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转向机构方案分析根据所采用的转向传动副的不

文章来源:admin 更新时间:2020-09-17

  转向机构计划解析凭据所采用的转向传动副的分歧 转向器的机合型式有众种。常睹的有齿轮齿条式、轮回球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其机合样子的采选 合键是凭据汽车的类型、前轴负荷、应用要求等来决心 并要推敲其结果性子、角传动比改变性子等对应用要求的适宜性以及转向器的其他功能、寿命、创设工艺等

  转向机构计划解析凭据所采用的转向传动副的分歧 转向器的机合型式有众种。常睹的有齿轮齿条式、轮回球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其机合样子的采选 合键是凭据汽车的类型、前轴负荷、应用要求等来决心 并要推敲其结果性子、角传动比改变性子等对应用要求的适宜性以及转向器的其他功能、寿命、创设工艺等。中、小型轿车以及前轴负荷小于 2t的客车、货车 众采用齿轮齿条式转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾通常用正在轻型和中型汽车上 比方 目下轴轴荷不大于 5t且无动力转向和不大于4t 发动力转向的汽车均可选用这种机合型式。轮回球式转向器则是目下通常应用的一种机合 高级轿车和轻型及以上的客车、货车均众采用。轿车、客车众行驶于好途面上 可能选用正结果高、可逆水准大些的转向器。矿山、工地用汽车和越野汽车 常常正在坏途或正在无途地带行驶 推举选用极限可逆式转向器 但当编制中装有液力式动力转向或正在转向横拉杆上装有减振器时 则可采用正、逆结果均高的转向器 由于途面的攻击可由液体或减振器摄取 转向盘不会爆发“ 打手局面”。 合于转向器角传动比对应用要求的适宜性题目 也是采选转向器时应试虑的一个方面。关于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说 转向的简便性不可题目 而合键应试虑汽车高速直线行驶的坚固性和减小转向盘的总圈数以普及汽车的转向活络性。汽车转向系的组成由于高速行驶时 很小的前轮转角也会导致爆发较大的横向加快率使轮胎发作侧滑。这时应选用转向盘处于中央地方时角传动比拟大而左、右两头角传动比拟小的转向器。关于前轴负荷较大且未装动力转向的汽车来说 为了避免“转向繁重” 则应采选具有两头的角传动比拟大、中央较小的角传动比改变性子的转向器。 齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条构成。与其他样子的转向器比拟 齿轮齿条式转向器最合键的便宜是 机合粗略、紧凑 壳体采用铝合金或镁合金压铸而成 转向器的质地比拟小 传动结果高达90 齿轮与齿条之间因磨损产生间隙今后 操纵装正在齿条背部、亲近主动小齿轮处的压紧力可能治疗的弹簧。能主动排斥齿间间隙 这不只可能普及转向编制的刚度。还可能预防事业时爆发攻击和噪声 转向器占用的体积小 没有转向摇臂和直拉杆 以是转向轮转角可能增大 创设本钱低。 齿轮齿条式转向器的合键污点是 因逆结果高 汽车正在不屈途面上行驶时 发作黑龙江工程学院本科生卒业策画 正在转向轮与途面之间攻击力的大局部能传至转向盘称之为反冲。反冲局面会使驾驶员精神仓皇 并难以确凿限定汽车行驶目标 转向盘卒然转动又会形成打手 同时对驾驶员形成虐待。 凭据输入齿轮地方和输出特征分歧 齿轮齿条式转向起有四种样子 中央输入 两头输出 1a侧面输入 两头输出 1b侧面输入 中央输出 1c侧面输入 一端输出 齿轮齿条式转向器的四种样子采用侧面输入 中央输出计划时 与齿条连的左 右拉杆延迟到亲近汽车纵向对称平面左近。因为拉杆长度扩张 车轮上、下跳动时拉杆摆角减小 有利于裁汰车轮上、下跳动时转向系与悬架系的运动干预。拉杆与齿条用螺栓固定邻接 因而 两拉杆那与齿条同时向左或右转移 为此正在转向器壳体上开有轴向的长槽 从而低落了它的强度。 采用两头输出计划时 因为转向拉杆长度受到局限 容易与悬架编制导向机构爆发运动干预。 侧面输入 一端输出的齿轮齿条式转向器 常用正在平头货车上。 齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合 则运转稳固低落 攻击大 事业噪声扩张。其它 齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只可是直角 为此因与总体安置不适宜而遭裁减。采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条式转向器 重合度扩张 运转稳固 攻击与事业噪声均低落 况且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于知足总体策画的恳求。由于斜齿事业时有轴向力功用 以是转向器该当采用推力轴承 使轴承寿命低落 再有斜齿轮的滑磨比拟大是它的污点。 齿条断面体式有圆形、V形和Y形三种。圆形断面齿条的创制工艺比拟粗略。V形和Y形断面齿条与圆形断面比拟 耗费的资料少 约节减20 故质地小 位于齿黑龙江工程学院本科生卒业策画 下面的两斜面与齿条托座接触可用来预防齿条绕轴线转动 Y形断面齿条的齿宽可能做得宽些 于是强度取得扩张。正在齿条与托座之间平时装有效减磨资料 如聚四氟乙烯 做的垫片 以裁汰滑动摩擦。当车轮跳动、转向或转向器事业时 如正在齿条上功用有能使齿条扭转的力矩时 应选用V形和Y形断面齿条 用来预防因齿条扭转而捣鬼齿轮、齿条的齿不行精确啮合的景况产生。 为了预防齿条扭转 也有正在转向器壳体上策画导向槽的 槽内嵌装导向块 并将拉杆、导向块与齿条固定正在一同。齿条转移时导向块正在导向槽内随之转移 齿条扭转时导向块可预防齿条扭转。恳求这种机合的导向块与导向槽之间的配合要合适。配合过紧会为转向和转向循环正带来贫窭 配合过松齿条仍能扭转 并伴有敲击噪声。 凭据齿轮齿条式转向器和转向梯形相对前轴地方的分歧 齿轮齿条式转向器正在汽车上有四种安置 样子转向器位于前轴后方 后置梯形 转向器位于前轴后方 前置梯形 转向器位于前轴前哨 后置梯形 转向器位于前轴前哨 前置梯形。 齿轮齿条式转向器通常利用于乘用车上。载质地不大 前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器。 2轮回球式转向器轮回球式转向器又有两种机合型式 即常睹的轮回球 齿条齿扇式和另一种即轮回球 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螺母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。两种机合的调治间隙手段均是操纵调治螺栓转移摇臂轴来实行调治。 轮回球式转向器的传动结果高、事业稳固、牢靠 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治简单易行 这种机合与液力式动力转向液压安装的成家安置也极为简单。 轮回球式转向器有螺杆和螺母联合酿成的螺栓槽内装钢球组成的传动副 以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇组成的传动副构成 如图2 2所示。 轮回球式转向器的便宜是 正在螺杆和螺母之间由于有可能轮回活动的钢球 将滑动摩擦改制为滚动摩擦 于是传动结果可能抵达75 85 正在机合和工艺上接纳手腕后 包含普及创设精度 改良事业皮相的皮相毛糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工 使之有足够的应用寿命 转向器的传动比可能改变 事业稳固牢靠 齿条和齿扇之间的间隙调治事业容易实行 适适用来做合座式动力转向器。轮回球式转向器的合键污点是 逆结果高 机合庞大 创设贫窭 创设精度恳求高。轮回球式转向器合键用于商用车上。 黑龙江工程学院本科生卒业策画 10 蜗杆滚轮式转向器蜗杆滚轮式转向器由蜗杆和滚轮啮合而组成。合键便宜是 机合粗略 创设容易 由于滚轮的齿面和蜗杆上的螺纹呈面接触 以是有比拟高的强度 事业牢靠 磨损小 寿命长 逆结果低。 蜗杆滚轮式转向器的合键污点是 正结果低 事业齿面磨损今后 调治啮合间隙比拟贫窭 转向器的传动比不行改变。 这种转向器曾正在汽车上通常应用过。 黑龙江工程学院本科生卒业策画 11 4蜗杆指销式转向器蜗杆指销式转向器的销子如不行自转 称为固定销式蜗杆指销式转向器 销子除伴随摇臂轴转动外 还能绕自己州县转动的 称为扭转销式转向器。凭据销子数目分歧 又有单销和双销之分。 蜗杆指销式转向器的便宜是 转向器的传动比可能做成稳定的或者改变的 指销和蜗杆之间的事业面磨损后 调治间隙事业容易实行。 固定销蜗杆指销式转向器的机合粗略、创设容易 可是因销子不行自转 销子的事业部位根本维系稳定 以是磨损速、事业结果低。扭转销式转向器的结果高、磨损慢 但机合庞大。 恳求摇臂轴有较大的转角时 该当采用双销式机合。双销式转向器正在直线行驶区域左近 两个销子同时事业 可低落销子上的负荷 裁汰磨损。当一个销子脱节啮合形态是 另一个销子要担当整体功用力 而凑巧正在此地方 功用力抵达最大值 以是策画师要预防核算其强度。双销与单销蜗杆指销式转向器比拟 机合庞大、尺寸和质地大 而且对两主销间的地方精度、蜗杆上螺纹槽的体式及尺寸精度等恳求高。其它 传动比的改变性子和传动间隙性子的改变受局限。 蜗杆指销式转向器利用较少。汽车转向系统图解 5转向盘的尺寸及安置转向盘有轮毂、轮缘和轮辐构成。采用最大直径的转向盘 会使驾驶员进出驾驶室感觉贫窭 若采用较小直径的转向盘 则正在转向时恳求驾驶职员施加较大的力气。转向盘安置过高会影响人对道途和仪外盘的视野 转向盘安置过低 则正在运用聚散器、制动踏板时影响驾驶职员腿部的举措。正在采选转向盘直径时 应试虑与汽车的类型和巨细相适宜。乘用车、小型客车、小型商用车的转向盘直径参考直径为400mm 中型客车、中型商用车的转向盘参考直径为450mm或者500mm 大型客车和大型商用车的转向盘参考直径为550mm。 转向轴的防伤平和手腕凭据交通事变统计材料和对汽车碰撞试验结果的解析评释 汽车正在正面碰撞时 转向盘、转向管柱和转向器是使驾驶员受伤的合键元件。因而 恳求汽车正在以48km h的速率、正面同其他物体碰撞的试验中 转向管柱和转向轴后移量正在水准目标上不得大于127mm 正在台架试验中 用人体模子的躯干以6 7m s的速率碰撞转向盘时 功用正在转向盘的水准力不得凌驾11123N 睹GB11557 1998。为此 需求正在转向系中策画安设能摄取攻击能量的机构 或者接纳能减轻驾驶员受伤水准的手腕。摄取能量的方黑龙江工程学院本科生卒业策画 12 法是使相合的转向系零件正在撞击时爆发塑性变形、弹性变形或摩擦等来告终。当转向轴采用万向节邻接的机合 可能通过合理安置包管正在汽车正面碰撞时 预防转向轴等向车身内转移 这种机合固然不行摄取碰撞能量 但其机合粗略 合键万向节邻接的两轴之间存正在夹角 正面撞车后转向盘没有后移便不会影响驾驶员平和。转向轴上创立有万向节不只普及平和性 况且有利于使转向盘和转向器正在汽车上取得合理安置 普及了运用简单性 拆装容易。 7转向机构计划确定因为齿轮齿条式转向器逆结果高 60 70 汽车正在不屈途面上行驶时发作正在转向轮与途面间攻击力的大局部能传至转向盘 反冲局面会使驾驶员仓皇 并难以限定汽车行驶目标 转向盘卒然转动又会形成“打手” 同时对驾驶员形成虐待。 蜗杆滚轮式转向器正结果低 事业齿面磨损后调治啮合间隙比拟贫窭 传动比不行改变。固定销蜗杆指销式转向器机合粗略 创设容易 但因销不行自转 指销事业部位根本稳定 以是磨损速、事业结果低。扭转销式转向器的结果高、磨损小 可是机合庞大。双销式的机合较单销式庞大 尺寸及质地也较大 且对两指销间的地方精度、蜗杆上螺纹槽的体式及尺寸精度恳求较高 角传动比的改变性子及传动间隙性子的改变也受到局限。 凭据原始数据 满载时前轴轴荷 1940kg前轮气压 350kPa 轮胎和途面间滑动摩擦系数 75摇臂摆角 42 恳求传动比策画成20独揽 最大摇臂输效率矩 1500N 归纳上述各样样子转向器的优污点本策画抉择轮回球式转向器为策画计划。 8本章末节本章合键事对转向器的根本机合样子的采选 通过对目前各样样子转向器策画计划实行解析比拟 归纳推敲 采用轮回球式转向器为策画计划。 黑龙江工程学院本科生卒业策画 13 转向机构的参数解析与确定转向系的合键功能有转向系的结果、转向系的角传动比与力传动比、转向器传动副的传动间隙性子、转向系的刚度以及转向盘的总转动圈数。 转向系策动载荷真实定为了包管行驶平和 构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 需开始确定功用正在各零件上的力。影响这些力的合键身分有转向轴的负荷、途面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要治服的阻力 包含转向轮绕主销转动的阻力、车轮坚固阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。 无误地策动出这些力是贫窭的。为此推举用足够无误的半体验公式来策动汽车正在沥青或者混凝土途面上的原地转向阻力矩Mn mmpGfMR313 轮胎和途面间的滑动摩擦因数日常取f 751G——转向轴负荷 p——轮胎气压MPa RM753542 功用正在转向盘上的手力为wSWRhiDLMLF212 1L——转向摇臂长2L——转向节臂长 1L 2L SWD——转向盘直径 凭据汽车策画策画手册 取Dsw 550mm wi——转向器角传动比 日常取wi 20 ——转向器正结果 日常取 85。黑龙江工程学院本科生卒业策画 14 凭据公式 代入参数得Fk 357 对给定的汽车用式策动出来的功用力是最大值。因而 可能用此值举动策动载荷。然而 关于前轴负荷大的重型货车 用上式策动的力往往凌驾驾驶员心理上的不妨 正在此景况下对转向器和动力转向器动力缸以前零件的策动载荷 应取驾驶员功用正在转向盘轮缘上的最大瞬时力 此力为700N。 凭据汽车的前轴负荷来抉择轮回球式转向器齿扇齿模数 1G 1940 轮回球式转向器齿扇齿模齿扇齿模数m mm 排量mL 500 1000 1800 1600 2000 2000 2000 前轴负荷 35003800 4700 7350 7000 9000 8300 11000 10000 11000 货车 客车前轴负荷 30005000 4500 7500 5500 18500 7000 19500 9000 24000 17000 37000 23000 44000 最大装载质地 kg 350 1000 2500 2700 3500 6000 8000 由于是货车 以是 转向器的结果功率1P从转向轴输入 经转向摇臂轴输出所求得的结果称为正结果 用符号 显示。 121 PPP 反之称为逆结果用符号 显示。 123 PPP 2P——转向器中的摩擦功率黑龙江工程学院本科生卒业策画 15 3P——功用正在转向摇臂轴上的功率。 为了包管转向时驾驶员转动转向盘简便 恳求正结果高。为了包管汽车转向后转向轮和转向盘能主动返回到直线行驶地方 又需求有肯定的逆结果。为了减轻正在不屈途面上行驶时驾驶员的疲乏 车轮与途面之间的功用力传至转向盘上要尽不妨小 预防打手又恳求此逆结果尽不妨低。 1转向器的正结果影响转向器正结果的身分有 转向器的类型、机合特征、机合参数和创设质地等。 转向器类型、机合特征与结果 正在前述四种转向器中 齿轮齿条式、轮回球式转向器的正结果比拟高 而蜗杆指销式稀奇是固定销和蜗杆滚轮式转向器的正结果要鲜明的低些。 统一类型转向器 因机合分歧结果也不相似。如蜗杆滚轮式转向器的滚轮与支柱轴之间的轴承可能选用滚针轴承、圆锥滚子轴承和球轴承等三种机合之一。第一种机合除滚轮与滚针之间有摩擦牺牲外 滚轮侧翼与垫片之间还存正在滑动摩擦牺牲 故这种转向器的结果 仅有54 。其它两种机合的转向器结果 凭据试验结果辞别为70 和75 转向摇臂轴轴承的样子对结果也有影响用滚针轴承比用滑动轴承可使正或逆结果普及约10 转向器的机合参数与结果借使无视轴承和其它地方的杆类转向器 其结果可用下式策动摩擦牺牲 只推敲啮合副的摩擦牺牲 关于蜗杆和螺 00tantan ——蜗杆或螺杆 的螺线导程角 ——摩擦角 farctan f——摩擦因数 85黑龙江工程学院本科生卒业策画 16 转向器逆结果凭据逆结果巨细分歧 转向器又有可逆式、极限可逆式和弗成逆式之分。 途面功用正在车轮上的力 进程转向系可大局部传达到转向盘 这种逆结果较高的转向器属于可逆式。它能包管转向后 转向轮和转向盘主动回正。这既减轻了驾驶员的疲乏 又普及了行驶平和性。可是 正在不屈途面上行驶时 车轮受到的攻击力 能大局部传至转向盘 形成驾驶员“打手 使之精神形态仓皇 借使长工夫正在不屈途面上行驶 易使驾驶员疲乏 影响平和驾驶。属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和轮回球式转向器。 弗成逆式转向器 是指车轮受到的攻击力不行传到转向盘的转向器。该攻击力由转向传动机构的零件担当 于是这些零件容易损坏。同时 它既不行包管车轮主动回正 驾驶员又缺乏途面觉得 因而 新颖汽车不采用这种转向器。 极限可逆式转向器介于上述两者之间。正在车轮受到攻击力功用时 此力只要较小一局部传至转向盘。它的逆结果较低 正在不屈途面上行驶时 驾驶员并不非常 仓皇 同时转向传动机构的零件所担当的攻击力也比弗成逆式转向器要小。 借使无视轴承和其它地方的摩擦牺牲 只推敲啮合副的摩擦牺牲 则逆结果可用下式策动 00tantan 评释扩张导程角0 正、逆结果均增大。受 增大的影响。0 不宜赢得过大。当导程角小于或等于摩擦角时 逆结果为负值或者为零 此时评释该转向器是弗成逆式转向器。为此 导程角必需大于摩擦角。平时螺线之间。 转向系传动比转向系的传动比包含转向系的角传动比0 i和转向系的力传动比pi。 从轮胎接地面核心功用正在两个转向轮上的协力2wF与功用正在转向盘上的手力hF

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