转向系统设计说明书
设计原则：
通过对所开发车型与已开发同类车型（或标杆车）的比较及所开发车型的前桥负荷,初步确定转向器总成的结构和相关参数。故在选取时应遵循以下原则；
1、转向器结构选型原则：
1）、根据整车布置尺寸，确定转向器结构尺寸。
2）、根据使用和成本状况，确定是否使用通气螺塞。
2、转向器参数选型原则：
1）、根据转向盘布置形式，确定是左置转向器或右置转向器。
2）、根据前桥负荷，选定转向器输出扭矩及输入轴花键。
3）、根据车型的最小转弯半径确定转向摇臂输出摆角能否满足使用要求。
4）、根据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况，确定转向传动比是否采用变传动比形式。
5）、根据产品信函（或项目描述书）所描述的整车的使用情况，确定传动间隙特性。
3、转向摇臂选型原则：
1）、根据标杆车进行类比。
2）、根据车型的最小转弯半径确定转向摇臂在转向器上的中间位置。
3）、根据车型总布置，确定转向摇臂的偏距和长度。
4、转向传动轴及管柱的选型原则：
1）、根据标杆车进行类比。
2）、根据点火开关和组合开关确定转向传动轴及管柱的形式。
3）、根据整车需要或成本考虑确定是否采用双万向节结构，转向盘可调结构或缓冲吸能结构。
5、转向盘选型原则：
1）、根据标杆车进行类比。
2）、根据总布置确定转向盘直径。
3）、根据整车需要或成本考虑，是否采用防伤转向盘。
一、转向机部分
一．设计目标
1.满足日本转向器样件的安装尺寸。
2.在结构上我们参考样件和恒隆公司现有的成熟产品的结构，确定为分体式结构。
3.产品性能达到或超过同类产品标准。
二．方案说明
2.1扭杆与齿轮轴采用花键联结方式，其优点：
a. 此结构利用花键过盈联结，省去了打销过程，简化了工艺。
b. 增大了密封空间。 2.2 齿条的支承型式
齿条的一端通过常规的齿条支承座来支承，齿条支承座垫的材料选取的是含油聚甲醛，齿条的另一端通过缸端限位套总成来支承，在缸端限位套总成内含有聚甲醛材料的衬套，其主要优点是磨擦系数小，耐磨性好。 2.3齿条支承座的预紧型式
在齿轮齿条式转向器中，齿条支承座的预紧型式是通过弹簧来实现的，齿条支承座在弹簧力的作用下保证齿轮与齿条之间始终是在无间隙状态下工作，即使齿轮与齿条发生磨损后，也不会产生间隙，这样不仅提高了转向系统的刚性、改善了操纵稳定性，还可以防止转向系统产生冲击和噪音。在设计转向器时，要使调整螺塞与齿条支承座之间保持一合适的间隙（该间隙为调整螺塞与齿条支承座间的距离），该间隙可防止因加工或热处理时，齿轮齿条发生弯曲变形或转向器内进入杂质而
使转向器卡死，如间隙过大还会使转向器产生噪音，现在齿轮齿条式转向器对该间隙的要求根据工艺水平不同而不同，一般为0.12-0.3mm 。 2.4.1调整螺塞与齿条支承座之间间隙的调整方法：
先将锁紧螺母松开,调节调整螺塞,使调整螺塞拧到底，然后再回退30°- 60°后将锁紧螺母拧紧即可。
三．主要零件的结构及计算 1样件已知条件：
齿轮：m n =1.66；Z 1=8；︒=25ρβ（右）；
齿条：m n =1.66；Z 2=31；︒=5γβ（左）；t n =5.22；θ=20°齿条行程 L=138=69
×2；齿条外径φ25.5；中心距：a=16.25；轴交角20°
线角传动比计算
γ
βπcos Z m i n =
= 5.22*8/ cos5°=41.92
方向盘总圈数：
29.392
.41138===i L n （圈）
2根据公司常用的几个刀具模数，验算传动比i
选择m n =1.85；Z 1=7；︒=25ρβ（右）； 计算得出γ
βπcos Z
m i n =
=40.84
因为（41.92-40.84）/41.92=2.449%<5%
所以取 m n =1.85；i=40.84；n=138/40.84=3.38（圈）
3 根据转向器本身结构特点以及中心距要求，选取齿轮轴的变位系数。
a.对于齿轮齿条转向器中齿轮齿条结构特点，齿轮一般都采用斜齿轮正变位，对于变位齿轮，为了避免齿顶过薄，而又能满足齿轮啮合的要求，一般齿轮的齿顶高系数取偏小值。
b.如果将齿条的齿顶告系数取同一值，最终会导致齿条的齿高变小，进而降低了重合系数。在进一步验证国外图纸时，此理论得到验证。 参照同类产品，初步选定
齿轮： 627.01=*ha , 6.0=n x ，275.01=*
n c 齿条：627.02=*
ha ， 313.02=*n c
4齿轮与齿条的计算
5检验齿顶厚：
()()()故参数选择是合理的符合齿顶不变尖的条件而,74.0~4625.04.025.065.174
.0~4625.04.025.065
.122=->==-=⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡---++⋅=mn s mn tg tg Z tg x Z d s at at t at t n n a at αααααπ
αn 为法面压力角；
αat 为齿顶端面压力角； αt 为端面压力角； x n 为法面变位系数。
6齿轮公法线长度及跨齿数的计算
跨齿数：
()5.02cos 21cos 1'
2
2''+⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡----⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=n n n n n n n tg Z tg x Z x Z k αααααπ 263.9180
180'=--
⋅
=⋅=πααπ
ααααn
n t t n
t tg tg Z inv inv Z Z 式中
将Z ‘代入跨齿数K 的公式，求得：K=2.28, 根据四舍五入 取K=2 公法线长度：(
)
n n m w w w ⋅∆+=*
* n n x w αsin 2*⋅=∆式中
()[]
n n inv Z k w απα⋅+-⋅='5.0cos *191.9=n w 由以上公式得
7.结构尺寸的确定
设计原则:在保证转向器安装尺寸与原件一致的条件下，力求保证转向器的形状及外观尺寸与原件一致,其内部尺寸及结构利用我们现有的成熟产品结构加以设计。 7.1壳体：
为了保证转向器在整车上的安装交角及安装尺寸不变，防止壳体与车架的其它部位干涉，因此壳体的外形尺寸尽可能与原样件一致,同时考虑壳体与油缸要铆接,在壳体的右端要装密封圈,考虑到齿条的行程,参照我厂成熟技术的阀芯，油封,轴承等,综合考虑后, 确定壳体、阀体的尺寸。 7.2油缸总成:
为了保证转向器的输出力,考虑到活塞,齿条的尺寸及行程以及缸端限位套等,油缸的长度,内外径,通左,右腔的油口位置就可以确定。 7.3齿轮轴与齿条:
根据转向器需要的线角传动比以及现有的刀具的模数来确定齿轮轴以及齿条的齿数、模数。根据两内球节的距离及齿条的行程来确定齿条的长度、通气孔的位置等。 7.4阀套:
因为阀芯总成是参照成熟工艺，故借用 已有的阀套。 7.5输入轴:
结构形式借用已有产品，花键为金杯转向器的输入轴花键。 7.6扭杆:
刚度校核:
由于FC-1转向器所用的阀与瑞风转向器所用的阀基本相同,转向器输出力
也相近,故用类比法取扭杆直径为φ5.80
–0.05mm ,有效长度为80mm 。
则扭杆所受的扭矩计算如下:
