目录 第1章绪论（1） 第2章转向系的的参数设计（4） 第2.1节转向器的效率（4） 第2.2节转向系传动比及其变化特性（6） 第2.3节转向系计算载荷的确定（7） 第3章循环球式转向器的设计（8） 第3．1节主要尺寸参数的选择（8） 第3.2节循环球式转向器零件强度计算（11） 第4章车辆转向机构设计和分析（15） 第4．1节车辆转向机构设计（15） 第4.2车辆转向机构分析（18） 第5章汽车转向系统各部分结构和作用（22） 第5．1节悬架配用的转向传动机构以及作用（22） 第5．2节助力转向器（25） 第6章汽车转向系统常见故障分析及处理方法（28） 第7章结论（30） 参考文献（31） 致谢（32） 转向系是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系。 转向系一般由转向操纵机构、转向器和转向机构三部分组成。操纵机构就是所谓的方向盘，当转动方向盘时，转向轴和蜗杆随着转动，滚动与蜗杆啮合上下移动，使转向摇臂摆动，推动直拉杆前后移动。于是转动节以转向主销为中心，带动一侧前轮偏转，达到控制车辆转向的目的。 转向器又分为传统纯机械式和助力式。目前使用较多的是机械式转向器，不过近年来电动、电控动力转向器已得到较快发展，不久的将来可以转入商品装车使用。电控动力转向可以实现在各种行驶条件下转动转向盘的力都轻便。 机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。 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。不满足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位置，并稳定行驶。 （3)汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。 （4)转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最校 （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校 （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，保证转向盘与转向轮转动方向一致。 正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2．5倍。通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。没有装置动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50100N；有动力转向时，此力在2050N。当货车从直线行驶状态，以10km／H速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶，且路面干燥，若转向系内没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N；有动力转向器时，不得超过120N。轿车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2．0圈，货车则要求不超过3．0圈[1]。 功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率，用符号 η+表示，η+=(P1-P2)／Pl；反之称为逆效率，用符号η-表示，η- =(P3-P2)／P3,式中，P2为转向器中的摩擦功率；P3为作用在转向摇臂轴上的功率。为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高。为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有一定的逆效率。为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之间的作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手又要求此逆效率尽可能低。 （1）理论计算 ○1转向器的正效率η+ 影响转向器正效率的因素有：转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。 转向器类型、结构特点与效率。 在前述四种转向器中，齿轮齿条式、循环球式转向器的正效率比较高，而蜗杆指销式特别是固定销和蜗杆滚轮式转向器的正效率要明显的低些。 同一类型转向器，因结构不同效率也不一样。如蜗杆滚轮式转向器的滚轮与支持轴之间的轴承可以选用滚针轴承、圆锥滚子轴承和球轴承等三种结构之一。第一种结构除滚轮与滚针之间有摩擦损失外，滚轮侧翼与垫片之间还存在滑动摩擦损失，故这种转向器的效率仅有54％。另外两种结构的转向器效率，根据试验结果分别为70％和75％。 转向摇臂轴轴承的形式对效率也有影响，用滚针轴承比用滑动轴承可使正或逆效率提高约10％。 转向器的结构参数与效率 如果忽略轴承和其它地方的摩擦损失，只考虑啮合副的摩擦损失，对于蜗杆和螺杆类转向器，其效率可用下式计算 （2.1） 式(2.1)中，为蜗杆的螺线导程角，为摩擦角， =arcta
nf，f为摩擦因数。 ○2转向器逆效率η- 根据逆效率大小不同，转向器又有可逆式、极限可逆式和不可逆式之分。 路面作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向盘，这种逆效率较高的转向器属于可逆式。它能保证转向后，转向轮和转向盘自动回正。这既减轻了驾驶员的疲劳，又提高了行驶安全性。但是，在不平路面上行驶时，车轮受到的冲击力，能大部分传至转向盘，造成驾驶员“打手”，使之精神状态紧张，如果长时间在不平路面上行驶，易使驾驶员疲劳，影响安全驾驶。属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。 不可逆式转向器，是指车轮受到的冲击力不能传到转向盘的转向器。该冲击力由转向传动机构的零件承受，因而这些零件容易损坏。同时，它既不能保证车轮自动回正，驾驶员又缺乏路面感觉；因此，现代汽车不采用这种转向器。 极限可逆式转向器介于上述两者之间。在车轮受到冲击力作用时，此力只有较小一部分传至转向盘。它的逆效率较低，在不平路面上行驶时，驾驶员并不十分紧张，同时转向传动机构的零件所承受的冲击力也比不可逆式转向器要校