轻型货车循环球式转向器设计【含CATIA三维及17张CAD图】
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轻型
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三维
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轻型货车循环球式转向器设计【含CATIA三维及17张CAD图】
【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下：
- 内容简介：
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充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸I轻型货车循环球式转向器设计摘 要循环球式转向器是由螺母与丝杠传动副以及齿扇轴与螺母传动副二个部分组成。螺母与丝杠传动副是由里面的钢珠联系起来的，而齿扇轴与螺母传动副则是通过齿之间的啮合联系的，最终完成了力的传递。本文首先对汽车转向器目前研究的概况和发展趋势做出了阐述说明，研究 BJ2020车型汽车转向系统，整理出汽车转向系统的设计要求，然后根据汽车的类型、汽车的前后轴的负荷以及汽车的用途选择了初步的转向器类型，随后进行汽车转向器选型分析并完成总结，完成循环球式转向器各项主要参数的选择，并根据循环球式转向器的角传动比、传动效率以及使用用途并参考以往的成功车的型号对循环球式向器的强度和具体参数进行了计算，再进行循环球式转向器性能分析最后完成设计图纸以及设计说明书。论文最后用建模的方式画出了转向器的三维设计图，从立体的角度反映了转向器的结构功能。还有零件图，画出了循环球式转向器零件的尺寸。装配图画出了各个零件之间的配合，更全面反映了循环球式转向器的结构。受力分析则清晰的展现了循环球式转向器的各种受力情况。 论文最后完成了 BJ2020 转向器从结构形式的初步选择到制造工艺最后布置的所有设计，所有设计合乎标准。关键词：循环球式转向器；工艺布置；受力分析充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸IIABSTRACTEcirculating ball type steering gear is composed of the nut and screw transmission gear and shaft and nut transmission of two parts. The nut and the screw pair is composed of a link inside the ball, and the gear shaft and nut transmission pair is linked through the meshing be- tween the final completion of the transfer of power.Firstly, the steering situation and trend of current study to make an exposition of BJ2020 models of automobile steering system, sorting out the system design requirements for autom-otive steering, then according to the type of car, use the car front and rear axle load and vehic- le selection of the steering type preliminary, followed by steering gear the selection and anal- ysis of the complete summary, complete the circulating ball type main parameters for the ste- ering and steering angle, gear ratio according to the circulating ball type, transmission efficie- ncy and use of reference and the model of successful car cycling ball strength and device spe- cific parameters are calculated, then the recirculating ball type steering the performance anal- ysis is finally complete the design drawings and design specification. Finally, by using the w- ay of modeling drawing to three-dimensional design, from three-dimensional angle reflects the shift The structure and function of device. And part drawing, draw the size of the recircul- ating ball type steering gear assembly drawing parts. Coordination between the various parts, more comprehensively reflect the circulating ball type steering gear structure. The stress anal- ysis show the recirculating ball steering the force.At the end of the article, all the designs of the BJ2020 redirector from the initial selection of structural form to the final layout of the manufacturing process are completed, and the des- ign is up to standard.Keywords:Recirculating ball steering; Process arrangement;Force analysis 充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸III充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸目 录摘 要 .IABSTRACT .II1 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 转向器的介绍 .11.3 国外的研究现状 .51.4 国内的研究现状 .51.5 本课题研究的主要内容 .61.6 本章小结 .72 转向器的设计与参数选择 .82.1 转向器的主要使用性能参数 .82.2 主要尺寸参数的选择 .102.3 循环球式转向器的强度校核 .182.4 转向摇臂轴直径的确定 .202.5 本章小结 .213 建模及受力分析 .223.1 二维工程图 .223.2 三维零件图 .243.3 受力分析 .273.4 本章小结 .304 结 论 .31参考文献 .32附录 1：外文翻译 .33附录 2：翻译原文 .37致 谢 .41充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸- 1 -1 绪论1.1 课题背景转向器别名转向机、方向机，它在转向系中的地位卓然，是很重要的部件。它的作用不仅能使作用在方向盘上的力传到车轮时变得更大并且还可以改变力的传递方向，所以转向器的设计就显得意义非凡。转向器可根据其结构不同可分为齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆滚轮式、循环球-齿条齿扇式等。当根据助力来看时又可分为有助力和无助力二种。其中又根据动力来源的不同可分为气压动力型、液压动力型和电动动力型等多种类型。转向器具有将驾驶员作用在方向盘的手力放大，并且能够使速度变慢之后再传给转向机构。它作为汽车的重要部分，并且它决定了汽车安全性能的优劣，它的质量直接影响了汽车的操纵稳定性，由此它的设计不可忽视。因为循环球式转向器具备传动效率高、工作状态平稳、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，且齿扇与齿条啮合间隙的调整便利易行，这种构造与液力式动力转向液压装置的匹配安装时也极为方便。故本文选用循环球式转向器。1.2 转向器的介绍1.2.1 转向系统的简介转向系统是用来改变或者保持汽车行驶方向的一系列装置。汽车转向系统的最重要的功能就是能按照驾驶员自己的想法去控制汽车的行驶方向。有的转向系统还有助力机构，能够在一定程度上减轻了驾驶员的手力，这种机构对于女性驾驶者则显得很重要。转向器的设计必须满足以下要求：(1)方向盘一定要左置；(2)后轮不可以单独的作为转向轮；(3)不可以使用全动力转向机构；(4)必须有渐进的转向轮的偏转；(5)转向轮必须具备足够的硬度以保证行驶安全；(6)转向系统必须在合理的位置，以确保驾驶员能够方便准确的操作，转向系统不能和其它的装置有干涉；充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸- 2 -(7)转向轮能够自动恢复正位，从而确保车轮沿着直线行驶；(8)在后轮做转向轮的时候，具有二根及以上转向车轴的全挂车和具有一根及以上转向车轴的半挂车，以 80kmh 车速行驶时，驾驶员在不做反常修正时，能够保持车轮直线行驶；(9)当所有的助力系统损坏不能正常工作时，必须保证汽车有能够控制行驶方向的能力；(10)当助力装置本身没有独立的辅助独立机构时，一定要具备蓄能器；(11)转向系统的部件安装、设计等必须保证与驾驶员的衣物等物件不会拉扯，且其表面不能有棱角，不能对驾驶员产生伤害；（12）汽车左右转弯时，它的回转角和转向力没有明显差异；（13）以 10km/h 车速转弯且以 12m 的半径前行和转弯时，不带助力的系统要求其转向力不大于 245N，带助力转向但助力转向失去效用的系统，要求其转向力不得大于588N，一般的情况下机动动作时间不得超过 4s，带有助力转向的系统则要求它的助力失效时间不得大于 65s，左右两个方向都必须要进行试验测试。1.2.2 机械转向系操纵机构、机械转向器和转向传动机构三大部分组成了汽车机械式转向系，其具体结构如图 1-1 所示。汽车机械式的动力来源是驾驶员的手力，并且它的所有传动件都是机械的。图 1-1 机械式转向器1转向盘 2转向轴 3转向万向 4转向传动轴 5转向器6转向摇臂 7转向直拉杆 8转向节臂 9左转向节10、12左右梯形臂 11转向横拉杆 13右转向节驾驶员作用在转向盘上面的力通过转向柱传到转向轴，从转向盘到转向传动轴这一部分的零件都属于转向操纵机构。再将力传到直拉杆，再到转向器，转向器在将力传到减速器（图中转向系统无减速器，其位置在转向器旁边），到这里再到转向拉杆，充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸- 3 -作用到转向节臂。最后作用在转向轮上，从而使其产生偏转，改变汽车行驶的方向。而转向横拉杆、转向节和转向节臂等零件均属于转向传动机构。（1）转向操纵机构转向操纵机构是由图 1-2 中的方向盘、转向轴、转向管柱等零部件组成的。它主要作用是将驾驶员作用在转向盘的力传给转向器。图 1-2 转向操纵机构（2）转向器 齿轮齿条式转向器由转向齿轮、转向壳体和转向齿条等组成，结构如图 1-3 所示。齿轮齿条式转向器的优点是造价低，结构很简单，体积较小，转向灵敏，可以实现直接带动横拉杆。但是它由于逆效率很高，容易产生打手，令车上的驾驶员精神紧张，不能有很好地驾驶感受，甚至会产生比较致命的后果，所以本文不采用齿轮齿条式转向器。图 1-3 齿轮齿条式转向器齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙，使之具有合适的转向器传动间隙，从而提高转向器寿命，也是这种转向器的优点之一。充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸- 4 -循环球式转向器和齿轮齿条式转向器是如今世界社会上用的最多的两种转向器，蜗杆曲柄指销式转向器和蜗杆式转向器这两种则由于各种原因正在逐渐被淘汰掉。循环球式转向器的优点较多，比如效率很高，操纵很方便，布置容易等，特别适合中大型的汽车应用。易于传递驾驶操纵信息，逆效率也很高，和液压操纵机构配合的很不错。循环球式转向器主要是由螺杆、螺母、转向器壳体以及许多的小钢球等部件组成，其所谓的循环球指的就是里面的这些小钢球，它们被放置于螺母与螺杆之间的密闭管路内，经过管道进行无限的循环流动，这些钢球起到将螺母与螺杆之间的滑动摩擦转变为阻力非常小的滚动摩擦的作用，当与方向盘转向管柱固定到一块的螺杆转动起来的时候，螺杆推动螺母进行上下的运动，螺母在通过齿轮来驱动转向摇臂往复摇动从而实现了转向轮的转向。循环球式转向器的传动效率高、工作安稳、牢靠，螺杆及螺母上的螺旋槽是经渗碳、淬火以及切削加工，耐磨性极好、寿命很长。齿扇与齿条啮合间隙的调整便利容易实施，这种结构与液力式动力转向液压装置的匹配布置也极为便利。所以循环球转向器凭借这些优点让其在汽车中得到了比较广泛的应用 1。转向螺杆转动时，通过小钢球将作用力传给了在丝杠上运动的转向螺母，螺母即沿丝杠进行轴向的运动。同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶效果的作用下，所有钢球便会在螺旋管状通道以及管道内滚动，形成循环的“球流”。在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会中途产生脱出。（3）转向系统传动机构转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节上面，转向节再使两侧转向轮发生偏转，且使二个转向轮的偏转角按照一定的关系发生变化，从而确保汽车转向时车轮与地面的相对滑动能够尽可能的小。1.3 国外的研究现状国外对于转向器的研究较早。在韩国 Durkhyun Wuh、Seokchan Yun 、Changsoo Han 3的研究中一个动态模型和控制算法的滚珠丝杠类型 MDPS 系统推导和分析了使用方法离散建模技术。改善转向感觉,动力转向的特点,两个衍生品收益被添加到传统的权力增加控制算法。通过模拟,影响控制增益的转向角增益在频域进行验证。在中心的方向盘回正性和转向力矩相位滞后处理时域测试同时进行。Man Hyung Lee 、Seung Ki Ha 、Ju Yong Choi 、Kang Sup Yoon 4讨论了直流电机加热器调节助力转向系统(EPS)。 充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸- 5 -2005 年法国的 Carlos Canudas-de-Wit、 Hubert Bechart、Xavier Claeys、Pietro Dolcini、John-Jairo Martinez 6研究了电子动力转向和辅助离合器同步问题，提出 EPS系统旨在生产相同的汽车转向特性无论大小和重量，路况和轮胎特性;拒绝外部干扰,如道路违规行为和道路状况的变化;PS 系统替代现有的液压转向系统,取代传统的液压动力装置的电子。任意设定预期的优势是潜在的能力反应方向盘转矩特性,并使这些特征符合道路条件。2016 年 Springer 国际版中瑞士的 Christoph Nippold、Ferit Kuckay 、Roman Henze 5在测试试验台基础上的应用和分析机电动力转向(EPS )。电动转向有节能环保、安装方便、效率高、路感好和回正性好等优势。1.4 国内的研究现状为了正常进行循环球式转向器磨损试验，2015 年中国地质大学伍颖，宋康顿，郭龙飞，吴选杰 7参照汽车电动助力转向装置技术条件与台架试验方法标准，采用交流伺服技术、智能集成技术与微机测控技术，设计了双工位循环球转向器可靠性磨损试验系统。试验运行结果显示：该试验系统经济高效，稳定牢靠，满足循环球转向器磨损试验标准规定功能：系统应具有实时监控数据、实时绘制曲线和检测空载性能三大功能，从而进一步完成循环球转向器出厂前的可靠性磨损试验，降低由于服役寿命周期内的失去效果而导致交通安全事故的概率。 2016 年为了解决循环球变比转向器变比齿轮齿廓设计问题，为了解决循环球变比转向器变比齿轮齿廓设计问题胡大伟,牛子孺等 8提出一种数字设计方法即范成仿真法; 该方法在 CATIA 建模软件中，基于变传动比运动规律建立布尔减运算宏程序，模拟变比齿轮齿廓包络面范成加 工过程，生成变比齿轮三维模型; 对齿廓曲面进行修补，完成变比齿轮副的虚拟装配后，采用 ADAMS 软件对建立的变比齿轮齿条副进行运动仿真分析，将仿真得到的传动比曲线与设计用曲线进行对比分析，验证了该方法的有效性。为了检测循环球式转向器的疲劳性能，在原有的分析转向器工作原理的基础上，2016 年郭海林,熊丽 9运用电液伺服材料试验机 INSTRON 1251 试验台与计算机控制单元，设计出了转向器疲劳试验系统。研制了转向器疲劳试验工装夹具，系统加载动态响应良好，达到了规定的转向器疲劳试验参数要求。试验运行表明：该试验设计实现了转向器疲劳性能测试，操作简便，控制精度高，为转向器结构设计与强度评估提供了基础技术支持。我国正在发展多轴车辆的 EPS 系统：(1)右轮装半自动 S-EPS，其双轮左轮装手动，最大负载 6 000 kg，基本上满足我国的公路重型汽车要求。基本上一般的轻重型汽车都充 值 购 买 -下 载 设 计 文 档 后 ， 加 Q-1459919609 免 费 领 取 图 纸- 6 -可使用 EPS；(2)双前桥转向同前一条一样用左轮装手动 S-EPS，其余的可采用半自动 S-EPS，并且由一个控制器来控制。部分转向杆系保持原拉杆系统；(3)分别在三轴车辆电动转向系统前后轴上安装电动转向器 10。 1.5 本课题研究的主要内容本文主要进行循环球的相关设计，包括其循环球式转向器的主要性能参数的设计，其中包括转向器的效率以及传动比的变速特性。然后主要尺寸参数的选择，包括其螺杆、钢球、螺母传动副的设计和齿条、齿扇传动副的设计。随后其零件的强度计算和转向摇臂的轴直径的确定，再进行三维模型及二维工程图的设计。最后则利用 CATIA对它进行受力分析，观测它的受力情况。本文的设计思路有以下 8 点：（1）研究轻型货车汽车转向系统；（2）汽车转向系统的设计要求；（3）根据汽车总体方案的设计选择；（4）进行汽车转向器选型分析并完成总结；（5）完成转向器各项主要参数的选择；（6）进行转向器性能分析；（7）完成设计图纸；（8）完成设计说明书。1.6 本章小结本章是文章的绪论部分，首先写的是设计此课题的背景，初步介绍了一下转向系，以及它们的功用。国内外的研究现状也是本章的重点，详细说明近几年转向器的研究过程。本章也阐明了研究的意义以及目的。文章有各种的设计方法以及所有表达的内容，此章介绍研究的方法以及内容。之后是对转向器的详细介绍，包括它的工作原理、优点等等。也将循环球式转向器与其它类型的转向器进行详细的对比，详细说明了研究采用此类型转向器的原因以及意图。 I轻型货车循环球式转向器设计摘 要循环球式转向器是由螺母与丝杠传动副以及齿扇轴与螺母传动副二个部分组成。螺母与丝杠传动副是由里面的钢珠联系起来的，而齿扇轴与螺母传动副则是通过齿之间的啮合联系的，最终完成了力的传递。本文首先对汽车转向器目前研究的概况和发展趋势做出了阐述说明，研究 BJ2020车型汽车转向系统，整理出汽车转向系统的设计要求，然后根据汽车的类型、汽车的前后轴的负荷以及汽车的用途选择了初步的转向器类型，随后进行汽车转向器选型分析并完成总结，完成循环球式转向器各项主要参数的选择，并根据循环球式转向器的角传动比、传动效率以及使用用途并参考以往的成功车的型号对循环球式向器的强度和具体参数进行了计算，再进行循环球式转向器性能分析最后完成设计图纸以及设计说明书。论文最后用建模的方式画出了转向器的三维设计图，从立体的角度反映了转向器的结构功能。还有零件图，画出了循环球式转向器零件的尺寸。装配图画出了各个零件之间的配合，更全面反映了循环球式转向器的结构。受力分析则清晰的展现了循环球式转向器的各种受力情况。 论文最后完成了 BJ2020 转向器从结构形式的初步选择到制造工艺最后布置的所有设计，所有设计合乎标准。关键词：循环球式转向器；工艺布置；受力分析IIABSTRACTEcirculating ball type steering gear is composed of the nut and screw transmission gear and shaft and nut transmission of two parts. The nut and the screw pair is composed of a link inside the ball, and the gear shaft and nut transmission pair is linked through the meshing be- tween the final completion of the transfer of power.Firstly, the steering situation and trend of current study to make an exposition of BJ2020 models of automobile steering system, sorting out the system design requirements for autom-otive steering, then according to the type of car, use the car front and rear axle load and vehic- le selection of the steering type preliminary, followed by steering gear the selection and anal- ysis of the complete summary, complete the circulating ball type main parameters for the ste- ering and steering angle, gear ratio according to the circulating ball type, transmission efficie- ncy and use of reference and the model of successful car cycling ball strength and device spe- cific parameters are calculated, then the recirculating ball type steering the performance anal- ysis is finally complete the design drawings and design specification. Finally, by using the w- ay of modeling drawing to three-dimensional design, from three-dimensional angle reflects the shift The structure and function of device. And part drawing, draw the size of the recircul- ating ball type steering gear assembly drawing parts. Coordination between the various parts, more comprehensively reflect the circulating ball type steering gear structure. The stress anal- ysis show the recirculating ball steering the force.At the end of the article, all the designs of the BJ2020 redirector from the initial selection of structural form to the final layout of the manufacturing process are completed, and the des- ign is up to standard.Keywords:Recirculating ball steering; Process arrangement;Force analysis III目 录摘 要 .IABSTRACT .II1 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 转向器的介绍 .11.3 国外的研究现状 .51.4 国内的研究现状 .51.5 本课题研究的主要内容 .61.6 本章小结 .72 转向器的设计与参数选择 .82.1 转向器的主要使用性能参数 .82.2 主要尺寸参数的选择 .102.3 循环球式转向器的强度校核 .182.4 转向摇臂轴直径的确定 .202.5 本章小结 .213 建模及受力分析 .223.1 二维工程图 .223.2 三维零件图 .243.3 受力分析 .273.4 本章小结 .304 结 论 .31参考文献 .32附录 1：外文翻译 .33附录 2：翻译原文 .37致 谢 .41轻 型 货 车 循 环 球 式 转 向 器 设 计- 1 -1 绪论1.1 课题背景转向器别名转向机、方向机，它在转向系中的地位卓然，是很重要的部件。它的作用不仅能使作用在方向盘上的力传到车轮时变得更大并且还可以改变力的传递方向，所以转向器的设计就显得意义非凡。转向器可根据其结构不同可分为齿轮齿条式、循环球曲柄指销式、蜗杆曲柄指销式、蜗杆滚轮式、循环球-齿条齿扇式等。当根据助力来看时又可分为有助力和无助力二种。其中又根据动力来源的不同可分为气压动力型、液压动力型和电动动力型等多种类型。转向器具有将驾驶员作用在方向盘的手力放大，并且能够使速度变慢之后再传给转向机构。它作为汽车的重要部分，并且它决定了汽车安全性能的优劣，它的质量直接影响了汽车的操纵稳定性，由此它的设计不可忽视。因为循环球式转向器具备传动效率高、工作状态平稳、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，且齿扇与齿条啮合间隙的调整便利易行，这种构造与液力式动力转向液压装置的匹配安装时也极为方便。故本文选用循环球式转向器。1.2 转向器的介绍1.2.1 转向系统的简介转向系统是用来改变或者保持汽车行驶方向的一系列装置。汽车转向系统的最重要的功能就是能按照驾驶员自己的想法去控制汽车的行驶方向。有的转向系统还有助力机构，能够在一定程度上减轻了驾驶员的手力，这种机构对于女性驾驶者则显得很重要。转向器的设计必须满足以下要求：(1)方向盘一定要左置；(2)后轮不可以单独的作为转向轮；(3)不可以使用全动力转向机构；(4)必须有渐进的转向轮的偏转；(5)转向轮必须具备足够的硬度以保证行驶安全；(6)转向系统必须在合理的位置，以确保驾驶员能够方便准确的操作，转向系统不能和其它的装置有干涉；轻 型 货 车 循 环 球 式 转 向 器 设 计- 2 -(7)转向轮能够自动恢复正位，从而确保车轮沿着直线行驶；(8)在后轮做转向轮的时候，具有二根及以上转向车轴的全挂车和具有一根及以上转向车轴的半挂车，以 80kmh 车速行驶时，驾驶员在不做反常修正时，能够保持车轮直线行驶；(9)当所有的助力系统损坏不能正常工作时，必须保证汽车有能够控制行驶方向的能力；(10)当助力装置本身没有独立的辅助独立机构时，一定要具备蓄能器；(11)转向系统的部件安装、设计等必须保证与驾驶员的衣物等物件不会拉扯，且其表面不能有棱角，不能对驾驶员产生伤害；（12）汽车左右转弯时，它的回转角和转向力没有明显差异；（13）以 10km/h 车速转弯且以 12m 的半径前行和转弯时，不带助力的系统要求其转向力不大于 245N，带助力转向但助力转向失去效用的系统，要求其转向力不得大于588N，一般的情况下机动动作时间不得超过 4s，带有助力转向的系统则要求它的助力失效时间不得大于 65s，左右两个方向都必须要进行试验测试。1.2.2 机械转向系操纵机构、机械转向器和转向传动机构三大部分组成了汽车机械式转向系，其具体结构如图 1-1 所示。汽车机械式的动力来源是驾驶员的手力，并且它的所有传动件都是机械的。图 1-1 机械式转向器1转向盘 2转向轴 3转向万向 4转向传动轴 5转向器6转向摇臂 7转向直拉杆 8转向节臂 9左转向节10、12左右梯形臂 11转向横拉杆 13右转向节驾驶员作用在转向盘上面的力通过转向柱传到转向轴，从转向盘到转向传动轴这一部分的零件都属于转向操纵机构。再将力传到直拉杆，再到转向器，转向器在将力传到减速器（图中转向系统无减速器，其位置在转向器旁边），到这里再到转向拉杆，轻 型 货 车 循 环 球 式 转 向 器 设 计- 3 -作用到转向节臂。最后作用在转向轮上，从而使其产生偏转，改变汽车行驶的方向。而转向横拉杆、转向节和转向节臂等零件均属于转向传动机构。（1）转向操纵机构转向操纵机构是由图 1-2 中的方向盘、转向轴、转向管柱等零部件组成的。它主要作用是将驾驶员作用在转向盘的力传给转向器。图 1-2 转向操纵机构（2）转向器 齿轮齿条式转向器由转向齿轮、转向壳体和转向齿条等组成，结构如图 1-3 所示。齿轮齿条式转向器的优点是造价低，结构很简单，体积较小，转向灵敏，可以实现直接带动横拉杆。但是它由于逆效率很高，容易产生打手，令车上的驾驶员精神紧张，不能有很好地驾驶感受，甚至会产生比较致命的后果，所以本文不采用齿轮齿条式转向器。图 1-3 齿轮齿条式转向器齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙，使之具有合适的转向器传动间隙，从而提高转向器寿命，也是这种转向器的优点之一。轻 型 货 车 循 环 球 式 转 向 器 设 计- 4 -循环球式转向器和齿轮齿条式转向器是如今世界社会上用的最多的两种转向器，蜗杆曲柄指销式转向器和蜗杆式转向器这两种则由于各种原因正在逐渐被淘汰掉。循环球式转向器的优点较多，比如效率很高，操纵很方便，布置容易等，特别适合中大型的汽车应用。易于传递驾驶操纵信息，逆效率也很高，和液压操纵机构配合的很不错。循环球式转向器主要是由螺杆、螺母、转向器壳体以及许多的小钢球等部件组成，其所谓的循环球指的就是里面的这些小钢球，它们被放置于螺母与螺杆之间的密闭管路内，经过管道进行无限的循环流动，这些钢球起到将螺母与螺杆之间的滑动摩擦转变为阻力非常小的滚动摩擦的作用，当与方向盘转向管柱固定到一块的螺杆转动起来的时候，螺杆推动螺母进行上下的运动，螺母在通过齿轮来驱动转向摇臂往复摇动从而实现了转向轮的转向。循环球式转向器的传动效率高、工作安稳、牢靠，螺杆及螺母上的螺旋槽是经渗碳、淬火以及切削加工，耐磨性极好、寿命很长。齿扇与齿条啮合间隙的调整便利容易实施，这种结构与液力式动力转向液压装置的匹配布置也极为便利。所以循环球转向器凭借这些优点让其在汽车中得到了比较广泛的应用 1。转向螺杆转动时，通过小钢球将作用力传给了在丝杠上运动的转向螺母，螺母即沿丝杠进行轴向的运动。同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶效果的作用下，所有钢球便会在螺旋管状通道以及管道内滚动，形成循环的“球流”。在转向器工作时，两列钢球只是在各自的封闭流道内循环，不会中途产生脱出。（3）转向系统传动机构转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节上面，转向节再使两侧转向轮发生偏转，且使二个转向轮的偏转角按照一定的关系发生变化，从而确保汽车转向时车轮与地面的相对滑动能够尽可能的小。1.3 国外的研究现状国外对于转向器的研究较早。在韩国 Durkhyun Wuh、Seokchan Yun 、Changsoo Han 3的研究中一个动态模型和控制算法的滚珠丝杠类型 MDPS 系统推导和分析了使用方法离散建模技术。改善转向感觉,动力转向的特点,两个衍生品收益被添加到传统的权力增加控制算法。通过模拟,影响控制增益的转向角增益在频域进行验证。在中心的方向盘回正性和转向力矩相位滞后处理时域测试同时进行。Man Hyung Lee 、Seung Ki Ha 、Ju Yong Choi 、Kang Sup Yoon 4讨论了直流电机加热器调节助力转向系统(EPS)。 轻 型 货 车 循 环 球 式 转 向 器 设 计- 5 -2005 年法国的 Carlos Canudas-de-Wit、 Hubert Bechart、Xavier Claeys、Pietro Dolcini、John-Jairo Martinez 6研究了电子动力转向和辅助离合器同步问题，提出 EPS系统旨在生产相同的汽车转向特性无论大小和重量，路况和轮胎特性;拒绝外部干扰,如道路违规行为和道路状况的变化;PS 系统替代现有的液压转向系统,取代传统的液压动力装置的电子。任意设定预期的优势是潜在的能力反应方向盘转矩特性,并使这些特征符合道路条件。2016 年 Springer 国际版中瑞士的 Chris
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