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汽车转向系设计答辩ppt课件

汽车转向系设计答辩ppt课件

五、动力转向机构设计
1.1对动力转向机构的选取
整体式动力转向器多用在轿车和前桥载重在15t以下的货车上，本设计 的货车的前桥的载重为2.4t,所以采用整体式动力转向器 2.液压式动力转向机构的计算
2.1动力缸尺寸计算
动力缸内径D
活塞杆直径
动力缸体壁厚t
六、转向梯形优化设计
建立约束条件时应考虑到：设计变量m及 过小时，会使横拉杆上的转 向力过大；当m过大时，将使梯形布置困难，故对m的上、下限及对 的下限应设置约束条件。因 越大，梯形越接近矩形．f(x)值就越大 ，而优化过程是求f(x)的极小值，故可不必对 的上限加以限制。
最小传动角约束条件为:
优化结果：
七、设计总结
通过本次汽车设计实践课程使我 们对汽车设计有更加深刻理解，不 仅锻炼了自己动手设计的能力，而 且培养了创新理念。在这里要非常 感谢老师和学校提供的这次机会.
谢谢！
目录
一、转向系的功能和要求 二、转向系分析 三、转向系主要性能参数 四、转向器设计计算 五、动力转向机构设计 六、转向梯形优化设计 七、设计总结
一、转向系的功能和要求
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。
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。（见后图）
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。
重型货车转向阻力大，采用动力转向时，还应有 转向动力系统。

第七章 汽车转向系统设计

第七章 汽车转向系统设计

马 天
力矩反算载荷，动力缸以前零件的计算载荷应取驾驶员作用在转向
飞
盘轮缘上的最大瞬时力（700N）。
29
二、齿轮齿条转向器的设计
汽
车
模数 压力角 齿数 螺旋角 材料
设
齿轮 2~3mm 20º
5~7
9º~15º 16MnCr5
计
15CrNi6
教
齿条 保证啮 12º~35º 保证齿 保证布 45，淬火
逆效率为
马
tg(0 ) tg 0
天
飞
➢导程角必须大于摩擦角，通常0 5°~10°。
18
二、传动比的变化特性
汽
车 转向系统的传动比
设
➢力传动比ip
计
•从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在
教
转向盘上的手力Fh之比
案
➢转向系角传动比 iω0
•转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比
21
二、传动比的变化特性
汽 转向器角传动比的变化规律
车
➢由于转向传动机构角传动比近似为1，因此转向器的角传动比变化
设
规律就代表了转向系统传动比特性。
计
➢由于转向阻力矩与车轮偏转角度大致成正比变化，则
教
➢汽车低速急转弯行驶时，转向阻力矩大，应选用大些的转向器
案
角传动比；
➢汽车以较高车速转向行驶时，转向轮转角较小，转向阻力矩也
案
2．分类
➢机械转向系统
➢依靠驾驶员的手力转动转向盘
➢包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构
马
天 ➢动力转向系统
飞
➢利用动力系统减轻驾驶员的手力
2
第一节 概述

转向系统设计.解读PPT精品课件

转向系统设计.解读PPT精品课件
１)钢球与滚道之间的接触应力 (7-24)
(7-25) ２)齿的弯曲应力
(7-26) ３)转向摇臂轴直径的确定
(7-27)
2021/3/1
螺杆受力简图
7.5 动力转向系统设计
7.5.1 对动力转向系统的要求
(１)工作可靠。 (２)有随动作用。 (３)转向灵敏。 (４)良好的“路感”。 (５)具有自动回正能力。 (６)密封性能好，内、外泄漏少。
(7-8) 作用在转向盘上的手力Ｆh可由下式表示:
(7-9)
(7-10)
忽略摩擦损失,根据能量守恒原理,转向系统的角传动比iω0表示为: (7-11)
2021/3/1
(7-12)
３.转向系统的角传动比iω0
转向传动机构的角传动比ｉ′ω,可用转向摇臂轴转角增量dβP与 同侧转向节转角增量dβk之比来表示,也可以近似地用转向节臂臂长 L2与摇臂长L1之比表示,即:
第7章 转向系统设计
7.1 概述 7.2 转向系统主要性能参数 7.3 机械式转向器方案设计 7.4 机械式转向器设计 7.5 动力转向系统设计 7.6 转向传动机构设计 7.7 转向操纵机构设计 7.8 转向减振器与转向系统结构元件设计 7.9 四轮转向与线控转向
2021/3/1
1
第7章 转向系统设计ห้องสมุดไป่ตู้
本章要求:
1.了解转向系统主要性能参数、机械式转向器方案设计；
2.掌握机械式转向器设计、动力转向系统设计、转向传动
机构设计、转向操纵机构设计； 3.了解转向减振器与转向系统结构元件设计、四轮转向与 线控转向。 2021/3/1
7.1 概述
7.1.1 转向系统的组成和分类
转向系统按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。

《汽车转向系》课件

《汽车转向系》课件
在满足性能要求的前提下，尽可能减 轻转向系统的重量，以提高汽车的燃 油经济性。
汽车转向系统设计的实践案例分析
案例一
某品牌轿车转向系统的设 计及优化
案例二
某SUV车型转向系统的改 进与性能提升
案例三
电动汽车转向系统的特点 与挑战
汽车转向系统设计的未来发展趋势
智能化
随着自动驾驶技术的不断发展， 转向系统将更加智能化，能够实
齿轮齿条式转向系统主要由转向 盘、转向轴、齿条、齿轮等组成
。
当驾驶员转动转向盘时，力通过 转向轴传递到齿条，齿条的移动 驱动齿轮转动，进而改变汽车的
方向。
齿轮齿条式转向系统的特点是结 构简单、紧凑，传动效率高，转
向力矩传递直接。
循环球式转向系统工作原理
循环球式转向系统主要由转向盘、转 向轴、传动副、螺母、钢球等组成。
转向拉杆球头检查
检查转向拉杆球头是否松动， 防尘套是否完好无损。
转向器固定螺栓检查
确保转向器固定螺栓紧固，无 松动现象。
转向系统的定期保养
01
02
03
04
转向油液更换
根据车辆使用情况和厂家建议 ，定期更换转向油液，以保证
转向系统正常工作。
检查转向器
定期检查转向器的工作情况， 如发现异常应及时维修或更换
转向系统的作用
确保驾驶员能够根据需要控制汽 车的行驶方向，提高驾驶安全性 。
转向系统的分类
01
02
03
机械转向系统
通过驾驶员的体力转动方 向盘来改变汽车行驶方向 。
液压助力转向系统
在机械转向系统基础上增 加液压助力，减轻驾驶员 的体力负担。
电动助力转向系统
采用电动机提供助力，实 现更加灵活和精确的转向 控制。

《汽车转向系统》课件

《汽车转向系统》课件

车辆摆头的原因及排除方法
转向系统故障：检查转向助力泵、转向机、转向拉杆等部件是否损坏或松动 轮胎气压不均：检查轮胎气压是否一致，如有问题及时调整 悬挂系统故障：检查悬挂系统是否损坏或松动，如有问题及时维修 路面不平：选择平坦路面行驶，避免在坑洼路面行驶
感谢观看
汇报人：
底盘悬挂系统故障：检查 底盘悬挂系统是否损坏或 松动，需要更换或紧固
发动机故障：检查发动机 是否抖动，需要检查和维 修发动机。
车辆跑偏的原因及排除方法
轮胎气压不均：检查并调整轮胎气 压
轮胎磨损不均：更换磨损严重的轮 胎
转向拉杆磨损：更换转向拉杆
转向节磨损：更换转向节
前轮定位不准：进行四轮定位调整
转向助力泵故障：检查并更换转向 助力泵
定期检查转向轴的紧固情况， 如有松动应及时紧固
定期检查转向轴的密封情况， 如有漏油应及时处理
06
汽车转向系统的故障诊断与排除
转向沉重的原因及排除方法
转向助力系统故障：检查助力泵、助力油、助力油管等部件 转向机故障：检查转向机、转向拉杆、转向球头等部件 转向系统润滑不良：检查转向系统润滑油、润滑脂等润滑剂 转向系统调整不当：检查转向系统调整参数，如转向角、转向力等
转向油泵将发动机动力转化 为液压能，通过转向油管输 送到转向油缸。
液压助力转向系统主要由转 向油泵、转向油罐、转向油 管、转向油缸等部件组成。
转向油罐储存转向油，保持 系统压力稳定。
转向油管连接转向油泵和转 向油缸，输送液压能。
转向油缸将液压能转化为机 械能，推动转向拉杆，实现
转向。
电动助力转向系统的工作原理
转向盘
功能：控制汽车 转向
结构：包括方向 盘、转向柱、转 向机等

汽车转向系统ppt课件

汽车转向系统ppt课件

06
总结与展望
课程总结回顾
转向系统基本概念
转向系统类型与特点
介绍了汽车转向系统的定义、作用及基本 组成。
详细阐述了机械转向系统、液压助力转向 系统、电动助力转向系统等不同类型的转 向系统的结构、工作原理及特点。
转向系统性能评价
转向系统故障诊断与排除
讲解了转向系统性能评价的主要指标，如 转向轻便性、转向灵敏性、转向稳定性等 ，以及相应的评价方法。
评价指标
常用指标包括横摆角速度增益、侧向加速度增益、方向盘转角速度增益 等。
转向稳定性评价方法及指标
转向稳定性定义
指汽车转向时，车辆保持稳定行驶的能力。
评价方法
通过测量车辆转向时的横摆角速度波动、侧向位移波动等稳定性参 数，以及驾驶员输入的方向盘转角波动等参数，计算转向稳定性指 标。
评价指标
常用指标包括横摆角速度标准差、侧向位移标准差、方向盘转角标准 差等。
优势
03
04
05
改善了车辆的操控性能 ，使驾驶员能够更准确 地控制车辆的行驶轨迹 。
提高了车辆的稳定性， 减少了在高速行驶或紧 急情况下的失控风险。
增强了车辆的主动安全 性，有助于减少交通事 故的发生。
其他新型转向技术简介
后轮转向技术
通过在后轮上增加转向机构，实现前后轮的协同转向。它可以提高车辆的灵活性和稳定性 ，尤其适用于大型车辆和SUV等车型。
优势
03
04
05
提高了转向的灵活性和 精确性，使驾驶员能够 更轻松地操控车辆。
减少了机械连接部件， 降低了故障率和维护成 本。
便于实现与自动驾驶技 术的集成，为未来智能 驾驶发展奠定基础。
主动前轮转向技术原理及优势分析

转向系幻灯片

转向系幻灯片
转向直拉杆是转向摇臂与转向节臂的传动杆件，具有传 力和缓冲作用。在转向轮偏转且因 悬架弹性变形而相 对车架跳动时，转向直拉杆与转向摇臂及转向节臂的相 对运动都是空间运动，三者之间连接件都是球形铰链。
2020/6/16
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四、转向传动机构
作用：使两个车轮同步转动。 转向横拉杆是转向梯形的底边，由横拉杆体和旋转在两 端的横拉杆接头组成。
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2
11
三、转向操纵机构
定义：转向盘到转向器之间的所有零部件总称为转 向操纵机构
功用：转向操纵机构的功用是将驾驶员转动转向盘 的操纵力矩传给转向器。
2020/6/16
12
2020/6/16
13
三、转向操纵机构
1、转向盘
组成：
它主要由轮圈、轮毂、轮辐（2～4根）组成。
为了司机有很好的视野， 方向盘上部的空一般较大。
2020/6/16
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机械式转向器
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工作原理：
转向齿轮通过轴承支承在壳体内，转向齿轮的一端与转向轴连接， 将驾驶员的转向操纵力输入，另一端与转向齿条直接啮合，形成一 对传动副，并通过转向齿条传动，带动横拉杆，使转向节转动。 优点：由于齿轮齿条式转向器属于可逆式转向器，其正效率与逆效 率都很高，自动回正能力强。齿轮齿条式转向器结构简单、加工方 便、工作可靠、使用寿命长、不需要调整齿轮齿条的间隙，因而得 到了广泛的应用。
2
1
概述
一、 转向装置的功用
转向装置可改变汽车的行驶方向和保持汽车直线 行驶稳定。
2020/6/16
2
概述
转向系统分为机械转向系统和动力转向系统 机械转向装置以司机体力为转向能源，所有传力件都是机械的。它由转向 操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成，

《汽车构造转向系》PPT课件

《汽车构造转向系》PPT课件
使一个具有标准齿的小齿轮与一个具有变模数（mt）、变压力角（at）
的齿条相啮合；即：
第二节 转向器 及转向操纵机构
一、转向器传动效率及转向盘自由行程
1、转向器传动效率
正传动效率 h+ = 转向摇臂的输出功率 / 转向轴的输入功率
（传动方向与之相反时所求得的效率称为逆传动效率 h－）
h值
特点
可逆式转向 器
气袋组成与工作原理
一种体积比较大，即使乘客不 系安全带也能起到良好的保护作 用，主要在美国市场，因为美国 法规对安全带的佩戴没有强制性。
一种体积较小，与安
全带配合使用，是将安全 气袋与安全带共同组成一 个乘员保护系统使之达到 最佳的乘员保护效果。这 种气袋主要在欧洲市场应 用，因为欧洲对安全带的 佩戴有强制性要求。
《汽车构造转向系》PPT 课件
机械式转向系的工作过程
动力转向器：
以司机体力（小部分）作为转向能源。 以发动机动力（大部分）作为转向能源。
液压动力转向器的工作压力可高达10MPa以上，故其部件尺寸很
小。液压系统工作时无噪声，工作滞后时间短，而且能吸收来自
不平路面的冲击。因此，液压动力转向器已在各类各级汽车上获
转向系的传动比 iω主要由转向器的传动比 iω1决定。
∵ i = M从/ M主= n主/ n从
∴ iω1越大，操纵越省力、轻便；但不能实现迅速转向，即灵敏性较差。 反之， iω1过小，灵敏性增加，但司机操纵费力，易疲劳。
解决矛盾的措施：（1）采用动力转向器
（2）采用变速比转向器
例如：齿轮齿条式变速比转向器：
ctg ＝ X+B
L
R
ctg = ctgβ+ B X
L
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每个环路中的钢球数可用下式确定:
螺杆、钢球和螺母传动副
(7-20) 螺母移动的距离为:
(7-23)
2021/3/2
(7-21) 截 四
(7-22)面
段 圆
弧
滚
道
２)齿条、齿扇传动副设计
用滚刀加工变厚齿扇的进给运/2
变厚齿扇的齿形计算用图
２.循环球式转向器零件的强度计算
(7-17) 作用在转向盘上的手力为:
(7-18)
7.4.2 齿轮齿条式转向器的设计
齿轮齿条式转向系统角传动比iω0为:
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(7-19)
7.4.3 循环球式转向器的设计
１.循环球式转向器主要尺寸参数的选择
１)螺杆、钢球和螺母传动副 (１)钢球中心距(２)螺杆外径和螺母内径 (３)钢球直径及数量(４)滚道截面(５)接 触角(６)螺距和螺旋线导程角(７)工作钢 球圈数(８)导管内径
本章要求:
1.了解转向系统主要性能参数、机械式转向器方案设计；
2.掌握机械式转向器设计、动力转向系统设计、转向传动
机构设计、转向操纵机构设计； 3.了解转向减振器与转向系统结构元件设计、四轮转向与 线控转向。 2021/3/2
7.1 概述
7.1.1 转向系统的组成和分类
转向系统按转向能源的不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。
第7章 转向系统设计
7.1 概述 7.2 转向系统主要性能参数 7.3 机械式转向器方案设计 7.4 机械式转向器设计 7.5 动力转向系统设计 7.6 转向传动机构设计 7.7 转向操纵机构设计 7.8 转向减振器与转向系统结构元件设计 7.9 四轮转向与线控转向
2021/3/2
1
第7章 转向系统设计
四种形式的齿轮齿条式转向器
Ｖ形断面齿条
Ｙ形断面齿条
2021/3/2
横拉杆与齿条的连接
齿轮齿条式转向器的四种布置形式
7.3.2 循环球式转向器
循环球式转向器(循环球—齿条齿扇式)
2021/3/2
循环球式转向器的几种间隙调整机构
7.3.3 蜗杆滚轮式转向器
蜗杆滚轮式转向器的传动副是球面蜗杆及滚轮。
7.3.4 蜗杆滚轮式转向器
蜗杆曲柄指销式转向器的传动副是转向蜗杆及装在摇臂轴曲柄 端部的指销。根据指销能否自转，可分为固定指销式和旋转指销式。 根据指销数量不同，又可分为单指销式和双指销式。
2021/3/2
7.4 机械式转向器设计
7.4.1 转向系统计算载荷的确定
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,即:
2021/3/2
(7-4)
7.2.2 转向系统传动比及其变化特性 １.转向系统传动比的组成
转向系统的传动比包括转向系统的力传动比ｉp和角传动比ｉω0。 (7-5) (7-6) (7-7)
2021/3/2
２.转向系统力传动比与角传动比的关系
轮胎和地面之间的转向阻力Ｆw与作用在转向节上的转向阻力 矩Ｍr有如下的关系:
7.2.4 转向系统的刚度
转向系统刚度Ｃs,对轮胎的侧偏刚度影响很大。设不考虑转向 系统刚度时的轮胎侧偏刚度为Ｃa，而考虑转向系统刚度时的轮胎 侧偏刚度为Ｃa′，则两者之间存在以下关系:
(7-16)
2021/3/2
考虑转向系统刚度时的轮胎的侧偏刚度
7.3 机械式转向器方案设计
7.3.1 齿轮齿条式转向器
(7-13)
(7-14)
４.转向器角传动比iω及其变化规律
转向器角传动比变化特性曲线
2021/3/2
齿条齿压力角变化简图
7.2.3 转向器传动副的传动间隙 １.转向器传动间隙特性 ２.如何获得转向器传动间隙特性
(7-15)
2021/3/2 转向器传动副间隙特性
齿扇齿切齿轴线偏移的传动副径向 间隙ΔR及传动间隙Δt的示意图
１)钢球与滚道之间的接触应力 (7-24)
(7-25) ２)齿的弯曲应力
(7-26) ３)转向摇臂轴直径的确定
(7-27)
2021/3/2
螺杆受力简图
7.5 动力转向系统设计
7.5.1 对动力转向系统的要求
(１)工作可靠。 (２)有随动作用。 (３)转向灵敏。 (４)良好的“路感”。 (５)具有自动回正能力。 (６)密封性能好，内、外泄漏少。
(7-8) 作用在转向盘上的手力Ｆh可由下式表示:
(7-9)
(7-10)
忽略摩擦损失,根据能量守恒原理,转向系统的角传动比iω0表示为: (7-11)
2021/3/2
(7-12)
３.转向系统的角传动比iω0
转向传动机构的角传动比ｉ′ω,可用转向摇臂轴转角增量dβP与 同侧转向节转角增量dβk之比来表示,也可以近似地用转向节臂臂长 L2与摇臂长L1之比表示,即:
[主要内容]本章介绍汽车转向系统的类型及设计要求,重点 介绍机械式转向器设计和动力转向系统设计,包括齿轮齿 条式转向器、循环球式转向器的设计,液压式动力转向机 构布置方案分析,液压式动力转向机构的计算和电动助力 转向系统的设计,最后介绍转向传动机构、转向操纵机构 设计、转向减振器设计以及四轮转向与线控转向。
2021/3/2
7.2 转向系统主要性能参数
7.2.1 转向器的效率
根据效率的定义，因功率输入来源不同，转向器的效率有正效
率和逆效率两种。当功率Ｐ1由转向盘输入，经转向摇臂输出所求得
的效率称为正效率，用符号η+表示。反之称为逆效率，用符号η-表
示。
(7-1)
(7-2)
１.转向器的正效率
(7-3)
２.转向器的逆效率
2021/3/2
7.5.2 液压式动力转向机构布置方案分析
2021/3/2
转向系统分类
7.1.2 转向系统的设计要求
(１)保证汽车有较高的机动性。 (２)正确设计转向梯形机构。 (３) 转向轮碰撞到障碍物后，传给转向盘的反冲击力要尽可能小。 (４)汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有 摆动。 (５)操纵轻便。 (６)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动干涉使车 轮产生的摆动应最小。 (７)汽车转向行驶后，在驾驶人松开转向盘的条件下，转向盘应自 动回正，并能使汽车保持在稳定的直线行驶状态。 (８)转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的 调整机构。 (９)当汽车发生碰撞转向盘和转向轴由于车架或车身变形而共同后 移时，转向系统应有能使驾驶人免遭或减轻伤害的防伤装置。 (１０)进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。