状态
3
7
1
8
P1
P2 R2 R1
6
Initial Pressure 初始压力
2
P
R
4
5
腔2
腔1
一旦主供油管路失效，双回路转向系统自动从主液压油动力源（发动机驱动油泵）转换到次液压油动力源（车轮驱动油泵）。
用于双转向桥卡车TAS -87, THP-82 与 THP -92的双回路阀
此系统与用于单桥的阀系统的主要区别是增加了一个线轴型的歧管阀（7），作为主要阀由相同的压力差转动。当P1油泵（1）不能传输足够的流量使主阀线轴（6）抵制弹簧的弹力时，主线轴（6）移动，而且线轴两端的压力差迅速下降。在工作状态中有压力差才能稳住次阀线轴，故压力差消失，线轴移动。在此移动位置状态下，不再有转动次轴（9）的力，但剩余的动力应能完全满足92/62/CEE 性能规范。
一旦主动力液压油源失效，双回路转向系可自动从主动力液压油源（发动机驱动油泵）转到次动力液压油源（车轮驱动油泵）；而且也流经动力缸。
双回路双线轴阀液压示意图（直线位置时工作情况）
3
初始压力
8
1
1 0
P1
P2 R2 R1 6
P
R
5
工作
2
回油
剩余l
1 – 主泵
2 – 紧急备用泵 过滤器
e 9
问题诊断
准备性检查
当客户找您解决汽车相关问题时，如果事先确定了问题所在，可节省大量时间与精力。确保您与客户操相同的语言讨论相同的问题。如果客户说汽车转向很难，搞清楚到底是什么意思。是左右转向不容易，还是仅在汽车停滞时转向难？是间歇动力转向失效？还是根本无助力转向？
如可能且安全，试驾汽车。如果您对汽车装置不熟悉，就让客户驾驶，可坐在他旁边。当他驾驶时，握住方向盘感受判断客户说明的问题。因为他大多数驾驶时候都是有载物的，所以在载物的情况下判断车的转向问题。
典型的转向系（带辅助缸，上个图是不带的）
确定问题及表现特征后，不要就开始拆转向器或油泵。大多数情况下，转向器其实是最后检查的。出现的问题跟转向系统中有很多其他零部件（如图1与1A）有关，应先检查这些零件。
首先检查转向车轮，保证车胎压力正确且均匀，而且车胎型号正确无磨损；然后进行前桥定位，找出一般出现的转向连接装置、球头销与主销松动或过紧问题。
备用软管或油管可能会弯曲或接孔孔径较小，或者与孔径连接过紧。更换弯曲变形的软管，以及非原装匹配的软管。
然后继续检查动力转向油罐，确定油量正确。而且检查油泵驱动带，如有，请查看是否是滑动的。驱动带可能装置过紧，也可能太滑，而且滑动带不会总有刺耳的声响。如果更换驱动带，请查看
避免不必要的维修与费用。
液压测试准备
液压测试前，根据流量测试器附带的说明书，先给转向器供油管安装流量测试器、压力测量表以及载荷阀（关闭）。跟换油罐的温度计（图2）。必须使用一个流量测试器，如果要仔细检测液压系统，建议使用温度计。
启动发动机，半关载荷阀预热液压系统，直到压力表指示70巴。当液压温度读到50 oC到60oC之间时，再打开载荷阀。系统加热后，可进行测试。
温度计
油罐
过滤器
压力计
油泵
转向器
注：勿完全关掉承载阀，使之处于关闭状态，否则可能有损油泵。油液温度绝对不能超过80oC。所有测试应在规定的50-60oC范围之间进行。
动力转向油泵压力测试
发动机怠速，关闭承载阀并读取压力值。如果压力值在油泵厂家规定最小值以下，请维修或更换油泵。
注：请勿将承载阀关闭超过5-10秒以免有损油泵。关闭承载阀会使油泵在卸压的状态下工作，并且油温将迅速上升。开始其他测试前，使油液冷却在50-60oC之间。
动力转向油泵流量测试
警告：请勿超过汽车厂家规定的最大流量及压力。过多的流量或压力可对转向器内部零件造成损害，进而导致动力转向失效。
工作压力。立即打开承载阀。流量必须迅速回到原始度数。如果未很快回到这个数值，油泵将失效，造成间断的动力助力。
注：在怠速情况下，进行油泵流量测试，然后重复三次。
注：请勿使油温超过80oC，测试的每个阶段应在50-60oC。
转向器内漏油测试
要测试转向器的内漏油问题，首先必须停止内部提升阀或卸压阀（对有些转向器或者是两个）的工作。这样使油泵的压力开始降低。要停止提升阀的工作，应在车轴与限位装置间放一个未硬化的钢质限位块（厚约25毫米，长度应足以使手指伸入进行操作）。
为停止泄压阀的工作，拆掉泄压阀然后安装泄压阀堵头，用专用工具SK12986（参见TRW）。
注:漏油检测完后，确保在转向器尾部再安装泄压阀与带新O型圈阀盖。
使油温在50-60oC之间，转动方向盘直到车轴的限位装置抵触到限位块（如图3）。
注：测试时，勿一次满打方向盘超过5-10秒，避免对油泵造成损害。
警告：使手指在车轴限位装置与限位块有一定的空间间隔。确保限位块完全与车轴限位装置接触，否则将使车轴限位装置断裂或出现限位块甩出的危险。
测试时用100牛的力转动方向盘盘缘，确保转向器控制阀完全关闭。根据油泵压力测试显示，压力测量器此刻应读到最大的油压。您可读出流量计上的转向器内流量。
相反的方向重复此试验，允许的液压系统内流量范围应为0到5.7升/分。
根据型号与最大工作压力，内漏大于3.8升/分，系统如果无辅助液压缸，请维修转向器。
由TAS/THP转向器控制，如果系统内漏大于5.7升/分，系统有辅助液压缸，拆掉辅助缸的油口油管，将辅助缸从系统分离。以适当的压力堵头或盖子堵住油口。如果系统中有转动型辅助缸，连接拆掉的油管。如果系统有直线型辅助缸，将其从转向连接装置上拆掉，确保与转向轴有间隙，上好堵盖密封好。
重复内漏试验。如果内漏小于3.8升/分，维修辅助缸。如果内漏大于3.8升/分，维修TAS/THP转向器。
注：液压试验完成后，重新接好油管，检测油面标记，系统排气。
问题诊断指南
1. 正常噪音1
- 转向中当控制阀启动时，你或驾驶者会听到控制阀发出嘶嘶的响声。
2. 异常噪音
- 如果油泵是皮带驱动，如果听到嘶嘶的声音，那应紧固或更换皮带。
- 打方向盘或改变方向时，听到咔咔的声音，即说明某些零部件松动或转动沉重。
- 油泵正常噪音的改变可能显示系统有空气进入或油面位较低。
3. 可能转向问题与原因
打飘
- 轮胎气压不对或左右不一致
- 转向连接装置中的零部件有松动或磨损（方向盘到车轮）
- 车轮轴承调整不当或磨损
- 未按规范进行前桥定位
- 转向器安装车架上螺栓松旷
- 后桥总成有松旷
无回正
- 车胎气不足
- 前轴零部件配合过紧
- 前桥主销过紧
- 转向管柱配合过紧
- 油泵流量不足
- 转向器调整不适当
- 转向器控制阀发卡
- 前桥定位不当
振动噪音
- 轮胎严重磨损或磨损不均
- 轮胎或车轮安装不当
- 车轮轴承调试不当或磨损
- 转向连接装置零部件松旷或磨损
- 车轮或制动鼓不平稳
- 前轮定位不正确
- 液压系统有空气进入
外部漏油
找出漏油污点处不容易，因为油污随着漏油处（紧固件、软管、油泵或转向器）流走，流入到转向器低点或底盘上。
侧盖堵盖处有泄漏表明侧盖内臂轴油封失效。
转向沉重
- 前桥零部件过紧或松旷
- 转向管柱过紧
- 转向器调整不当
- 转向器控制阀发卡
单边转向力过大
快速转向力过大
- 车胎气不足
- 汽车超载
- 液压油面标记低
- 油泵压力或流量小
- 转向系零部件干涉或装置过紧
- 回油管安装过紧，或者安装的孔径小
- 内漏过大（内漏试验验证）
- 轮胎尺寸过大（查看制造厂家的规范）
方向盘自由间隙过大
- 方向盘安装松旷
- 转向器与连接柱及管柱间连接松旷
- 转向器安装松旷
- 臂轴与垂臂连接松旷
- 转向连接装置的零部件松动或磨损
- 转向器调整不当
过热油温不能持续超过120oC
- 油泵流量过大
- 超载
- 更换的软管或油管过小
- 软管连接过紧或弯曲或严重弯曲变形或内部卡住- 提升阀工作不正常
- 持续的汽车止动操作
警告：如果液压油过热，将造成转向器与油泵中的密封件萎缩、变硬或裂开或密封性失效。
装车调试
在进行问题诊断部分中说明的检测时，将发现有必要调整转向器。转向器装车时，有两个需要调整的地方。一个是臂轴调整，仅在有调整螺栓与螺母（45）的情况。另外的是，装车调整提升阀后可手动调整提升阀。如果转向器有紧固止动螺钉（38）与垫圈（39），必须用专用维修提升阀调整螺钉（41）与密封螺母（40）来替换。此节中的一些段落详细解释了转向器装车。安装转向器时使螺杆承载力。转向操作时，如果输入轴有明显的轴向间隙，必须拆解转向器维修。
臂轴调整
安装调整螺母
1、（发动机关闭）如果侧盖上没有臂轴调整螺栓的锁紧螺母（45），那么在
调整臂轴前必须拆掉转向器。
将臂轴调至中间位置
2. 要使臂轴（42）处于中间位置，转动方向盘（输入轴、转阀螺杆总成），直到臂轴末端的标记线与输入轴、阀螺杆总成垂直，与壳体（31）耳轴标记线并齐（如图4）。
图四
注意：调整臂轴时必须使之处于行程的中间位置。
拆掉拉杆
3. 如果有调试时有调整螺栓，应拆掉垂臂上的拉杆。
注意：
拆掉拉杆，避免对提升阀系统造成影响，输入轴、阀体螺杆总成（14）从中间开始转动不允许超过1-1/4圈。
检查间隙
4.使臂轴（42）处于中间位置，握住垂臂并前后轻轻转动。用指间适当的力试
探臂轴松紧间隙。输入轴或臂轴不允许有转动（图五）。
图5
调制调整螺栓
5. 松掉锁紧螺母（45），如果未感觉到间隙，逆时针转动调整螺栓直到有间隙。
调整臂轴
6. 顺时针慢慢转动调整螺栓，直到感觉垂臂无间隙。（用力不超过14牛米）。然后顺时针再转动一圈的1/8—1/4。握住调整螺栓，拧紧锁紧螺母（45）。用力请参见力矩图。见图6
图6
注：顺时针过度调整臂轴的调整螺栓可导致汽车不能回正、转向沉重。
重新检查间隙
7. 再次检查垂臂的间隙，从中间向两边转动方向盘各1/4圈，不应有间隙，如有，请重做5到7步。
连接拉杆
8. 重新将拉杆装到垂臂上。
手动重新调整提升阀
大多数TAS系列的转向器都装有两个液压卸压提升阀，可自动或手动设置行程，在接触车轴限位装置前卸压。此装置在首次装车后左右满打方向盘就可实现。自动设置的卸压提升阀有一固定止动螺栓（38）与垫圈（39）。根据原厂安装可接受设备要求说明，若要重新设置车轴限位装置以增加转动行程，在提升阀调整限制范围内这些部件可自动再调整。
若要重新设置车轴限位装置以减少装车后的转动行程，那么应用专有长度维修提升阀调整螺栓（41）及密封锁紧螺母（40）维修包替换紧固止动螺栓（38）以及垫圈（39）。
查看汽车制造商的规范说明或修理手册或TRW AESL 转向器维修件清单，确保维修TAS型号转向器更换的调整螺栓及螺母修理包正确。汽车厂商提升阀的调
整步骤与此维修手册的调整步骤，以前者为先。
提升阀调整螺栓（41）与螺母（40）为某些TAS/THP转向器的原装件。
如果转向器总成已经装有调整螺栓与锁紧螺母，先拆掉然后在检测整个螺栓。螺栓长度必须为55mm。
注：如果用的是稍微长一些的螺栓（65或75mm），那么所有尺寸必须分别增加+10 mm or +20 mm。
安装车轴限位装置
1.根据汽车厂商要求安装车轴限位装置，允许对原装件的安装进行更新。注：如果车轴限位装置调整后，方向盘从中间位置转动最小都达不到1.4圈，那么提升阀不起作用，对它们调整后也不起作用。
将调整螺栓安装到螺母
2.如图7A. 如果安装一个新的提升调整螺栓与螺母，根据7A或7B图，调整
螺栓上的锁止螺母。调整锁止螺母前，需确定提升阀螺栓装于壳体（31）的形状，如图7A与7B。
7A 7B
拆提升止动螺栓
3.使汽车空载，关闭发动机，车轮直行，如果汽车壳体（31）下端面装有提升
紧固止动螺栓（38）与垫圈（39），拆除并丢掉。如图8。如果转向器装有一个提升调整螺栓（41）与螺母（40），要更换，拆除后丢掉。
图8
注：在汽车直行状态下，仅在臂轴末端的标记线与壳体耳轴并齐时，转向器才处于中间位置。
将调整螺栓总成旋转转入壳体中
4.如前面说明的，根据此过程中的步骤2，调整螺栓上的锁止螺母。将新调整螺栓（41）与锁止螺母（40）总成转入壳体中直到螺母紧紧抵住壳体，勿转动螺栓上的螺母。如图9.螺母的最后扭矩为20-30牛米，如图10.
注：可能有必要从直行位置轻轻移动臂轴，以安装调整螺栓（如前面说明的），然后转回到中间位置。
图9
图10
重新注油泵罐
5.重新注入合格液压油到油泵罐中。
注：在转向装置接触车轴限位装置前，如果方向盘上的输入扭矩过大，应使汽车转向缓行，或翘起前轴汽车车身。
转动臂轴，调整螺母
6.调整螺母来重新装提升阀，应查看臂轴（42）末端行程方向。发动机怠速，顺时针（CW）或逆时针(CCW)转动方向盘直到臂轴行程到极限（车轴抵触到车轴限位装置），使螺母与壳体封闭端（31）的提升阀可调螺栓（41）调整对好，参见图11与12。感觉到提升阀调整器座、套总成与调整螺栓吻合时，随着方向盘上扭矩的增大，继续转向直到抵触到车轮限位装置。
此时提升阀调整器座套总成（22）的上部分内部已调整好，与车轴限位装置自动调整好。
注：记录方向盘转动方向，顺时(cw)或逆时(ccw)，调整步骤6中螺母与调整螺栓的位置。
转出调整螺栓
7.松动螺母（40），转出调整螺栓（41）15-17mm(尺寸大小如#2+15到17mm)。参见图13.
紧紧靠住壳体转动，使螺栓尺寸大小不变，用20-30牛米的力转动螺母。如图14.
图13
图14
安装车轴限位装置的上提升阀
8. 发动机怠速，汽车空载的状态下，以相反的方向满打方向盘，如步骤6所说的，直到车轴抵触到车轴限位装置。这样可自动调整上提升阀与车轴限位装置的位置。
安装压力计
9.在转向器的供油管中安装一压力计。
安装螺母与调整螺栓
10.使发动机怠速，转动方向盘，如步骤6中所说，直到触到车轴限位装置，安装调整壳体（31）封闭端提升阀调整螺栓与螺母的位置。这样，系统将在（油泵）卸压系统情况中工作。
注：卸压不能超过5秒，不然可能损坏转向油泵。
安装调整螺栓与拧紧螺母
方向盘打到车轴触到车轴限位装置时，松动螺母（40）一圈，握住螺母并转动调整螺栓。如图15。继续转动调整螺栓，直到压力计显示压力下降。螺母扭矩参见扭矩表。参见图16并拆掉压力计。
图16
警告：调整螺栓伸出部分（如步骤7给出的）不能超出，以确保壳体部分螺纹齿合。齿合错位将造成转向器工作中调整螺栓失效，以致转向失效。
注：重新调整手动提升阀步骤到此完毕。
注：安装可调整提升阀螺栓与螺母，并执行这些手动重新调整步骤后，不管是在车轴限位装置哪一边增加或是减少转向行程，再作调整必须完全重复这些步骤，保证两个泄压阀按要求卸压。
注：提升阀正常工作，也可有利于排掉转向器中的空气。
汽车转向器选型设计 发表时间：2018-10-09T21:18:00.417Z 来源：《防护工程》2018年第16期作者：陈海滨王少华 [导读] 介绍了某车型的转向器选型设计，从整车转向设计要求出发，分别从输出扭矩和输出行程两方面进行校核计算，确定合适的转向器性能参数 长城汽车股份有限公司技术中心河北保定 071000 摘要：介绍了某车型的转向器选型设计，从整车转向设计要求出发，分别从输出扭矩和输出行程两方面进行校核计算，确定合适的转向器性能参数，进而选用整体循环球式动力转向器，５０００ｋｍ可靠性试验结果表明该转向器满足整车转向要求。 关键词：汽车转向器；选型设计 引言 某车型是在现有４７６０轴距底盘的基础上匹配宽体２０５０排半驾驶室，同时加大货厢提高载重量的大轻卡车。该车型作为一个全新的平台，其载质量提升较大，对转向系统提出了更高的要求。转向器是整个转向系统的关键部件，设计过程中需对转向系统进行校核计算，为转向器的选型设计及后续转向系零部件的开发设计提供可靠的数据支持。 1汽车转向系统 汽车转向系统是汽车主要的安全部分，它的发展趋势主要分为两个不同阶段，就是传统的机械转向系统与现代的助力转向系统。 1.1机械转向系统 传统的机械式转向系统所主要讲的为通过操作者通过作用于转向盘上的作用力就是它的转向动力，然后没有给它别的外部助力，接着利用转向轴和转向器，其次它的传动机构就马上传给转向轮，所以得到了它的变动车轮转角用意，这样去变动车轮滚动的不同位置[1]。不过最老式的汽车转向系统就为没有助力的纯机械式的转向系统。机械转向系统这样的系统不但加强了操作者停车和低速的行驶情况下的转向操纵的压力，尤其它的转向灵敏性与它的轻便性都是不同相对的，根本不能从基础上处理汽车在各个不同的路感和工况下的转向相冲突。 1.2助力转向系统 助力转向就是在纯机械转向系统中加上了助力泵，利用发动机来使助力泵的工作它给单纯的人力的转向供给的助力，有助力的转向它会变得更加的轻松。 1.2.1液压助力转向系统 液压助力转向系统它就是在老式的纯机械式转向装置上添加了控制阀、油泵、动力缸、储油罐和回油管路等液压动力装置来给予的转向助力。液压动力装置根据发动机曲轴上得到的能量，储存在它的液压罐中间，转向期间根据机械机构的控制发出的能量，进而从转向系统给与的助力[2]。 1.2.2电控液压助力转向系统 根据选定了转向器与机械控制参数之后，传统的液压的助力转向系统的助力特性从而就跟着确定了，不会再对各个参数加于控制和调节，所以很困难在协调不一样的工况情况下转向轻便性和路感的之间的联系，所以也就不能更加地满足大家对汽车操控性能日益增加所提出的要求。通过以上的论述的局限性，设计者在传统液压助力转向装置增加了改正，发明了电控液压助力转向系统（ElectricHydraulicPowerSteering，简称EHPS）。在原来的系统中新增了一个电磁阀，经过车速传感器与转向盘转角传感器它们的输入信号，用来电控单元（ElectricControlUnit，简称ECU）来控制电磁阀开启的大小，直接调节动力缸的供油量，因此对比它们的精确地控制助力大小，在现在这种转向系统在汽车生产中得到了广泛应用。电控技术的引用产生了助力转向技术发展的重大改变，可是液压装置却始一直有，所以引发出来漏油、管路不简便、高成本等缺点成了电动助力转向的发展奠定了基础。 1.2.3电动助力转向系统 电动助力转向系统（ElectricPowerSteering，简称EPS）根据电控液压助力转向的基础的起源发展起来的为一种全新机电结合转向技术。系统的助力开始是一个由电控单元ECU控制电流输入的电动机，不是液压动力缸。在ECU的操作下，经过对于助力电机给予的电流大小与方向的变化进行控制与调节，以更加明白的地实现了设计者最开始设定的在不同车速与不同转向盘转角下所要的最好的转向助力。 2转向器选型设计原则 转向器选型设计，即为了达到整车所要求的转向性能，通过计算选择合适的转向器对整车进行匹配。如何为整车匹配好转向器是整个转向系统开发的关键。为节约开发和采购成本，一般选用现有成熟的转向器资源。该车型转向器选型中需考虑以下几点：１）通过计算，确定转向器所要到达的输出扭矩和工作行程。转向器输出的扭矩应足以克服转向时的转向阻力矩，否则会出现转向沉重问题，严重时甚至驾驶员用尽全身之力都不能使转向轮偏转。汽车转向沉重，将增加驾驶员的疲劳强度，降低汽车的机动性能，并且难以保证汽车的行驶安全。整体循环球式动力转向器的工作行程是转向器摇臂轴摆角，为满足整车要求，需通过计算整车转向时所需最大摆动角度来确定。２）确定转向器与转向操纵机构和转向传动机构的连接形式。３）分析转向器的外形尺寸及装配结构是否满足总体布置要求。其中第１点需通过计算整车转向系统对转向器性能的要求才能确定，第２、３点属于配型设计。 3转向器的选型 转向器的输出扭矩可根据转向阻力矩通过转向传动机构传导后，在转向器输出端形成的阻力矩来确定。因此，需先确定转向传动机构，再根据转向阻力矩计算确定转向器的输出扭矩。 3.1转向阻力矩的计算 一般来说，转向阻力矩由被动转向阻力矩和主动转向阻力矩两部分组成。被动转向阻力矩由胎压和路面摩擦、转动系统内部摩擦所致，可根据轮胎与地面间的滑动摩擦系数、轴荷及胎压、车速、前轮转角及其变化速度或趋向用近似公式求出。主动转向阻力矩由作用在转向轮上的外力和外力矩所产生，其大小与很多因素有关，主要影响因素有作用在前轮的侧向力、纵向力、回正力矩、前轮定位角和几何
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。
本科学生毕业设计 轻型货车液压转向器设计 院系名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职称：实验师 The Graduation Design for Bachelor's Degree
The Design for Vans Hydraulic Steering Gear Candidate：wangwei Specialty：Construction Machinery Class: BW07-3 Supervisor：Tianfang Heilongjiang Institute of Technology
摘要 本设计是一款轻型货车的转向器。通过有关资料对转向器的分类,结构性能，工作原理，发展方向做一系列的调查了解，决定本设计的转向器，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定，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。 设计的主要内容包括总体设计方案的确定、主要性能参数的确定、齿轮齿条转向器的尺寸计算和齿轮齿条的几何传动关系计算，对齿轮齿条进行了设计计算并进行了校核，其中着重对主动小齿轮的齿根弯曲强度进行了校核。最后查阅有关资料对其进行动力辅助液压装置的相关设计，主要对液压动力缸直径的计算，分配阀和反作用阀有关参数的确定，油罐容积和油泵排量的设计等，根据计算利用AutoCAD画出装配图和零件图。 关键词：轻型货车；转向器；齿轮齿条；转向助力；转向系统。
Abstract This design is a light wagon steering gear. Through the relevant material to the classification of steering gear, structure performance, principle of work, doing a series of development direction, decided to investigate the design of steering gear, mainly based on the type, front axle load, use conditions to decide, and should consider its efficiency characteristics, Angle changes to use characteristics of transmission ratio of the conditions of the adaptability and other properties, life the products, manufacturing process, etc. Design of the main content including overall design scheme, the main property parameter determination of the determination of the size of the steering gear, gear rack calculation and super-modulus gear geometry calculation of gear transmission relations, the designing calculation rack and checks, which focuses on the initiative of the small gear tooth root bending strength check. Finally consult relevant material to the auxiliary power of hydraulic equipment related design, mainly to the hydraulic power cylinder the diameter of the calculation, and adverse effect on distributing valve valve of parameters, volume and oil pump oil tank displacement of design, according to the calculated using AutoCAD draw assembly drawings and drawing. Keywords: Vans, Redirector; Rack-and pinion; Steering system.
2.4 主要尺寸参数的选择 长安福特福克斯2.0满载前轴载荷为51%Mg，再根据表（2-2）选择齿扇模数为4.5。在确定齿扇模数后，转向器其他参数根据表（2-1）和表（2-3）进行选取。 表2-1 循环球转向器的主要参数 参数数值 齿扇模数/mm 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 6.5 摇臂轴直径/mm 22 26 30 32 32 38 42 钢球中心距/mm 20 23 25 28 30 35 40 螺杆外径/mm 20 23 25 28 29 34 38 钢球直径/mm 5.556 6.350 6.350 7.144 8.000 螺距/mm 7.938 8.731 9.525 10.000 11.000 工作圈数 1.5 2.5 2.5 环流行数 2 齿扇齿数 5 5 齿扇整圆齿数12 13 18 14 15 齿扇压力角22°30′ 27°30′ 切削角6°30′6°30′7°30′ 齿扇宽/mm 22 25 25 27 25 28 30 28-32 34 38 35 38
表2-2各类汽车循环球转向器的齿扇齿模数 齿扇齿模数 m／mm 3.0 3.5 4．O 4.5 5．O 6.0 6.5 轿车发动机 排量／ ml 500 1000 ～ 1800 1600 ～ 2000 2000 2000 前轴负 荷/N 3500 ～ 3800 4700 ～ 7350 7000 ～ 9000 8300 ～ 11000 10000 ～ 11000 货车和大客车前轴负 荷／N 3000 ～ 5000 4500 ～ 7500 5500 ～ 18500 7000 ～ 19500 9000 ～ 24000 17000 ～ 37000 23000 ～ 44000 最大装 载／kg 350 1000 2500 2700 3500 6000 8000 表2-3 循环球式转向器的部分参数 模数m 螺杆外 径 螺纹升程 螺母长 度 钢球直径 齿扇压 力角 齿扇切 削角 摇臂 轴外 径 3.0 20 7.938 40 5.556 22 30′ 6 30′ 7 30′ 22 3.5 23 8.731 45 5.556 22 30′ 6 30′ 7 30′ 26 4.0 25 9.525 48 6.350 22 30′ 6 30′ 7 30′ 20 4.5 28 9.525 58 7.144 22 30′ 6 30′ 7 30′ 32 5.0 29 10.319 62 7.144 22 30′ 6 30′ 7 30′ 35 根据所选择的齿扇模数，根据表（2-1）和表（2-3）选取对应的参数为：
1．摘要 汽车转向器是汽车的重要组成部分，也是决定汽车主动安全性的关键总成，它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。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。而在机械式转向器中，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。本文选择GX1608A型循环球齿条-齿扇式转向器作为研究课题，其主要内容有：汽车转向器的组成分类；转向器总成方案分析及其数据确定和转向器的设计过程。 这种转向器的优点是，操纵轻便，磨损小，寿命长。缺点是结构复杂，成本高，转向灵敏度不如齿轮齿条式。因此逐渐被齿轮齿条式取代。但随着动力转向的应用，循环球式转向器近年来又得到广泛使用。 关键词；转向器操纵稳定性循环球齿条-齿扇式转向器
目录 摘要 (1) 1绪论 (4) 2汽车转向系的组成及分类 (6) 2.1汽车转向系的类型和组成 (6) 2.1.1 机械式转向系 (9) 2.1.2 动力转向器 (10) 2.2 转向系主要性能参数 (11) 2.2.1转向器的效率 (11) 2.2.2传动比的变化特性 (12) 2.2.3转向盘自由行程 (17) 2.3 转向操纵机构及转向传动机构 (17) 2.3.1转向操纵机构 (17) 2.3.2转向传动机构 (18) 3转向器总成方案分析 (20) 3.1转向器设计要求 (20) 3.2转向器总成方案设计 (21) 4循环球式转向器主要尺寸参数的选择 (25) 5 转向器输出力矩的确定 (26) 6 轴的设计计算及校核 (27) 6.1 转向摇臂轴（即齿形齿扇轴）的设计计算 (27) 6.1.1材料的选择 (27) 6.1.2结构设计 (27) 6.1.3轴的设计计算 (27) 6.2 螺杆轴设计计算及主要零件的校核 (31) 6.2.1材料选择 (31) 6.2.2结构设计 (31) 6.2.3轴的设计计算 (32) 6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 (34)
汽车齿轮齿条式转向器 设计分解 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
汽车设计课程设计说明书题目：汽车齿轮齿条式转向器设计(3) 系别：机电工程系 专业：车辆工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期： 2012年7月 汽车齿轮齿条式转向器设计
摘要 根据对齿轮齿条式转向器的研究以及资料的查阅，着重阐述了齿轮齿条式转向器类型选择，不同类型齿轮齿条式转向器的优缺点，和各种类型齿轮齿条式转向器应用状况。根据原有数据首先分析转向器的特点，确定总体的结构方案，并确定转向器的计算载荷以及转向器的主要参数，然后确定齿轮齿条的形式，接着对齿轮模数的选择确定，主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定，通过确定转向器的线传动比计算其力传动比以及齿轮齿条的结构参数，在以上的基础上选择主动齿轮、齿条的材料，受力分析，及对齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。修正齿轮齿条式转向器中不合理的数据。通过对齿轮齿条式转向器的设计，选取出相关的零件如：螺钉、轴承等，并在说明书中画出相关零件的零件图。通过说明书并画出齿轮齿条式转向器的零件图2张、装配图1张。 关键词：齿轮齿条，转向器，设计计算 目录
序言........................................................................................错误!未定义书签。 1.汽车转向装置的发展趋势 .....................................................错误!未定义书签。 2.课程设计目的........................................................................错误!未定义书签。 3.转向系统的设计要求 ............................................................错误!未定义书签。 4.齿轮齿条式转向器方案分析 .................................................错误!未定义书签。 5.确定齿轮齿条转向器的形式 .................................................错误!未定义书签。 6.齿轮齿条式转向器的设计步骤..............................................错误!未定义书签。 已知设计参数........................................................................ 错误!未定义书签。 齿轮模数的确定、主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定........................................................................................ 错误!未定义书签。 确定线传动比、转向器的转向比........................................ 错误!未定义书签。 小齿轮的设计........................................................................ 错误!未定义书签。 小齿轮的强度校核................................................................ 错误!未定义书签。 齿条的设计............................................................................ 错误!未定义书签。 齿条的强度计算.................................................................... 错误!未定义书签。 主动齿轮、齿条的材料选择................................................ 错误!未定义书签。 7.总结 ......................................................................................错误!未定义书签。参考文献..................................................................................错误!未定义书签。致谢........................................................................................错误!未定义书签。
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)
目录 设计任务书 (3) 设计评语 (6) 摘要 (7) 第一章．绪论 (8) 汽车发展史概括 (8) 中国轿车工业发展现状 (8) 汽车转向系统设计技术发展概括 (9) 微型轿车转向系统及其与整车的关系 (9) 第二章．转向系技术的最新发展 (10) 电动助力转向系统技术 (10) 轿车的四轮转向技术 (17) 第三章．微型轿车转向系统的组成 (25) 转向操纵机构 (25) 转向传动机构 (25) 转向器 (25) 第四章．微型轿车转向系的特点及要求 (26) 微型汽车转向系统的特点 (26) 微型汽车转向系统要求 (26) 第五章．转向系的主要性能参数 (27) 转角及最小转弯半径 (27) 转向系的效率 (28) 转向系的角传动比 (29) 转向系的力传动比 (31) 转向系的传动间隙特性 (34)
转向系的刚度 (35) 转向盘的总转动圈数 (35) 第六章．转向器的结构型式选择及其计算 (36) 齿轮齿条式转向器小齿轮计算 (37) 齿条计算 (37) 转向器壳体 (38) 齿轮的强度校核 (39) 齿条强度校核 (41) 第七章．转向传动机构的设计 (42) 转向节臂的设计 (43) 转向横拉杆 (44) 球头销计算 (46) 第八章．转向操纵机构的设计 (49) 转向盘 (49) 转向轴和转向管柱的结构设计 (49) 第九章．转向减振器的设计 (52) 第十章．设计总结 (53) 参考文献 (55) 附件：外文翻译——有关燃油添加剂 (56) 一、原文 (57) 二、译文 (61)
设计任务书 一、微型轿车设计任务书 1．设计原则 （1）选用国内大量生产的发动机和零部件； （2）造型美观，乘坐舒适，价廉实用； （3）面对乡镇和农村广大用户。 2．主要技术参数 车型 7080 车身 3门两厢式 乘员数 3-4 布置形式发动机前置前驱 总长（mm）≤3000 总宽（mm）≤1400 总高（mm）≤1450 轴距（mm） 2000 前轮距（mm） 1240 后轮距（mm） 1240 前悬（mm） 500 后悬（mm） 500 离去角 30o 最小离地间隙（mm） 150 最小转弯直径（m） 9 最高车速（km/L） 100 最大爬坡度 20% 空车总质量（kg） 550 满载总质量（kg） 800 制动距离（m）≤6（制动初速度为30km/L）制动跑偏（mm）≤400 油耗（L/100kg）≤ 续航里程（km） 300 加速时间（s） 25
第四节 机械式转向器的设计与计算 一、转向系计算载荷的确定 为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有．足够的强度。欲验算转向系零件的强度，需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。 精确地计算出这些力是困难的。为此推荐用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩R M (mm N ?) p G f M R 313 = (7-9) 式中，f 为轮胎和路面间的滑动摩擦因数，一般取O.7；
1G 为转向轴负荷(N)；p 为轮胎气压(a MP )。 作用在转向盘上的手力为 + ωη= i D L M L F sw R h 212 (7-10) 式中，1L 为转向摇臂长；2L 为转向节臂长；sw D 为转向盘直径；ωi 为转向器角传动比；+η为转向器正效率。 对给定的汽车，用式(7-10)计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。然而，对于前轴负荷大的重型货车，用上式计算的力往往超过驾驶员生理上的可能，在此情况下对转向器和动力转向器动力缸以前零件的计算载荷，应取驾驶员作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力，此力为700N 。 二、齿轮齿条式转向器的设计 齿轮齿条式转向器的齿轮多数采用斜齿圆柱齿轮。齿轮模数取值范围多在2～3mm 之间。主动小齿轮齿数多数在5～7个齿范围变化，压力角取20o，齿轮螺旋角取值范围多为 9o～1 5o。齿条齿数应根据转向轮达到最大偏转角时，相应的齿条移动行程应达到的值来确定。变速比的齿条压力角，对现有结构在12o～35o范围内变化。此外，设计时应验算齿轮的抗弯强度和接触强度。 主动小齿轮选用16MnCr5或15CrNi6材料制造，而齿条常采用45钢制造。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。 三、循环球式转向器设计
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
汽车转向器设计及应用毕业论文 目录 插图清单 (3) 表格清单 (3) 摘要 (4) Abstract (5) 第一章绪论 (6) 1.1 汽车转向器的功能及重要性 (6) 1.2 汽车转向器的主要性能参数 (6) 1.2.1转向器的效率 (6) 2.2.2传动比的变化特性 (7) 2.2.3转向盘自由行程 (9) 1.4 汽车转向器的工作原理 (10) 1.4.1 动力转向系统的工作原理 (10) 1.4.2 转阀式液压助力转向器工作原理 (11) 第二章总体方案设计 (12) 2.1 转向器设计的分类 (12) 2.1.1齿轮齿条式转向器 (12) 2.1.2 蜗杆曲柄销式转向器 (12) 2.1.3 循环球式转向器 (12) 2.2 转向器方案分析 (13) 2.3 防伤安全机构方案分析 (15) 第三章循环球式转向器的设计与计算 (17) 3.1 螺杆、钢球和螺母传动副 (18) 3.1.1 钢球中心距D、螺杆外径D1和螺母径D2 (19) 3.1.2 钢球直径d及数量n (19) 3.1.3 滚道截面 (20) 3.1.4 接触角 (20) 3.1.5 螺距P和螺旋线导程角 (21) 3.1.6 工作钢球圈数W (21) 3.1.7 导管径d1 (21) 3.2 齿条、齿扇传动副的设计 (21) 3.3 循环球式转向器零件强度计算 (23) 3.3.1钢球与滚道之间的接触应力σ (23) (24) 3.3.2 齿的弯曲应力 w 3.3.3 转向摇臂轴直径的确定 (24) 第四章动力转向机构的设计 (25)
4.1 对动力转向机构的要求 (25) 4.2 液压式动力转向机构布置方案分析 (25) 4.2.1 动力转向机构布置方案分析 (25) 4.3 液压式动力转向机构的计算 (27) 4.3.1 动力缸尺寸的计算 (27) 4.3.2 分配滑阀参数的选择 (27) 4.3.3 分配阀的回位弹簧 (27) 4.3.4 动力转向器的评价指标 (29) 第五章转向梯形 (31) 5.1 转向梯形结构方案分析 (31) 5.1.1 整体式转向梯形 (31) 5.1.2 断开式转向梯形 (32) 5.2整体式转向梯形机构优化设计 (33) 致谢 (37) 参考文献 (38)
" 汽车设计课程设计说明书 题目：汽车齿轮齿条式转向器设计(3) - 系别：机电工程系 专业：车辆工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 、 日期： 2012年7月
汽车齿轮齿条式转向器设计 摘要 根据对齿轮齿条式转向器的研究以及资料的查阅，着重阐述了齿轮齿条式转向器类型选择，不同类型齿轮齿条式转向器的优缺点，和各种类型齿轮齿条式转向器应用状况。根据原有数据首先分析转向器的特点，确定总体的结构方案，并确定转向器的计算载荷以及转向器的主要参数，然后确定齿轮齿条的形式，接着对齿轮模数的选择确定，主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定，通过确定转向器的线传动比计算其力传动比以及齿轮齿条的结构参数，在以上的基础上选择主动齿轮、齿条的材料，受力分析，及对齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。修正齿轮齿条式转向器中不合理的数据。通过对齿轮齿条式转向器的设计，选取出相关的零件如：螺钉、轴承等，并在说明书中画出相关零件的零件图。通过说明书并画出齿轮齿条式转向器的零件图2张、装配图1张。 关键词：齿轮齿条，转向器，设计计算 ^ 。
` 目录 序言............................................. 错误!未定义书签。 1.汽车转向装置的发展趋势........................... 错误!未定义书签。 2.课程设计目的..................................... 错误!未定义书签。 3.转向系统的设计要求............................... 错误!未定义书签。 4.齿轮齿条式转向器方案分析......................... 错误!未定义书签。… 5.确定齿轮齿条转向器的形式......................... 错误!未定义书签。 6.齿轮齿条式转向器的设计步骤....................... 错误!未定义书签。 已知设计参数.................................... 错误!未定义书签。 齿轮模数的确定、主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定.............................................. 错误!未定义书签。 确定线传动比、转向器的转向比.................... 错误!未定义书签。 小齿轮的设计.................................... 错误!未定义书签。 小齿轮的强度校核................................ 错误!未定义书签。 齿条的设计...................................... 错误!未定义书签。 ~ 齿条的强度计算.................................. 错误!未定义书签。 主动齿轮、齿条的材料选择........................ 错误!未定义书签。 7.总结............................................. 错误!未定义书签。参考文献........................................... 错误!未定义书签。致谢............................................. 错误!未定义书签。 $
5.2转向器的结构型式选择及其设计计算 根据所采用的转向传动副的不同，转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其结构形式的选择，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定，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。中、小型轿车以及前轴负荷小于1.2t 的客车、货车，多采用齿轮齿条式转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾广泛用在轻型和中型汽车上，例如：当前轴轴荷不大于2.5t 且无动力转向和不大于4t 带动力转向的汽车均可选用这种结构型式。循环球式转向器则是当前广泛使用的一种结构，高级轿车和轻型及以上的客车、货车均多采用。轿车、客车多行驶于好路面上，可以选用正效率高、可逆程度大些的转向器。矿山、工地用汽车和越野汽车，经常在坏路或在无路地带行驶，推荐选用极限可逆式转向器，但当系统中装有液力式动力转向或在转向横拉杆上装有减振器时，则可采用正、逆效率均高的转向器，因为路面的冲击可由液体或减振器吸收，转向盘不会产生“打手”现象。 关于转向器角传动比对使用条件的适应性问题，也是选择转向器时应考虑的一个方面。对于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说，转向的轻便性不成问题，而主要应考虑汽车高速直线行驶的稳定性和减小转向盘的总圈数以提高汽车的转向灵敏性。因为高速行驶时，很小的前轮转角也会导致产生较大的横向加速度使轮胎发生侧滑。这时应选用转向盘处于中间位置时角传动比较大而左、右两端角传动比较小的转向器。对于前轴负荷较大且未装动力转向的汽车来说，为了避免“转向沉重”，则应选择具有两端的角传动比较大、中间较小的角传动比变化特性的转向器。 下面分别介绍几种常见的转向器。 5.2.1循环球式转向器 循环球式转向器又有两种结构型式，即常见的循环球-齿条齿扇式和另一种即循环球-曲柄销式。它们各有两个传动副，前者为：螺杆、钢球和螺母传动副以及落幕上的齿条和摇臂轴上的齿扇传动副；后者为螺杆、钢球和螺母传动副以及螺母上的销座与摇臂轴的锥销或球销传动副。两种结构的调整间隙方法均是利用调整螺栓移动摇臂轴来进行调整。 循环球式转向器的传动效率高、工作平稳、可靠，螺杆及螺母上的螺旋槽经渗碳、淬火及磨削加工，耐磨性好、寿命长。齿扇与齿条啮合间隙的调整方便易行，这种结构与液力式动力转向液压装置的匹配布置也极为方便。 5.2.1.1循环球式转向器的角传动比w i 由循环球式转向器的结构关系可知：当转向盘转动?角时，转向螺母及其齿条的移动量应为 t s )360/(?= （5－21） 式中t ——螺杆或螺母的螺距。 这时，齿扇转过β角。设齿扇的啮合半径w r ，则β角所对应的啮合圆弧长应等于s ，即 s r w =?πβ2)360/( （5－22） 由以上两式可求得循环球式转向器的角传动比w i 为
3.3齿轮齿条式转向器的设计与计算 3.3.1 转向系计算载荷的确定 为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有足够的强度。欲验算转向系零件的强度， 需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎 气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎 变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。 精确地计算出这些力是困难的。为此用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混 凝土路面上的原地转向阻力矩M(N?mm)。 R 表3-1 原地转向阻力矩M的计算 R 设计计算和说明计算结果 33Gf0.710902.51f=0.7 M,,,627826.2N,mm R3p30.179 G=10902.5N 1式中 f——轮胎和路面间的滑动摩擦因数; p=0.179 MPaG——转向轴负荷，单位为N; 1 M=627826.2 N,mmRP——轮胎气压，单位为。 MPa 作用在转向盘上的手力F为: h 表3-2 转向盘手力F的计算 h 设计计算和说明计算结果 22，627826.2LM1R F,,,290.7Nh,，320，15，90%iLD2SWW M=627826.2 N,mmL式中——转向摇臂长, 单位为mm; R1 D=400mm M——原地转向阻力矩, 单位为N?mm SWR
iw=15 L——转向节臂长, 单位为mm; 2 =90% ,，D——为转向盘直径,单位为mm; SW F=290.7N Iw——转向器角传动比; h ,——转向器正效率。 + LL因齿轮齿条式转向传动机构无转向摇臂和转向节臂，故、不12 代入数值。 对给定的汽车，用上式计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。 L: 梯形臂长度的计算2 表3-3 梯形臂长度L的计算 2 设计计算和说明计算结果 R轮辋直径= 16in=16×25.4=406.4mm LW RLL梯形臂长度=×0.8/2= 406.4×0.8/2 =160mm LW22 L=162.6mm,取=160mm 2 轮胎直径的计算R: T 表3-4 轮胎直径R的计算 T 设计计算和说明计算结果 R,R，0.55，205=406.4+0.55×205=518.75mm TLWR=520mm TR 取=520mm T 转向横拉杆直径的确定: 表3-5 转向横拉杆直径的计算 设计计算和说明计算结果 44，627.83MR,3d,,，m,4.811mm 10,,,a[]0.16，，216d=15mm 取 minL[,],216MPa;M,627.83N,m=; a2R 初步估算主动齿轮轴的直径: