循环球式动力转向器冲击试验设计.pdf

2 0 1 5 年 8月 第 4 3卷 第 1 6 期 机床与液压 MACHI NE T0OL HYDRAUL I C S Au g 2 0 1 5 Vo 1 43 No 1 6 DOI 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 5 1 6 0 0 3 循环球式动力转向器冲击试验设计 伍颖 崔贵彪 郭龙飞 中国地质大学工程学院 湖北武汉 4 3 0 0 7 4 摘要 分析循环球式动力转向器的工作原理 设计循环球式动力转向器工装夹具和循环球式动力转向器总成安装 应 用电液伺服材料试验机 I N S T R O N 1 2 5 1系统完成了循环球式动力转向器冲击试验及数据监测记录 试验结果表明 该设计 能够完成冲击试验项目 达到试验标准 关键词 循环球式动力转向器 冲击试验 试验设计 中图分类号 U 4 6 3 4 3 5 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 5 1 6 0 0 7 3 De s ig n o f Cir c u l a t in g Ba l l Ty pe Po we r St e e r ing Ge a r I mpa c t Te s t WU Yin g C UI G u ib ia o GUO L o n g f e i F a c u l t y o f E n g in e e r in g C h in a U n iv e r s it y o f G e o s c ie n c e s Wu h a n H u b e i 4 3 0 0 7 4 C h in a A b s t r a c t T h e w o r k i n g p rin c ip l e o f c i r c u l a t i n g b a l l t y p e p o w e r s t e e ri n g g e a r w a s a n a l y z e d t h e j i g a n d a s s e mb l y in s t a l l e d o f c ir c u l a t in g b a l l t y p e p o w e r s t e e ri n g g e a r we r e d e s ig n e d T h e imp a c t t e s t a n d d a t a mo n it o r in g r e c o r d s o f c ir c u l a t in g b a l l t y p e p o we r s t e e ri n g g e a r w e r e c o mp l e t e d wi t h e l e c t r o h y d r a u l i c s e r v o t e s t i n g ma c h in e I NS T RON 1 2 5 1 s y s t e m E x p e ri me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e d e s i g n c a n c o m p l e t e i m p a c t t e s t p r o j e c t a n d r e a c h t h e s t a n d a r d t e s t Ke y wo r d s Ci r c u l a t i n g b a l l t y p e p o we r s t e e r i n g g e ar I mp a c t t e s t E x p e ri me n t d e s i g n 转 向器是转 向系中最重要 的部 件 其作用是增大 转 向盘传到转 向传 动机构 的力和改 变力 的传递 方 向 循环球式转 向器传动效率高 操纵轻便 机械磨损 小 使用寿命长 是 目前国内外应用最广泛的结构型 式之一 据 了解 在全世界 范围内 汽 车循环球式转 向器 占 4 5 左 右 有 继 续 发展之 势 如 日系 公共 汽车 中使用循 环球 式转向器的 比重 由 2 0世 纪 6 0 年 代 占总数的 6 2 5 发展到现今的 1 0 0 大 小型货 车中也大都采用循环球式转向器 微型货车用循环球 式转向器 占6 5 随着车速 的提高 汽车对转 向稳 定性 有更 高的要求 循环球式动力转 向器冲击试验 旨 在测试 转向器对冲击负荷的抵抗能力 1 循环球式动力转向器的结构与机制 循环球 式转 向器主要 由扭杆 螺母 转 向控制 阀 以及许多小钢球等部件组成 循环球式动力转向器是 在循 环 球 式 机 械 转 向 器 的基 础 上 增 加 转 向 助 力 装 置 l 2 J 其主要结构如 图 1 所示 汽车转向器工作时主要受力偶扭转作用 循环球 动力 转 向器利用放置于螺母与螺杆之 间密 闭管路 内循 环往复滚动的小钢球 将螺母螺杆之间的滑动摩擦转 变为阻力较小的滚动摩擦 当与方 向盘转 向管柱 固定 到一起的螺杆转动起 来后 螺 杆推动 螺母 上下 运动 螺母 再通过齿轮来驱动转 向摇臂往复摇动从而实 现转 向 同时 原有转向螺母作为转向油缸的活塞 将转 向器内部分成了两个独立的液压油腔 当驾驶员转动 方向盘时 转向控制阀移动到相应的位置 从而使两 个独立液压油腔 的一腔成为高压油腔 另一腔成为低 压油 腔 形 成 差 压 推 动 转 向 活 塞 辅 助 驾 驶 员 转 向 1 转 向控制 阀 2 一 扭杆 3 一 输入 轴 4 一 活塞 5 一 循环 球 图 1 循环球式动力转 向器结构 组成 2 试验系统 由于试验测量要求精度较高 常规试验设备无法 满足转 向器冲击载荷要求 为确保试 验顺 利且准确地 进行 该 冲击试 验设 计 在电液伺 服材料试 验系 统 I N S T R O N 1 2 5 1 上完成 2 1 试验 机 构 试 验机 由液压 动 力源 主机 负荷 机架 和 电 气控制 台组成 液压动力源主要 由油箱 电机 高压油泵 滤油器 及控制阀管路等组成 是向主机提供液压动力的装置 主机由工作台 横梁