毕业设计 - 汽车 - 转向系统（广东工业大学）

广东工业大学 汽车前轮转向系统的设计

转向盘总圈数为3.48圈，也就是说输入角从0°~27.3°变化时，转向盘转向圈数为1.74圈。齿条所移动的长度为

l=?d?1.74?102.62mm （5.10）

所以如下图5.11所示梯形臂在前后变化所带动横拉杆所的轨迹长度也要控制在102.62左右。才比较符合传动比的要求。不至于得出来的结果跟初选传动比相差太大而影响齿轮齿条转向器的设计。

图5.11

当l=102.62时。计算得，m=198.66mm，当转向梯形臂长m取200mm附近数值时，较符合初始传动比选择条件。所以用Matlab就初始角为66°~68°的范围内，臂长为180mm~210mm范围内作以下表5.1比较

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表5.1 臂长m 初始角度?取值不同对应的标准差平均值

臂长m 210 210 210 200 200 200 190 190 190 180 180 180

初始角度? 66 67 68 66 67 68 66 67 68 66 67 68

标准差平均值P(x) 0.0035 0.0029 0.0033 0.0032 0.0028 0.0033 0.0032 0.0028 0.0032 0.0032 0.0027 0.0031

综合考虑，取m=200mm，?=67°时 平均标准差值为0.0028。 总体误差值

??0.0028?180=0.012 =1.2% 其实际曲线与期望曲线拟合如下图所示。

2???27.3

图5.12 臂长m=180mm 梯形初始角γ=67°

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5.5 转向传动机构的设计

转向传动机构的任务是将转向器输出端的摆动转变为左、右转向车轮绕其转向主销的偏转，并使它们偏转到绕同一瞬时转向中心的不同轨迹圆上，实现车轮无滑动地滚动转向。为了使左、右转向车轮偏转角之间的关系能满足这一汽车转向运动学的要求，则要由转向传动机构中的转向梯形机构的精确设计来保证[11]。 5.5.1 转向传送机构的臂、杆与球销

转向传动机构的杆件应选用刚性好、质量小的20、30或35号钢的无缝钢管制造，其沿长度方向的外形可根据总布置的需要确定[12]。

转向传动机构的各元件间采用球形铰接，球形铰接的主要特点是能够消除由于铰接处的表而磨损而产生的间隙，也能满足两铰接件间复杂的相对运动。在现代球形铰接的结构中均是用弹簧将球头与衬垫压紧。而且应采用有效结构措施保持住润滑材料及防止灰尘污物进入。

球销与衬垫均采用低碳合金钢如12CrNi3A，18MnTi，或20CrN制造，工作表面经渗碳淬火处理，渗碳层深1.5～3.0mm，表面硬度HRC 56～63。允许采用中碳钢40或45制造并经高频淬火处理，球销的过渡圆角处则用滚压工艺增强。球形铰接的壳体则用钢35或40制造。 5.5.2 转向横拉杆及其端部

转向横拉杆与梯形转向杆系的相似。球头销通过螺纹与齿条连接。当这些球头销依制造厂的规范拧紧时，在球头销上就作用了一个预载荷。防尘套夹在转向器两侧的壳体和转向横拉杆上，这些防尘套阻止杂物进入球销及齿条中。

转向横拉杆端部与外端用螺纹联接。这些端部与梯形转向杆系的相似。侧面螺母将横拉杆外端与横拉杆锁紧。

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图4.4 转向横拉杆外接头

1—横拉杆 2—锁紧螺母 3—外接头壳体 4—球头销 5—六角开槽螺母 6—球碗 7—端盖 8—

梯形臂 9—开口销

表5.2 转向横拉杆及接头的尺寸设计参数

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 项目 横拉杆总长 横拉杆直径 螺纹长度 外接头总长 球头销总长 球头销螺纹公称直径 外接头螺纹公称直径 转向梯形臂 符号 尺寸参数(mm) 330 18 25 108 62 M10×1 M12×1.5 200 La ?LaLM LW LQXdqxdwm

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