【重型载货汽车液压助力转向系统的设计计算案例2900字】

重型载货汽车液压助力转向系统的设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u17659重型载货汽车液压助力转向系统的设计计算案例 148291.1机械转向系统 1275571.1.1转向操纵机构 1229691.1.2转向传动机构 1100261.1.3转向器 2135651.1.4转角及最小转弯半径 2126691.2动力转向系统 3288651.3转向系的效率 4247341.3.1转向器的正效率 4256581.3.2转向器的逆效率 528761.4角传动比 6159781.5力传动比 71.1机械转向系统机械式转向系统的主要转向能量的来源绝对多数就是汽车的驾驶员本身，并且将汽车驱动力传递给汽车的各种机械装置都是完全机械化的，主要结构组成大致可以分为三个方面，分别被称为汽车的转向操纵机构和转向器以及汽车的各种转向传动机构。1.1.1转向操纵机构转向操纵机构的主要零件大致可分为三种，它们分别是汽车的转向盘和转向轴及汽车转向管柱的许多零部件；在司机转动方向盘的时刻，也可以把操作机构当作让车辆进行转向的一个相关部件。有时为了减小附加载荷和提高汽车的安全性，可以把万向节加装在其中。它的作用主要是可以让驾驶员的力量从转向盘传递到转向器，以便驾驶员来操纵汽车的行驶方向。1.1.2转向传动机构转向传动机构的重要零件大致可分为三种，分别是转向摇臂和转向梯形以及直拉杆等其他零件。转向传动机构的作用就是把由于转向器所产生的驱动力和运行速度传递到一个转向节上并使得转向轮发生偏移，用来确保滑动尽量小。1.1.3转向器转向器的功能就是通过改变动力传递的方向而让汽车发生转向以及对汽车转向的力矩和汽车的转向角进行合理的减速或者增矩，并减小转向轮和路面之间产生的转向阻力。机械式转向器本身就是一种可以通过若干零件让汽车司机对转向盘转动的扭矩转换成对于转向摇臂摆动的一种机械，且可以依照某个具体的角转动比和力转动比来进行传递的机构[5]。转向器比较常见的有两种，分别是循环球式和齿轮齿条式。1.1.4转角及最小转弯半径常用最小的转弯半径为标准来判断一辆汽车的机动性能，但是一辆汽车的机动性应该有另外两个要求予以保障。即首先左、右转向轮之间在最大转角时前外轮的转弯角度至少应是轴距的2~1.5倍之内；其次，如果是为了一辆轿车去选择的角传动比的话，要选择不大于1.8圈的转向系，要是货车则以不超出3.0圈为标准。假如两轴驱动的汽车在路面上以一定速度进行转向之时，不能充分考虑到传动至两侧轮胎的一种侧向偏离现象，那对于一个能够充分地满足以上对两个必要条件的一种转向传动体系；假如在图2-1所示的内、外部两个转向轮处于的一种理想转角关系之下，可以用下式表示：cosθ式中：θ0—θi—K—地面交点与主销中心线的距离；L—轴距而转向梯形则可以确保内、外两个转向轮的旋转角度之间能够得到合理地匹配。图2-1内、外转向轮转角之间的理想关系往往在汽车转向的过程之中，只有内、外两个转向轮之间的转角会产生一些小小的变化。如果车辆的转向轮能在最大转角的条件下行驶同时低速转弯的话，那么汽车前外轮就会与地面接触点的轨迹形成一个圆周，这个所形成的圆周半径就被叫做最小转弯半径。可按照下式来进行计算：Rmin通常θimax为35º～40º，为了减小Rmin值，θ根据对车辆整车设计进行的车辆总体规划设计布置，运用阿克曼原理的汽车设计分析方法，绘制了一个直接影响车辆是否具有行驶通过性的最小转弯直径的设计示意图，得出了一个关于车辆的设计理论最小转弯直径数值为14.2m,满足了车辆设计的指标不大于17m的基本技术性能要求。证明了所设计的汽车具有良好的行驶通过性，并且汽车能够顺利地通过狭窄的路面。1.2动力转向系统一般的工况下，汽车进行转向时所需动力的很大部分都是由动力转向装置来驱动和提供的，所以这个动力转向系统也可以说就是一个加力装置；如果这个动力转向装置停止运行或者失效的话，还是可以让驾驶员自己独立地进行汽车的机械转向。电动助力转向则是指利用汽车上的一个直流电源驱动助力式的电动机来对转向控制系统进行辅助助力；目前主要采用的是乘用车转向系统，重型载货车的汽车前桥承受负荷较大，鉴于汽车发动机的能量和输出功率，电机能够为其提供的转向辅助力已经远远不能够完全满足重载货物转向的应用需求，所以目前在重型载货车上纯电动和重载转向尚未完全能够实现或得到普遍的综合应用[6]。1.3转向系的效率我们一般把转向器的效率η和转向运行中操纵机构的效率·之间的乘积称之为转向系的效率η0，即：η0转向器的转动效率η一般可分为两种，分别是正效率η+和对于反转动方向的逆效率η−两个大部分。假如一个功率P1=P1−P2P式中，P1——P2——反之则被我们统称为逆方向的效率。−=P3−P式中，P2——转向器中的摩擦功率；P3——在转向摇臂轴上的功率。1.3.1转向器的正效率影响汽车转向器正效率的主要影响因素很多，一般都可以划分为三种，分别是汽车转向器的各种类型及其结构性能的特点以及各种结构参数和生产制造质量等等，这些都被认为是一个可以直接影响到汽车转向器正效率的主要因素。假如我们真的选择使用了蜗杆或者说像是螺杆这样一种类型的转向器，在我们在计算它的正效率之时，就可以忽略它的结构所引起的摩擦应力损失，比如轴承和其他的一些连接部位，而去主要考虑与啮合副或其他零件的摩擦损失时，可用下式来进行计算:η+=tanα0式中，α0——螺线导程角，取8f——摩擦系数，取0.03ρ——摩擦角，ρ=arctanf=arctan0.03=1.718。1.3.2转向器的逆效率逆传动效率指的是由驱动转向轴和转向传动机构所产生输入功率和经过转向轴传输的输出功率而分别得到的两种工况下所可以求得的转向传动效率。因为这种转向器逆效率很高，所以称为可逆型转向器。在汽车行驶的过程中，路面会有作用力传给转向轴和转向传动机构，然后它可以把这些相互反作用力直接传给转向轴和转向盘，这虽然是有利于转向盘与转向轮的自动回正，但也会把糟糕的路面对于汽车车轮的冲击作用力传递给转向盘，造成“打手”的情况。一般用在汽车、客运和货车上。如果主要目的是考虑到与啮合副作用之间的直接摩擦，而忽略了其他连接部位和啮合轴承之间存在的摩擦损失，那么我们可以用下式来较为准确的计算转向器的逆效率：η−1.4角传动比角转向传动之比主要类型有三种，它们分别是转向系的角转向传动比和转向器驱动齿轮的角传动比以及转向传动机构之间的角传动之比。其中关系可用公式2-8来表达i0w=式中i0w——iw——iω——Δφ——Δβ——Δθ——在我们进行重型货车转向动力传动机构的总体设计和结构布置时，我们一般都会考虑选择一个采用在中间纵向位置的转向传动摇臂和节臂，与中间纵向的拉杆一般是垂直的(见图2-2)。所以，转向传动机构的角传动比也通常用下式表达=l式中l1——l3——图2-2转向系简图（a）匹配非独立悬架；（b）匹配独立悬架；我们在选择汽车转向传动机构的角传动比之时一般在0.85~1.1之间内选取，可取1。如果是一辆乘用汽车，那么在选择汽车转向器的角传动比之时一般在之间内选取；而商用车会在之间选取[7-8]。1.5力传动比我们通常把车轮驱动转向的两侧阻力转向力矩之和与汽车转向传动摇臂的力矩之间的比值