转向器带横拉杆设计指导
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转向横拉杆的制造工艺流程
转向横拉杆的制造工艺流程:
①原材料选择与检验:选用符合强度和韧性要求的钢材作为原材料,进行化学成分和机械性能的检验,确保材料质量。
②锻造或铸造:根据设计图纸,通过热锻或砂型铸造的方式形成横拉杆的基本形状,锻造能提高材料的力学性能,铸造适用于复杂形状的零件。
③热处理:对锻造或铸造后的毛坯进行退火、正火或调质等热处理,以改善材料的硬度、韧性和延展性,便于后续加工。
④粗加工:使用车床、铣床等机床对毛坯进行粗加工,去除多余材料,形成接近最终尺寸的形状。
⑤精加工:进一步使用精密机床进行精加工,包括车削、磨削、钻孔等工序,以达到图纸规定的尺寸精度和表面粗糙度。
⑥螺纹加工:使用螺纹车床或滚丝机加工两端的螺纹,用于安装球头销或其他连接件。
⑦表面处理:进行表面硬化处理,如渗碳淬火、高频淬火等,以提高横拉杆的耐磨性和抗疲劳性能。
⑧装配球头销:将预先制造好的球头销装配到横拉杆两端,使用螺塞紧固并确保适当的预紧力。
⑨检验与测试:对成品进行尺寸、硬度、扭矩等参数的检测,进行静载荷和疲劳试验,确保产品符合质量标准。
⑩防腐处理:进行表面涂装或镀锌等防腐处理,保护横拉杆免受腐蚀。
⑪包装与入库:对合格的转向横拉杆进行适当的包装,防止运输过程中的损伤,然后入库等待发货。
ICS点击此处添加中国标准文献分类号Q/FD 北京福田戴姆勒汽车有限公司企业标准Q/FD XXXXX—XXXX汽车转向桥系统横拉杆总成结构、性能要求及台架试验方法点击此处添加标准英文译名点击此处添加与国际标准一致性程度的标识文稿版次选择2016-XX-XX发布2016-XX-XX实施目录前言 (III)汽车转向桥系统横拉杆总成结构、性能要求及台架试验方法 (1)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 横拉杆零部件尺寸及结构要求 (3)4.1 球接头总成尺寸及螺纹 (3)4.2 横拉杆与球接头总成螺纹连接精度 (3)4.3 横拉杆总成紧固装置结构技术要求 (3)4.4 转向横拉杆卡箍螺栓螺母技术要求 (4)5 转向横拉杆总成装配技术要求 (4)5.1 装配技术要求 (4)5.2 横拉杆球头防尘罩装配密封要求 (4)5.3 横拉杆总成润滑介质要求 (4)5.4 外观及防护要求 (4)6 台架试验项目 (5)7 台架试验设备及条件 (6)8 台架试验方法 (6)8.1 球接头相关试验 (6)8.1.1 球接头总成最大摆角测定 (6)8.1.2 球接头总成摆动力矩T1测定 (6)8.1.3 球接头总成旋转力矩T2测定 (7)8.1.4 最大轴向位移量δ1测定 (8)8.1.5 最大径向位移量δ2测定 (8)8.1.6 球销锥面配合面积检测 (9)8.1.7 球接头总成球销拔出力 (9)8.1.8 球接头总成球销压出力 (9)8.1.9 球接头总成常温耐久性试验 (10)8.1.10 球接头总成高温耐久性试验 (10)8.1.11 球接头总成低温耐久性试验 (11)8.1.12 球接头总成泥水环境耐久性试验 (11)8.1.13 球接头防尘罩泥水环境耐久性试验 (12)8.1.14 球接头防尘罩臭氧环境耐久性试验 (13)8.1.15 球接头总成球销弯曲疲劳 (14)8.1.16 球接头总成盐雾试验 (14)8.2 转向直拉杆臂与转向横拉杆臂疲劳试验 (14)8.2.1 转向直拉杆臂疲劳试验 (14)8.2.2 转向横拉杆臂疲劳试验 (15)8.3 转向横拉杆总成相关试验 (16)8.3.1 转向横拉杆总成抗压强度试验 (16)8.3.2 转向横拉杆总成抗压试验 (16)8.3.3 转向横拉杆总成抗拉试验 (17)8.3.4 转向横拉杆总成拉压疲劳试验 (17)8.4 前桥转向系统试验 (17)8.4.1 前桥转向系统转向阻滞力检测试验 (17)8.4.2 前桥转向系统综合疲劳试验(等原顺法) (18)9 台架试验损坏判定标准 (19)10 转向横拉杆计算 (19)10.1 转向横拉杆强度计算 (19)10.2 转向横拉杆稳定性计算 (19)前言本标准是结合北京福田戴姆勒汽车有限公司中重卡研发经验和行业标准,对汽车转向横拉杆总成及其相关零部件的台架试验项目、试验方法、性能要求以及转向横拉杆计算方法进行明确规定而编写的企业标准。
1. 知识目标:- 了解汽车横拉杆的基本结构、功能及其在车辆悬挂系统中的作用。
- 掌握汽车横拉杆的安装、拆卸和检查方法。
2. 技能目标:- 学会使用工具对汽车横拉杆进行基本的检查和维护。
- 能够独立完成汽车横拉杆的更换和调整。
3. 情感目标:- 培养学生对汽车维修的兴趣和热情。
- 增强学生的安全意识和责任感。
二、教学内容1. 汽车横拉杆的基本知识:- 横拉杆的结构组成。
- 横拉杆的功能和作用。
- 横拉杆的材料和制造工艺。
2. 横拉杆的检查与维护:- 如何检查横拉杆的磨损情况。
- 如何检查横拉杆的连接部件。
- 如何维护横拉杆,延长使用寿命。
3. 横拉杆的更换与调整:- 更换横拉杆的步骤和注意事项。
- 调整横拉杆的方法和技巧。
- 如何进行横拉杆的平衡调整。
1. 讲授法:- 通过教师讲解,使学生了解横拉杆的基本知识和操作流程。
2. 示范法:- 教师现场演示横拉杆的检查、更换和调整过程,让学生直观学习。
3. 实践法:- 学生分组进行实际操作,教师巡回指导,确保操作正确。
4. 讨论法:- 针对操作过程中遇到的问题进行讨论,共同寻找解决方案。
四、教学步骤1. 准备阶段:- 教师准备相关教学材料,如教材、图片、视频等。
- 学生了解教学目标,准备好操作所需的工具和设备。
2. 导入阶段:- 教师简要介绍汽车横拉杆的基本知识,激发学生的学习兴趣。
3. 讲解与示范阶段:- 教师详细讲解横拉杆的检查、更换和调整方法。
- 教师现场演示操作过程,学生认真观察。
4. 实践操作阶段:- 学生分组进行实际操作,教师巡回指导。
- 学生互相交流操作经验,共同提高。
5. 总结与评价阶段:- 教师总结本次课程的重点内容,解答学生疑问。
- 对学生的操作进行评价,指出不足之处,提出改进建议。
五、教学评价1. 过程评价:- 观察学生在操作过程中的表现,如操作规范、熟练程度等。
2. 结果评价:- 检查学生完成的操作成果,如横拉杆的更换、调整是否正确。
产 品 型 号 内 容 共9页▽维修作业指导书 动力转向器带横拉杆总成F3R 第1页拆装维修更换指导序号 维 修 操 作 步 骤 技 术 要 求 注 意 事 项(或图片)1 动力转向器带横拉杆总成1.1 动力转向器带横拉杆总成(如右图)。
2 外球节总成拆卸用开口扳手松外球节总成的锁紧螺母,开口扳手规2.1格(S=21,S=13)工具 规 格 专用设备 规格 编制/日期 校核/日期 批准/日期 备注 常用工具产品型号 内 容共9页 ▽维修作业指导书动力转向器带横拉杆总成F3R第5页拆装维修更换指导序号维 修 操 作 步 骤技 术 要 求注 意 事 项(或图片)5 安装内球节总成5.1.3 螺纹锁固胶(回天2421)对于原来转向器是装齿条锁片的结构,维修时可以按照下述方法装配。
5.25.2.1将齿条锁片卡到齿条的锁片槽内,然后将拉杆内球节旋到齿条内。
5.2.2 用扭力扳手拧紧拉杆内球节。
标准紧固力矩:80±10 N.m5.2.3用翻铆钳:T09-A010QF-12 将锁片的外圆卡紧到拉杆内球节的扁方上。
工 具规 格专 用 设 备规 格编 制/日 期 校 核/日 期 批 准/日 期 备 注常用工具产品型号 内 容 共9页 ▽维修作业指导书动力转向器带横拉杆总F3R第6页成拆装维修更换指导序号维 修 操 作 步 骤技 术 要 求注 意 事 项(或图片)5 安装内球节总成6 齿条防护罩装配6.1在齿条防护罩的唇部涂敷润滑脂后,装入转向器分总成壳体的护罩槽中。
6.2将新的卡箍和单耳无级卡箍装入齿条防护罩两端槽中。
单耳无级卡箍为一次性使用,安装齿条防尘罩时必须更换新的单耳无级卡箍。
6.3 用花腮钳和胡桃钳将卡箍和单耳无级卡箍夹紧。
工 具规 格专 用 设 备规 格编 制/日 期 校 核/日 期 批 准/日 期 备 注常用工具工 具规 格专 用 设 备规 格编 制/日 期 校 核/日 期 批 准/日 期 备 注常用工具产品型号 内 容 共9页▽维修作业指导书动力转向器带横拉杆总F3R 第7页成拆装维修更换指导序号维 修 操 作 步 骤技 术 要 求注 意 事 项(或图片)7 外球节总成装配7.1先装入拉杆锁紧螺母,之后将外球节总成拧入到内球节中。
转向横拉杆的制造工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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②下料加工:使用激光切割或锯切等方法,将原材料切割成所需尺寸的坯料。
③锻造/成型:对坯料进行锻造或热弯成型,形成横拉杆的基本形状,如采用自由锻热弯工艺以减轻重量并保证结构强度。
④机械加工:对成型后的横拉杆进行车削、铣削等精加工,确保尺寸精度和表面光洁度,特别是两端螺纹的加工需严格控制。
⑤热处理:通过淬火和回火等热处理工艺,提高横拉杆的硬度、强度和韧性,确保长期使用下的机械性能。
⑥表面处理:进行表面镀铬、镀锌或其他防腐处理,增强其抗腐蚀能力,延长使用寿命。
⑦装配球头节:安装球头销、球头座、弹簧座、弹簧和螺塞等部件,确保球头节灵活且牢固。
⑧检测与试验:对成品进行尺寸、力学性能及功能检测,包括但不限于拉伸试验、疲劳试验及动态模拟测试。
⑨包装入库:检验合格后,进行防锈处理并包装,最后入库或直接发往组装线进行总装。
qct522-1999汽车转向拉杆总成技术条件.docqc t 522-1999汽车转向拉杆总成技术条件QC/T522—1999代替JB3740—84汽车转向拉杆总成技术条件本标准适用于汽车接头式转向横、直拉杆总成,也适用于整体式转向直拉杆总成。
1技术要求1、1产品应符合本标准旳要求,并按照规定程序批准旳图样和文件制造。
1、2性能1、2、1运动性特性球销沿拉杆轴线旳极限摆角和摆动力矩应符合设计要求。
在滑动表面润滑良好旳情况下,运动件不得发生阻滞、卡死和松旷现象。
1、2、2耐磨性球销与球座旳耐磨性能应相互适应和匹配,在正常使用条件下,当汽车行驶里程不超过3万公里时,不得发生局部剧烈磨损或早期磨损现象。
1、2、3螺纹连接接头式转向拉杆总成旳拉杆与接头旳螺纹连接应可靠,在正常使用条件下,不同意发生松动和脱扣,关于长旋合长度连接螺纹旳精度应不低于7H/6e,按GB197—81《一般螺纹公差配合》,应保证在螺纹旳全长范围内旳旋合性,零件能完全互换并能自由调整。
1、2、4润滑与防尘1、2、4、1拉杆总成旳润滑道应畅通,在正常旳装配调整状态下,用油枪经过滑脂嘴加注旳润滑脂应能润滑其滑动工作表面。
1、2、4、2拉杆总成具有良好旳防尘装置,在球销极限摆角范围内,应能可靠地防止泥浆和尘土渗入。
1、2、5可靠性拉杆总成各零件旳强度、刚度应满足设计和使用要求。
当汽车行驶里程不超过18万公里时,在正常旳使用条件下,不同意发生杆身、接头、球销和拉杆弹簧旳折断,当总成处于正常调整状态时,球销不得从总成内脱出。
在汽车保用期内确因拉杆总成制造不良而引起旳折断,制造厂应免费给予更换。
1、3外观1、3、1拉杆总成旳各零件表面应无裂纹、毛刺和锐边,加工部位不得有凹陷、明显旳碰痕;非加工部位应无折迭、氧化皮和锈蚀等缺陷。
1、3、2拉杆总成非配合表面应涂覆,涂层应均匀〔无气泡、漏涂和流溢,并保证与被覆盖表面结合牢固,在-40~70℃温度变化范围内不发生皱缩或剥落现象。
基于数字样机的汽车转向横拉杆优化设计吴峰;杨志鹏;王良熙;李智聪;张帆【摘要】为确保汽车转向横拉杆设计的高可靠性,应用数字样机的方法,综合应用Adams/car、Abaqus等技术手段,模拟仿真汽车前行制动、转弯、冲击等九种工况,并对转向横拉杆进行多体动力学分析和静强度分析.最后应用第四强度理论,分别校核横拉杆、球头销抵抗破坏的能力.结果表明:转向横拉杆的应力分布和等效塑性分布均满足设计要求,实现了基于数字样机的汽车转向横拉杆优化设计.【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2019(041)006【总页数】5页(P43-46,91)【关键词】转向横拉杆;数字样机;多体动力学;静强度;应力;等效塑性;CAE【作者】吴峰;杨志鹏;王良熙;李智聪;张帆【作者单位】福建省科学技术信息研究所,福州 350003;福建省科学技术信息研究所,福州 350003;福建省科学技术信息研究所,福州 350003;福建省生产力促进中心,福州 350025;福建省科学技术信息研究所,福州 350003【正文语种】中文【中图分类】A463.450 引言汽车转向横拉杆是汽车转向传动机构中的重要部件,也是前轴重要的安保件。
其直接影响着汽车的转向、操纵感和稳定性、以及行车安全。
球接头的磨损老化、横拉杆的弯曲变形,均可能造成汽车转向不准确、操纵不畅、异响、加速轮胎磨损等故障,尤其是当球接头或横拉杆意外断裂时,则会导致转向失效失控,造成司机及行人的生命财产安全。
由此可见,汽车转向横拉杆对于汽车转向及安全行驶的重要性。
因此我们在设计转向横拉杆时,除了考虑汽车转向传动的结构功能要求,还要充分考虑汽车在复杂路况下,尤其是当汽车在急转、颠簸、坑道行驶的各种受应力情况,确保该产品的高可靠性。
传统的转向横拉杆设计制造流程极度依赖物理样机,“设计—样品—试验—评估”这种边试验边改进的渐进式修正研发过程,不仅研发周期长,且研发成本高。
本文拟基于数字样机技术,在转向横拉杆的设计环节就引入虚拟仿真,借助CAD/CAE 系统实现优化设计,从而替代传统物理样机验证这一环节,有助于提高转向横拉杆的设计质量与可靠性,同时极大地缩减产品的研发设计周期,降低研发成本。
工程机械转向拉杆设计方案一、引言工程机械是指在建筑工程、农业、道路施工、水利等领域中使用的机械设备。
在实际的工程施工中,转向系统是工程机械中非常重要的一部分。
转向系统可以让工程机械更加灵活地进行转向操作,确保施工过程中的安全和效率。
转向拉杆作为转向系统的关键部件之一,对于工程机械的转向性能起着至关重要的作用。
本文将针对工程机械转向拉杆的设计方案进行详细的分析和讨论,以期为工程机械转向系统的设计提供一些参考和借鉴。
二、转向拉杆的作用转向拉杆是连接转向齿轮和转向活塞的重要零部件。
它通过转向齿轮的旋转输入,从而带动转向活塞的动作,进而引导转向系统的液压流向,使工程机械实现转向功能。
因此,转向拉杆的设计与质量直接影响了工程机械的转向稳定性和精度。
三、转向拉杆的设计要求1. 承受转向压力。
转向拉杆在工作时需要承受来自转向系统的一定压力,因此需要具有足够的强度和刚度。
2. 耐磨耐腐蚀。
转向拉杆常常处于恶劣的工作环境中,需要具有良好的耐磨和耐腐蚀性能,以确保其长期可靠地工作。
3. 精度要求高。
转向拉杆的制造精度对工程机械的转向性能有着直接的影响,因此需要具有较高的加工精度和装配精度。
4. 重量轻。
工程机械的转向系统需要频繁进行转向操作,因此转向拉杆需要具有轻量化的设计,以减小转向系统的惯性负载。
四、转向拉杆的设计方案1. 材料选择转向拉杆的材料选择应考虑到其承受压力的要求和耐磨耐腐蚀的性能。
通常情况下,转向拉杆可以采用高强度合金钢或不锈钢材料制作,以保证其强度和耐腐蚀性能。
同时,合理的材料选择还可以减轻转向拉杆的重量,提高工作效率。
2. 结构设计转向拉杆的结构设计应当保证其具有良好的强度和刚度。
通常情况下,可以采用圆柱形或方形截面的设计,以增加其承载能力。
同时,在转向拉杆的设计中应避免出现过多的孔洞或薄弱部位,以免影响其结构强度。
3. 表面处理为了保证转向拉杆具有较好的耐磨耐腐蚀性能,通常可以对其进行表面处理。
转向前桥-横拉杆臂设计-基础计算内容-20200307零件的设计的前提的是要知道载荷和约束条件。
约束:横拉杆臂与转向节和横拉杆总成连接。
载荷:汽车转向、制动、侧滑时,轮胎对地面的作用力传递到横拉杆臂上。
关于载荷的确定:1,汽车原地转向阻力矩,可以由经验公式初步确定。
2,行车中的转向力矩,会大大小于原地转向力矩。
因此值和很多因素有关,对车桥厂来说确认较困难。
所以设计时只考虑原地转向阻力矩的情况。
3,紧急制动时,因为有主销偏置距,所以地面会传递过来一个力矩。
4,侧滑时,因为车桥在底盘布置中,前转向桥会有一个后倾角,一般在3°以内,此时会产生一个后倾拖距。
(后倾起到高速行驶时车轮自动回正的作用,车速越高,回正效果越好。
因第2条描述判断,其力矩值应该也是小于原地转向阻力矩的。
)又因后倾角一般都是小于主销内倾角的,所以侧滑产生的力矩应该是小于紧急制动产生的力矩值。
所以设计横拉杆臂时可以不计算此值。
5,若整车厂提供有方向机的最大扭矩和相关的臂比和布置信息,也可以则算出一个力矩。
横拉杆臂的承载能力要大于上述计算出的最大力矩值。
法规中没有专门对横拉杆臂台架实验要求。
但有横拉杆总成的试验(QCT 648-2015 汽车转向拉杆总成性能要求及台架试验方法),要求加载满载轴荷的1/3,横拉杆总成寿命超过100万次。
我们在设计横拉杆臂时,需要结合以前的成熟产品的载荷系数(扭矩值)。
按经验载荷系数设计的产品都是可以直接满足设计需求的。
但做一些基础的计算也是有必要的,可以起到设计参考的价值。
基础计算包括汽车原地转向阻力矩和紧急制动时产生的弯矩值。
还应该考虑转向梯形机构运转时产生的作用力臂的变化(力臂越小,作用的力值越大)。
因本人手上没有整车方面的信息(方向机相关),所以没有计算上述第5条值。
但是一般满足上述1和3条的载荷要求,就可以满足方向机的作用。
因为假设方向机载荷再大的话轮胎就打滑了。
汽车原地转向阻力矩。
目前的计算方法有:原苏联的半经验公式(见《汽车工程手册》)、雷索夫推荐公式和塔布莱克推荐公式(见《工程机械底盘构造与设计》)。
转向系统设计与开发转向器带横拉杆设计指导AUTOTECHTALK致车说转向器带横拉杆设计指导 (II)1.1.1概述 (II)1.1.2 结构及工作原理 (II)1.1.2.1结构 (II)1.1.2.2工作原理 (X)1.1.3 设计准则 (XII)1.1.3.1 布置准则 (XII)1.1.3.2 性能目标定义 (XV)1.1.4 试验标准及设备 (XVIII)1.1.4.1性能试验 (XIX)1.1.4.2可靠性试验 (XIX)1.1.4.3 DV试验 (XIX)1.1.5 加工及装配设备 (XX)转向器带横拉杆设计指导1.1.1概述转向器是转向系统中重要的组成部分,它是车辆完成转向功能的重要执行机构,连接着转向传动机构(转向管柱带中间轴及万向节总成)及车轮,并把驾驶员的转向意图及时、精确地反馈给相应的转向轮。
其作用主要有三方面:1、增大来自转向盘的转矩,使之达到足以克服转向轮与路面之间的转向阻力矩;2、降低转向传动轴的转速,并使转向摇臂轴转动,带动摇臂摆动使其末端获得所需要的位移,或者是将与转向传动轴连接在一起的主动齿轮的转动,转换成齿条的直线运动而获得所需要的位移;3、通过选取不同的螺(蜗)杆上的螺纹螺旋方向,达到使转向盘的转动方向与转向轮转动方向协调一致的目的。
一般轿车用转向器的工作温度范围是:-35℃~+120℃,轿车齿轮齿条液压助力转向器的最高允许工作压力通常在8 MPa~10MPa。
1.1.2 结构及工作原理根据转向器是否具有助力功能,可以分为动力转向器与机械转向器两类,其中助力转向器又可分为液压助力转向器、电子助力转向器及电子液压助力转向器等。
根据结构形式的不同,又可以分为齿轮齿条式转向器、循环球式转向器、蜗杆滚轮式转向器、蜗杆指销式转向器等类型。
目前仍广泛应用的结构形式为齿轮齿条式转向器和循环球式转向器。
图1.44为齿轮齿条式转向器带横拉杆总成的示意图。
图1.44 齿轮齿条式转向器1.1.2.1结构1、齿轮齿条转向器的输入输出型式根据齿轮位置及输出特点的不同,齿轮齿条转向器有以下四种:①侧面输入、两端输出,见图1.45(a);②中间输入、两端输出,见图1.45(b);③侧面输入、中间输出,见图1.45(c);④侧面输入、一端输出,见图1.45(d)。
采用中间输出方案时,由于左、右横拉杆与齿条中间联接。
横拉杆的长度较长,在车轮上、下跳动时横拉杆摆动角度较小,有利于减少车轮上、下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。
但由于转向器壳体开有供齿条带横拉杆左右移动的长槽,整体刚度与强度均有所降低。
两端输出时方案应用较广,但此种方案转向拉杆长度较短,在随车轮上、下跳动时,其摆角也较大,容易与悬架系统导向机构产生运动干涉,故多应用于独立悬架车型。
一端输出的方案目前很少,一些采用非独立悬架的微型平头货车上应用此方案。
图(a) 图(b)图(c) 图(d)图1.45齿轮齿条转向器型式2、转向器在整车中的布置形式根据转向器和转向梯形相对于前轴位置的不周,齿轮齿条转向器在整车上的布置型式有以下四型式:①转向器置于前轴后方,后置梯形,见图1.46(a);②转向器置于前轴后方,前置梯形,见图1.46(b);③转向器置于前轴前方,后置梯形,见图1.46(c);④转向器置于前轴前方,前置梯形,见图1.46(d)。
图(a) 图(b)图(c) 图(d)图1.46转向器在整车中的布置形式采用何种布置形式主要取决于整车尺寸、发动机布置及驱动形式等。
3、齿轮齿条式转向器的安装齿轮齿条式转向器最常见的安装方式是通过螺纹联接在前副车架上(见图1.47),安装支架与副车架之间有橡胶隔振套,或者在转向器安装支架安装孔内置橡胶衬套,橡胶衬套可以衰减路面通过车轮传递过来的冲击。
齿轮齿条转向器的正确安装高度,使转向横拉杆和悬架下摆臂可平行安置。
齿轮齿条式转向系统中摩擦点的数目减少了,因此这种系统轻便紧凑。
大多数承载式车身的前轮驱动汽车用齿轮齿条式转向机构。
由于齿条直接连着梯形臂,这种转向机构可提供好的路感。
在转向器与支承托架之间装有大的橡胶隔振垫,这些衬垫有助于减少路面的噪声、振动从转向器传到底盘和客舱。
转向器的正确安装对保证转向横拉杆与悬架下摆臂的平行关系有重要作用。
图1.47转向器的安装位置4、齿条齿条转向器结构齿轮齿条式机械转向器主要由齿轮组件、齿条、壳体与齿条筒组件、横拉杆带护套总成、调整弹簧及锁紧螺母组件等几部分组成,如下图1.48。
齿轮是与转向输入轴做成一体的,常采用螺旋齿形结构;齿条是一杆状带有斜齿齿面的零件,齿轮与齿条在壳体内啮合形成一个传动副。
图1.48 齿轮齿条转向器结构图1) 齿条齿条是带有轮齿的杆(图1.49),一般横截面呈圆形,也有部呈V形、Y形的,目前G公司所有车型转向器的齿条横截面匀为圆形。
齿条安装在转向器壳体及齿条筒总成里面,一端与齿轮啮合,另一端由支承套支承在齿条筒内;齿条两端(或中间)与转向横拉杆相联。
当转动输入轴时,通过齿轮齿条的啮合,齿条沿轴向相应做直线移动,并通过转向横拉杆带动车轮绕主销轴线转动。
齿条可以比作是梯形转向杆系的转向直拉杆,因此,转向横拉杆的高度应适当,以满足转向车轮在不同载荷下的转向运动与悬架导向机构相谐调。
齿条一般采用优质碳素结构钢40、45,或者碳素合金钢如40Cr、45Cr,具有较高的强度与硬度,淬透性好,齿部经过高频淬火处理后,硬度较高,耐磨性好。
G公司现有车型转向器的齿条材料主要是结构钢45。
图1.49 齿条结构图2) 齿轮组件齿轮组件主要由齿轮、球轴承及挡圈等组成,齿轮一般与转向输入轴做成一体,上端插花键或铣平键,与中间轴万向节联接配合,下端圆柱表面滚切成齿形,与齿条齿部啮合,见图1.50。
输入轴安装于转向器壳体内,通过齿部与齿条上的齿相啮合,可将转向管柱带万向节总成的转动运动转换为齿条的直线运动。
齿轮两端均由轴承支撑,且上端轴承部装有限位挡圈或卡簧,防止在转动过程中齿轮轴向窜动。
图1.50 小齿轮结构小齿轮一般用低碳钢如20CrMo、20CrMnTi等制造,齿部表面进行渗碳淬火,保证齿部具有较高的硬度及耐磨性,同时芯部仍保持一定的韧性。
G公司现有车型转向器的齿轮材料主要是20CrMnTi。
3) 壳体及齿条筒组件壳体类型分为两体式铝质壳体和铝制壳体+铁质套管两种类型,见图1.51。
壳体与齿条筒组件主要由壳体、齿条筒、支承套(齿条导向)等组成,它好比机床的机架,是转向器其它各部件的安装载体,并提供转向器总成与整车的装配要素。
壳体为一空腔铸件,与齿条筒铆压成一体。
支承套安装与齿条筒内,用于支承齿条在壳体及齿条筒内来回移动。
壳体材料多采用ZL105、ZL107等系列或压铸铝合金ADC12(国外牌号)铸而成,齿条筒采用冷轧精密无缝钢管或焊缝钢管,支承套多用工程塑料注塑而成。
也有一些产品壳体与齿条筒为铝合金铸造一体的,但价格往往也高些。
G公司现有车型转向器的壳体材料主要是ZL107。
图1.51 壳体类型4) 转向横拉杆及护套总成转向横拉杆总成主要由中部横拉杆带球头总成、外部横拉杆带球头总成、护套等组成。
中部横拉杆与外部横拉杆通过螺纹联接,可实现总长的调节,方便装车后车轮前束的调整;它还与齿条、转向节臂共同构成转向梯形结构,将齿条轴向推力传递至转向节上实现车轮绕主销轴线的转动,并在转向过程中使左右车轮保持谐调的几何关系,完成车辆转向功能;由于在车辆直线行驶过程或转转的同时,悬挂系统姿态也是不断变化的,导致转向梯形机构中各杆系的空间夹角不断变化。
横拉杆总成与齿条、转向节的球头销联接装置,便是为适应此动态工作环境所设置的,球头销可以在球座内自由转动,一般单边最大摆角约25~35度(G部分车型转向器横拉杆内、外球头最大摆角见表1.8)。
护套则防止灰尘、泥土等进入球销及转向器内部。
表1.8 球头摆角统计表(G)目前G公司车型转向器外球头的球销联接尺寸及主要外形尺寸已实现了标准化,标准球头销见图1.52。
图1.52 外球头销接口尺寸转向横拉杆本体材料一般为优质碳素结构钢如40、45,或合金结构钢40Cr等,见图1.53,防护套一般为橡胶或橡塑材料。
G公司现有车型转向器的转向横拉杆及球头的材料主要是40Cr,防护套材料主要有EPDM、普通氯丁橡胶(CR)两种。
图1.53 内外拉杆材料对比5) 转向横拉杆的长度转向横拉杆的长度是车辆的驾驶舒适性和操纵稳定性的要求而确定,而内外横拉杆的直径是依据车辆载荷的大小确定,外横拉杆的形状是根据轮胎包络的要求保持合理的间隙(>18mm)而确定形状(直线型,曲线形),具体各竞品车辆的参数如表1.9所示。
表1.9 竞品车型结构参数对比6)调整弹簧及锁紧螺母组件齿轮齿条啮合过紧会增大磨擦力,导致转向器总成的转动力矩增加,正、逆效率也增加,但齿轮齿条啮合间隙地大,则会在转动过程中产生跳动感,并在车轮受到路面冲击的时候,齿轮齿条之间也会产生关联的冲击力。
调整弹簧及锁紧螺母组件的作用即是给转向器的齿轮与齿条啮合增加一个预载荷,并在齿轮齿条因磨损而间隙增大时可以实现间隙的自动调节。
如图1.54所示,件1为支撑座,支撑在齿条的背面,用以压紧齿条;件2为调整弹簧,一端压紧支撑座,一端被件3压紧;件3调整螺母,通过调整它的旋入深度,可以调整弹簧的预紧力;件4为锁紧螺母,防止调整螺母松动。
图1.54 调整弹簧及锁紧螺母组件6)转阀总成是通过输入轴的转动来控制转向器液压缸内的油液流动方向及流量、压力,进而控制齿条及活塞的动作方向与液压推力的大小。
转阀总成主要以下部分组成(参见图1.55)。
图1.55 转阀总成阀套(SLEEVE)阀套是位于转向器壳体上部,镶嵌于阀壳体内的一个圆环形零件,表面有多条平行的沟槽,浅槽用做环形油封的安装,打有通孔的深槽做转阀油道。
阀套内部有铹有纵向沟槽,也是转阀油道的一部分,纵向沟槽的数量取决于转阀油道数量,图1.56分别为6油道阀、8油道阀、9油道阀的横截面,G各车型均采用8油道阀。
输入轴与机械转向器不同的是动力转向器的输入轴与齿轮轴是断开的,且输入轴为中空的,上端与扭杆通过定位销固结在一起。
下端圆柱表面也有纵向沟槽,并与阀套内部沟槽一一对应。
它不但传递机械转向扭矩,还直接控制液压油液提供相应的转向助力。
扭杆横截面为圆形的杆状扭转弹簧,它使转阀具有保证在初始的中间位置的特性。
扭杆的长度与截面积决定了它的扭转钢度,它与油道的预开隙、刃口的坡度等共同决定了转阀的助力特性。
联接轴销、定位销、油封、轴承等附件。
图1.56 转阀截面图1.1.2.2工作原理转阀的工作原理图如图1.57,在不转向时,转阀处于中位,此时,阀芯相对阀套处于中间位置,阀芯每个台肩相对于阀套槽的两边间隙是相等的,转阀内部各油道与转向器左右油腔、高压油管、回油管均是相通的,转向油液从高压油道通过阀芯两边的间隙流入回油油道,然后回流至转向油罐。