重型货车液压助力转向系统结构设计【4张CAD图纸+毕业论文】

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目录

前言 1

1 汽车主要参数的选择 2

1.1 汽车主要尺寸的确定 2

1.1.1 轴距L 2

1.1.2 前轮距B1和后轮距B2 3

1.1.3 外廓尺寸 4

1.1.4 前悬LF和后悬LR 4

1.2 汽车质量参数的确定 5

1.2.1 整车整备质量 5

1.2.2 汽车的载客量和装载质量 6

1.2.3 质量系数 6

1.2.4 汽车总质量 7

1.2.5 轴荷分配 7

2 转向系的概述及主要性能参数 9

2.1 转向系的概述 9

2.1.1 转向操纵机构 9

2.1.2 转向传动机构 10

2.1.3 转向器 10

2.1.4 转角及最小转弯半径 11

2.1.5 对转向系的要求 13

2.2 转向系主要性能参数 13

2.2.1 转向系的效率 13

2.2.2 转向器的正效率 14

2.2.3 转向器的逆效率 15

2.2.4 角传动比 15

2.2.5 力传动比 16

2.2.6 转向器传动副的传动间隙△t 17

2.2.7 转向盘的总转动圈数 17

3 转向器机械部分的设计与计算 19

3.1 转向器的结构形式选择 19

3.2 转向系计算载荷的确定 20

3.3循环球式转向器设计与计算 20

3.4 循环球式转向器零件强度计算 22

4 动力转向系的设计计算 23

4.1 对动力转向机构的要求 23

4.2 动力转向机构布置方案的选择 23

4.2.1 动力转向形式与结构方案 23

4.2.2 传能介质的选择 24

4.2.3 液压转向加力装置的选择 25

4.2.4 液压转向加力装置转向控制阀的选择 26

4.3 动力缸的设计计算 27

4.3.1 刚径尺寸Dc的计算 27

4.3.2 活塞行程s的计算 29

4.3.3 动力缸缸筒壁厚t的计算 30

4.4 分配阀的参数选择与设计计算 30

4.4.1 预开隙 30

4.4.2 滑阀总移动量 31

4.4.3 局部压力降 31

4.4.4 油液流速的允许值[v] 32

4.4.5 滑阀直径d 32

4.4.6 滑阀在中间位置时的油液流速v 32

4.4.7 分配阀的泄漏量 33

4.5 回位弹簧的预紧力和反作用阀直径的确定 33

4.6 油泵排量与油罐容积的确定 34

4.7 液压动力转向的工作特性 35

5 转向传动机构设计 37

5.1转向传送机构的臂、杆与球销 38

5.2 转向操纵机构的防伤安全措施 39

6 经济技术路线分析………………………………………………….42

7 结论 43

致谢 44

参考文献 45

附录A译文 46

附录B外文文献 51

前言

100多年前，汽车刚刚诞生后不久，其转向操作是模仿马车和自行车的转向方式，用一个操纵杆或手柄来使前轮偏转实现转向的。由于操纵费力且不可靠，以致时常发生车毁人亡的事故。

在20世纪初，汽车已经是一个沉重而又高速疾驰的车辆，充气轮胎代替了实心车轮。由于转向柱直接于转向节连接，所以转动车轮式很费劲的。即使是一个健壮的驾驶员，要控制转向仍然是很劳累的事情。因此，汽车常常冲出路外。于是，降低转向操纵力的问题就变得赐教迫切了。

为了使转向操纵轻便，工程师设计了在转向盘和转向节之间安装齿轮减速机构的转向器。从那时起，转向机构就一直被这样沿用下来。

从1903年开始，助力辅助转向机构不断出现，多数是用在客车上。助力辅助转向机构中，有一些采用真空助力，还有一些是采用压缩空气助力。

1905年出版的《汽车时代》杂志谈到了哥伦比亚汽车的助力转向器。据说这总简单的装置在车速为29公里/小时时，仍能使汽车保持不偏离路线。

1923年，美国底特律市的亨利·马尔斯为了减少蜗轮副和滚动轴之间的接触摩擦力，在两者之间接触处放置滚珠支撑，这就出现了滚珠蜗轮转向器。这种型式的转向器就成为现在大家所熟知的循环球式转向器，目前仍被广泛地应用在美国和日本制造的汽车上。

1928年，弗朗西斯·戴维斯所研制成功并首次应用了液压助力辅助转向器。这种转向器由维克斯公司制造，该公司并制定了此项标准，而后为汽车工业所采纳。第二次世界大战时期，汽车转向虽然采用了转向器，但对其实施操纵仍然不是一键轻松的事。当汽车质量增大、转向费劲时，驾驶员要求能有更好的办法来解决，这才重新推广了一种已经大约有3/4个世纪历史的助力辅助转向器。

1954年，凯迪拉克汽车公司首先把液压助力转向器应用于汽车上，助力专项的历史又回到了以前的道路。

现在，动力转向系统已成为一些轿车的标准设置，全世界约有一半的轿车采用动力转向。随着汽车电子技术的发展，目前一些轿车已经使用电动助力转向器，使汽车的经济性、动力性和机动性都有所提高。

1 汽车主要参数的选择

1.1 汽车主要尺寸的确定

汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接近角、离去角、最小离地间隙等，如图1-1所示。

图1-1 汽车的主要参数尺寸

Fig 1-1 The main parameters of vehicle size 

1.1.1 轴距L

轴距L的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。轴距短一些，汽车总长、质量、最小转弯半径和纵向通过半径就小一些。但轴距过短也会带来一系列问题，例如车厢长度不足或后悬过长；汽车行驶时其纵向角振动过大；汽车加速、制动或上坡时轴荷转移过大而导致其制动性和操纵稳定性变坏；万向节传动的夹角过大等。因此，在选择轴距时应综合考虑对有关方面的影响。当然，在满足所设计汽车的车厢尺寸、轴荷分配、主要性能和整体布置等要求的前提下，将轴距设计得短一些为好。