吉利微型车转向系设计
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转向器装配图A0.dwg
转向器齿条零件图A2.dwg
转向器齿轮轴零件图A2.dwg
转向横拉杆零件图A2.dwg
转向盘零件图A2.dwg
转向系整体图A0.dwg
转向节臂零件图A2.dwg
转向节零件图A1.dwg
过程管理封皮.doc
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目 录
摘要 ………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract …………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 绪论 ……………………………………………………………………1
1.1 转向系设计的目的及意义 ………………………………………………1
1.2 转向系的发展现状 ………………………………………………………2
1.3 设计的主要内容 …………………………………………………………7
第2章 转向系的方案设计 …………………………………………………8
2.1 汽车转向系的功用和设计要求……………………………………………8
2.2 主要参数的确定 …………………………………………………………9
2.3 转向器形式的选择 ………………………………………………………9
2.3.1 机械转向系组成及其功用 ………………………………………9
2.3.2 动力转向系组成及其功用 ………………………………………10
2.3.3 转向系统选择 ……………………………………………………10
2.4 机械式转向器的类型选择 ………………………………………………11
2.4.1 齿轮齿条式转向器 ………………………………………………11
2.4.2 循环球式转向器 …………………………………………………12
2.4.3 蜗杆滚轮式转向器 ………………………………………………13
2.5 本章小结 …………………………………………………………………13
第3章 机械式转向系总体设计 ……………………………………………14
3.1 转向系的主要性能参数 …………………………………………………14
3.1.1 转向系的效率 ……………………………………………………14
3.1.2 转向系传动比 ……………………………………………………15
3.1.3 转向器的传动副的间隙特性 ……………………………………16
3.1.4 转向盘的总转动圈数 ……………………………………………17
3.1.5 转向盘的选择 ……………………………………………………17
3.2 机械式转向器总体布置 …………………………………………………19
3.3 本章小结 …………………………………………………………………20
第4章 齿轮齿条转向器的结构设计 ……………………………………21
4.1 转向器齿轮的设计 ……………………………………………………21
4.2 转向器齿条的设计 ……………………………………………………22
4.3 转向器齿轮齿条的强度校核 …………………………………………23
4.4 本章小结 ………………………………………………………………25
第5章 转向操纵机构的布置形式 …………………………………………26
5.1 转向操纵机构的功用和组成 …………………………………………26
5.2 安全式转向柱 …………………………………………………………27
5.3 可调节式转向柱 ………………………………………………………31
5.4 万向节 …………………………………………………………………33
5.5 转向操纵机构的布置方案 ……………………………………………34
5.6 本章小结 ………………………………………………………………34
第6章 转向传动机构的布置形式 …………………………………………35
6.1 转向传动机构的功用 …………………………………………………35
6.2 转向传动机构的组成及构造 …………………………………………35
6.2.1 与非独立悬架配用的转向传动机构 …………………………35
6.2.2 与独立悬架配用的转向传动机构 ……………………………39
6.3 转向节 ………………………………………………………………41
6.3.1转向节简介 …………………………………………………………41
6.3.2主销后倾角γ ………………………………………………………42
6.3.3主销内倾角β ………………………………………………………42
6.3.4转向节轴的选择 …………………………………………………43
6.3.5转向节的参数 ……………………………………………………43
6.4本章小结 …………………………………………………………………43
结论 ……………………………………………………………………………44
参考文献 ………………………………………………………………………45
致谢 ……………………………………………………………………………46
摘 要
在汽车行驶中，转向运动是最基本的运动。我们通过方向盘来操纵和控制汽车的行驶方向，从而实现自己的行驶意图。在现代汽车上，转向系统是必不可少的最基本的系统之一，它也是决定汽车主动安全性的关键总成，如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车厂家和科研机构的重要课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同的驾驶人群，汽车的操纵性设计显得尤为重要。
本文主要介绍汽车转向系的组成和作用，并且采用相关数据进行设计机械式转向系统的设计，考虑各种机械转向器的利弊进行分析和计算设计相应的转向操纵和转向传动机构。
首先，根据给定车型确定主要参数并确定转向器形式及类型；其次，进行转向系的总体设计；再次，进行转向器的结构设计并根据使用要求进行校核；最后，针对设计的转向器确定转向操纵机构及转向传动机构的选择及设计。
关键词:转向系统；转向器；齿轮齿条；转向梯形；转向节；转向节臂
ABSTRACT
Changing to motion in running in the automobile, is the most fundamental motion. We pass the intention and controlling automobile direction running , running realizing self thereby to come to control the steering wheel. On Hyundai Motor, changing to system is one of essential the most fundamental system , it is also the assembly deciding active security of automobile key, characteristic property how to design the automobile vergence, the automobile has a messenger fine control a function , be every automobile manufacturer and important institution for scientific research problem all the time. The personnel who high speed-rization , drives especially in the vehicle is not occupation-rization, vehicle stream concentrated -rization today, nature designs that specifically for still more different driving crowd , the automobile controlling appearing especially important.
The automobile the main body of a book is introduced mainly changes to the composition and effect being , the advantages and disadvantages adopt the relevance data to carry out the implement designing that machinery style changes to systematic design , thinking that various machinery gets lost carries out analysis and calculates the organization designing that corresponding vergence controls and changes to drive and.
First, according to a given model and determine the main parameters determining the form and type of steering gear; Secondly, the overall design of the steering system; again, the structural design of the steering gear and in accordance with the requirements of verification; Finally, the design of the steering Determine the steering control mechanism and the steering linkage of the selection and design.
Key words:Steering system；Steering gear；Rack and pinion；Steering trapezoidal；Steering knuckle；Steering knuckle arm
第1章 绪 论
1.1 汽车转向系设计的目的及意义
汽车在行驶过程中，为了适应各种道路情况和行驶条件，经常需要改变行驶方向或修正行驶方向，如转向、超车和避让等。因此，转向系对汽车行驶的适应性、安全性都具有重要的意义，转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性。如何设计汽车的转向系统，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车厂家和科研机构的重要课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同的驾驶人群，汽车的操纵性设计显得尤为重要。
线控转向系统还存在着可靠性的问题，目前欧洲汽车法规还要求驾驶员与转向车轮之间必须有机械连接，而闲空转向系统作为一个还不成熟的技术目前还不能有足够的证据证明其可靠性。其次，线控转向系统还需要在可靠性与成本之间做出较好的平衡；线控转向还将与其它的汽车电气系统通过CAN总线连接在中央控制器上，由中央控制器统一协调控制汽车的运用，从而实现汽车电气的一体化和智能化；
总之，线控转向在EPS的基础上，将转向系统的发展又推进了一步，它将为实现汽车智能化驾驶提供技术支持。
1.3 设计的主要内容
根据题目确定转向器的结构形式，并进行转向器及转向梯形的结构设计，转向器的结构强度校核，及相应的转向传动机构、转向操纵机构的布置。
第2章 转向系的方案设计
2.1 汽车转向系的功用和设计要求
汽车在行驶过程中，为了适应各种道路情况和行驶条件，经常需要经常改变行驶方向。改变行驶方向的方法是通过转向轮（一般是前轮）相对于汽车纵轴线偏转一定角度实现的[5]。汽车在直线行驶时，转向轮也往往受到路面侧向干扰力的作用自动偏转而改变行驶方向。因此，驾驶员需要通过一套机构随时改变或恢复汽车行驶方向。该套专设机构既为汽车的转向系统。
汽车转向系的作用是保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶中，保证各转向轮之间有协调的转角关系。保证汽车在行驶中能按驾驶员的操纵要求，适时地改变行驶方向，并能在受到路面干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，共同保持汽车稳定地直线行驶。转向系对汽车行驶的适应性、安全性都具有重要的意义。
对转向系提出的要求有：
（1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满组这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。
（2）汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶的位置，并稳定行驶。
（3）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。
（4）转向传动机构和悬架导向装置共同作用时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。
（5）保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。
（6）操纵轻便。
（7）转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。
（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）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员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。
（11）方向盘左置。
（12）不得装用全动力转向机构。
（13）当汽车前行向左或向右转弯时，转向盘向左向右的回转角和转向力不能有显著的差别。
（14）转向器应有合适的角传动比，既能使转向省力，减轻驾驶员的劳动强度，又能使驾驶员转动转向盘时，转向轮应立即获得相应的偏转角，且转向盘转动的总圈数不能太多。
2.2 主要参数的确定
根据指导教师给出的题目及设计要求，将选用吉利熊猫2010款1.3L型的数据作为本次设计的基础数据，主要参数为：
整车质量：985kg
最小转弯直径：9.5m 最小转弯半径：4.75m
车长：3598mm 车宽：1630mm
车高：1465mm 轴距：2340mm
最小离地间隙：121mm
最大功率：63/6000 kw/rpm 最大扭矩：110/5200 N·m/rpm
前轮胎规格：165/60R14 后轮胎规格：165/60R14
前/后轮距：1420/1410mm 最高车速：145km/h
2.3 转向器形式的选择
汽车行驶过程中，经常需要改变行驶方向，即所谓的转向，这就需要有一套能够按照司机意志使汽车转向的机构，它将司机转动方向盘的动作转变为车轮的偏转动作。
汽车的转向系根据其转向能源的不同，可分为机械式转向系和动力式转向系。
2.3.1机械转向系组成及其功用
机械式转向系是依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和一系列的杆件传递到转向轮使其偏转的，其中所有传力件都是机械的。汽车转向时，驾驶员作用于转向盘上的力经转向柱传至转向器，将转向力放大后，再通过转向传动机构的传递，推动转向轮偏转，使汽车改变行驶方向。
普通的转向系统建立在机械转向的基础上，机械转向系由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三大部分组成[6]。其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动(严格讲是近似直线运动)的机构，是转向系的核心部件。机械式转向系根据机械式转向器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。转向传动机构的功用是将转向器输出的力传给转向轮，且使二转向轮偏转角按一定的关系变化，以实现汽车顺利转向。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，使两侧转向轮偏转，并使两轮向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小。转向传动机构 汽车转向系统是用于改变或保持汽车行驶方向的专门机构。其作用是使汽车在行驶过程中能按照驾驶员的操纵要求而适时地改变其行驶方向，并在受到路面传来偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。因此转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性。
本文主要是对汽车转向系统进行设计，对所设计的微型车转向器、转向传动机构、转向操纵机构进行说明，对汽车转向系统作简单介绍，对其分类说明及其功用简单介绍。完成了以下任务：
(1) 确定转向器具体类型；
(2) 确定转向器布置形式；
(3) 完成转向器的设计、计算及校核；
(4) 选择相应的转向操纵机构和转向传动机构
通过对本文的撰写使我对汽车转向系统有了更深入的了解，对以后从事本专业工作有很大的帮助。
参考文献
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