小型汽车液压助力转向系统设计【10张CAD图纸+毕业论文】

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摘  要

汽车在安全性、舒适性以及稳定方面更加受到人们的重视，汽车转向系统的性能关乎汽车的稳定性和安全性，助力转向是帮助驾驶员做汽车方向调整，能够让驾驶员轻松的使用方向盘打方向，降低了驾驶员的工作量，对减轻疲劳驾驶有很大的帮助。 

全篇首先介绍了传统的汽车助力转向系统的发展历史，然后是传统的液压助力转向系统的工作原理，接着介绍了控制流量式液压助力转向系统，在根据液压系统图与控制方式方面实现转向助力系统的设计。本文在液压控制方面与机械系统方面都对助力转向控制进行了分析，对齿轮齿条式液压动力转向机构重点进行了分析与设计。

关键字：汽车;  助力转向;  液压系统;  机械结构

Abstract

The car in the safety, comfort and stability are more and more attention by people, the vehicle steering system performance is one of the important indexes, the stability and safety of automobile power steering, as the name suggests, is to assist the driver to adjust for the direction of vehicle, reduce the force strength of the steering wheel for the driver, reducing driver workload, there is great help to alleviate fatigue driving.

This paper firstly introduces the development process of automobile power steering system, the working principle of the system and the traditional hydraulic power steering, and on this basis, put forward to control the flow of hydraulic power steering system in this paper, according to the design diagram and control mode of hydraulic system to realize the power steering system aspects. In this paper, in the hydraulic control and mechanical system aspects of power steering control are analyzed, on the rack and pinion steering mechanism is analyzed and design.

Keywords: automobile;  steering;  hydraulic system;  mechanical structure

目 录

1绪 论 1

2液压助力布置方案的拟定 1

2.1转向系的功用与要求 1

2.2转向器方案分析 2

3  液压助力转向机构布置方案分析 2

3.1动力转向机构布置方案 2

3.2动力转向器结构形式的选择 4

3.3分配阀的结构方案 4

4液压系统方案分析 4

4.1常用转向液压系统工作原理 4

4.2系统设计工作原理 5

5 转向器输出力矩的确定 6

6 轴的设计计算及校核 6

6.1 转向摇臂轴（即齿形齿扇轴）的设计计算 6

6.1.1材料的选择 6

6.1.2结构设计 6

6.1.3轴的设计计算 7

6.2 螺杆轴设计计算及主要零件的校核 10

6.2.1材料选择 10

6.2.2结构设计 10

6.2.3轴的设计计算 10

6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 12

7 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 13

7.1 齿轮齿条式转向器结构分析 13

7.2 参考数据的确定 18

7.3 转向轮侧偏角计算 18

7.4 转向器参数选取 19

7.5 选择齿轮齿条材料 20

7.6 强度校核 20

7.7 齿轮齿条的基本参数如下表所示 21

7.8 齿轮轴的结构设计 21

8结  论 22

参考文献 23

致  谢 24

1绪 论

随着中国经济的快速发展，我国的汽车产业有着快速的成长，据我国相关部门统计，截至2007年9月底，轿车的销量数量已经超过400万辆，同比增长40%。在2006年11月的北京车展上，许多国内自主品牌纷纷亮相，比如长城、奇瑞、吉利等。在这场国际汽车展中，我国汽车在外观、设计风格、技术和品质上，都令人吃惊，但和国外有着近百年发展历史的国外汽车工业相比，我们的汽车在行车性能和舒适体验方面仍有不小差距。

汽车工业是我国的主要产业，在我国的经济中有着重要的地位，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。就现在来说，汽车已经成为先进材料、电子科技等学科的产物。汽车转向系统也随着汽车工业的飞速发展而发展。

2液压助力布置方案的拟定

2.1转向系的功用与要求

转向系统简单来说就是用来改变汽车的行驶方向的，它的组成包含转向器和转向传动装置两大部分。

根据转向系的工作特点，对其提出如下要求：

1.工作可靠。汽车行驶的安全性与转向系有很大关系，所以汽车的零件需要有足够的抗磨损能力，适当的刚度、强度和足够的寿命。

2.操纵轻便，这其中包含三方面内容：

(l)汽车改变方向时作用在方向盘上的手力要小，一般最大极限值是：

小客车

中型载重车

重型载重车

可以采用增加转向传动装置的力传动比或转向加力器等这些方法都是减小方向盘手力的有效手段。

(2)汽车在拐弯的时候，方向盘的回转圈数要少。当汽车转最大弯时，方向盘的旋转圈数不能超过2.5圈。因此转向系的角传动比不宜太大。

(3)汽车在保持直线行驶时，方向盘要稳定，不能有抖动和摆动。这就需要转向系在整车布置上与其他系统相适应；汽车在转弯后，方向盘可以自己回正，说明转向器有一定的可逆性，而且要准确的选择前轮定位角。

3.汽车在转弯时要保证其车轮是纯粹的滚动而不能出现滑动现象。

4.尽量避免过大的车轮转向力传到方向盘上，而且需要驾驶员有正确的道路感觉。从而要求适当地控制转向器的可逆程度。

5.转向系的调整应尽量少而简单。

2.2转向器方案分析

汽车用途可以决定选用哪种效率特性的转向器，转向器和转向系的设计方案有关系。经常行驶在好路面上的轿车和市内用客车，可以采用正效率较高的、可逆程度大的转向器。

综上最后本次设计选定循环球式转向器。