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1、汽车设计课程设计,姓名：席昌钱学号：200924265班级：09车辆工程2班同组者：严炳炎、孔祥生、郑大伟、余鹏、李朋超指导老师：王丰元、奂海涛、邹旭东设计时间：2012.10.15-2012.10.21,重型载货汽车转向系统设计,目录,一、转向系的功能和要求二、转向系分析 三、转向系主要性能参数四、转向器设计计算五、动力转向机构设计六、转向梯形优化设计七、设计总结,一、转向系的功能和要求,1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。2.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。3.转向系的角传动比在2332之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。4.转向灵敏。5.转向器和转向
2、传动机构中应有间隙调整机构。6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。,2.1对转向系的要求(1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便;(2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑;(3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小;(4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态;(5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员.,二、转向系分析,2.2转向操纵机构转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。方向盘直径在380550之间选取，取500mm为了布
3、置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节。（见后图）采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。重型货车转向阻力大，采用动力转向时，还应有转向动力系统。,转向操纵机构示意图,三、机械式转向器方案分析,循环球式转向器的优点：效率高：在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，传动效率可以达到75%85%；使用寿命长：在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的
4、使用寿命；转向器的传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条和齿扇的间隙调整工作容易进行。循环球式转向器主要用于商用车上,2.3转向传动机构,本设计货车采用非独立悬架，因此采用整体式转向梯形机构转向传动机构包括转向臂、转向纵拉杆、转向节臂、转向梯形臂以及转向横拉杆等。转向传动机构用于把转向器输出的力和运动传给左、右转向节并使左、右转向轮按一定关系进行偏转。,2.5转角及最小转弯半径,最小转弯半径：最小能达到汽车轴距的22.5倍，取 =2L=2x（1950+4550+1350）=157000mm=15.7m外转向轮最大转角,三、转向系主要性能参数,式中，a0为蜗杆（或螺杆）的螺线导程角,a0取8，为摩擦
5、角，=arctanf；f为磨擦因数。取f=0.05。,1转向系的效率,2。转向系传动比,转向器的角传动比：转向器的力传动比：,四。转向器设计计算,1转向系计算载荷的确定汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力距式中，f为轮胎和路面见的摩擦因素，一般取0.7；转向轴负荷G=24000（N）;轮胎气压p=0.74（MPa）作用在转向盘上的手力为,2.1转向器设计,1参数的选取 由表7-2选取齿扇齿模数为6.5mm从表7-1可知具体参数如下,1.螺母内径,2.2计算参数,3.1钢球与滚道之间的接触应力,3.循环球式转向器零件强度计算,五、动力转向机构设计,1.1对动力转向机构的选取 整体式动力转向器
6、多用在轿车和前桥载重在15t以下的货车上，本设计的货车的前桥的载重为2.4t,所以采用整体式动力转向器2.液压式动力转向机构的计算2.1动力缸尺寸计算动力缸内径D活塞杆直径,动力缸体壁厚t,六、转向梯形优化设计,建立约束条件时应考虑到：设计变量m及 过小时，会使横拉杆上的转向力过大；当m过大时，将使梯形布置困难，故对m的上、下限及对 的下限应设置约束条件。因 越大，梯形越接近矩形f(x)值就越大，而优化过程是求f(x)的极小值，故可不必对 的上限加以限制。最小传动角约束条件为:优化结果：,七、设计总结,通过本次汽车设计实践课程使我们对汽车设计有更加深刻理解，不仅锻炼了自己动手设计的能力，而且培养了创新理念。在这里要非常感谢老师和学校提供的这次机会. 谢谢！,
