转向系的角传动比由转向器角传动比和转向传动机构角传动比组成，即转向器的角传动比转向传动机构的角传动比力传动比与转向系角传动比的关系转向阻力与转向阻力矩的关系式作用在转向盘上的手力与作用在转向盘上的力矩的关系式将式式代入后得到如果忽略磨擦损失，根据能量守恒原理，可用下式表示将式代入式后得到当和不变时，力传动比越大，虽然转向越轻，但也越大，表明转向不灵敏。转向器角传动比的选择转向器角传动比可以设计成减小增大或保持不变的。影响选取角传动比变化规律的主要因素是转向轴负荷大小和对汽车机动能力的要求。若转向轴负荷小或采用动力转向的汽车，不存在转向沉重问题，应取较小的转向器角传动比，以提高汽车的机动能力。若转向轴负荷大，汽车低速急转弯时的操纵轻便性问题突出，应选用大些的转向器角传动比。汽车以较高车速转向行驶时，要求转向轮反应灵敏，转向器角传动比应当小些。汽车高速直线行驶时，转向盘在中间位置的转向器角传动比不宜过小。否则转向过分敏感，使驾驶员精确控制转向轮的运动有困难。转向器角传动比变化曲线应选用大致呈中间小两端大些的下凹形曲线，如图所示。图转向器角传动比变化特性曲线转向器传动副的传动间隙传动间隙是指各种转向器中传动副之间的间隙。该间隙随转向盘转角的大小不同而改变，并把这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性图。研究该特性的意义在于它与直线行驶的稳定性和转向器的使用寿命有关。传动副的传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置时要极小，最好无间隙。若转向器传动副存在传动间隙，旦转向轮受到侧向力作用，车轮将偏离原行驶位置，使汽车失去稳定。传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度要比两端快。在中间附近位置因磨损造成的间隙过大时，必须经调整消除该处间隙。为此，传动副传动间隙特性应当设计成图所示的逐渐加大的形状。图转向器传动副传动间隙特性转向器传动副传动间隙特性图中曲线表明转向器在磨损前的间隙变化特性曲线表明使用并磨损后的间隙变化特性，并且在中间位置处已出现较大间隙曲线表明调整后并消除中间位置处间隙的转向器传动间隙变化特性。转向盘的总转动圈数转向盘从个极端位置转到另个极端位置时所转过的圈数称为转向盘的总转动圈数。它与转向轮的最大转角及转向系的角传动比有关，并影响转向的操纵轻便性和灵敏性。轿车转向盘的总转动圈数较少，般约在圈以内货车般不宜超过圈。第五章机械式转向器方案分析及设计齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器由与转向轴做成体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成体的齿条组成。与其他形式的转向器比较，齿轮齿条式转向器最主要的优点是结构简单紧凑壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小传动效率高达齿轮与齿条之间因磨损出现间隙以后，利用装在齿条背部靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧。能自动消除齿间间隙，这不仅可以提高转向系统的刚度。还可以防止工作时产生冲击和噪声转向器占用的体积小没有转向摇臂和直拉杆，所以转向轮转角可以增大制造成本低。齿轮齿条式转向器的主要缺点是因逆效率高，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间冲击力的大部分能传至转向盘，称之为反冲。反冲现象会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车行驶方向，转向盘突然转动又会造成打手，同时对驾驶员造成伤害。根据输入齿轮位置和输出特点不同，齿轮齿条式转向起有四种形式，如图所示中间输入，两端输出侧面输入，两端输出侧面输入，中间输出侧面输入，端输出。图齿轮齿条式转向起有四种形式采用侧面输入，中间输出方案时，与齿条连的左，右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近。由于拉杆长度增加，车轮上下跳动时拉杆摆角减小，有利于减少车轮上下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。拉杆与齿条用螺栓固定连接，因此，两拉杆会与齿条同时向左或右移动，为此在转向器壳体上开有轴向的长槽，从而降低了它的强度。采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受到限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。侧面输入，端输出的齿轮齿条式转向器，常用在平头货车上。采用齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合，则运转平稳降低，冲击大，工作噪声增加。此外，齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角，为此因与总体布置不适应而遭淘汰。采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条式转向器，重合度增加，运转平稳，冲击与工作噪声均下降，而且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于满足总体设计的要求。因为斜齿工作时有轴向力作用，所以转向器应该采用推力轴承，使轴承寿命降低，还有斜齿轮的滑磨比较大是它的缺点。齿条断面形状有圆形形和形三种。圆形断面齿条的制作工艺比较简单。形和形断面齿条与圆形断面比较，消耗的材料少，约节省，故质量小位于齿下面的两斜面与齿条托座接触，可用来防止齿条绕轴线转动形断面齿条的齿宽可以做得宽些，因而强度得到增加。在齿条与托座之间通常装有用减磨材料如聚四氟乙烯做的垫片，以减少滑动摩擦。当车轮跳动转向或转向器工作时，如在齿条上作用有能使齿条旋转的力矩时，应选用形和形断面齿条，用来防止因齿条旋转而破坏齿轮齿条的齿不能正确啮合的情况出现。为了防止齿条旋转，也有在转向器壳体上设计导向槽的，槽内嵌装导向块，并将拉杆导向块与齿条固定在起。齿条移动时导向块在导向槽内随之移动，齿条旋转时导向块可防止齿条旋转。要求这种结构的导向块与导向槽之间的配合要适当。配合过紧会为转向和转向轮回正带来困难，配合过松齿条仍能旋转，并伴有敲击噪声。根据齿轮齿条式转向器和转向梯形相对前轴位置的不同，齿轮齿条式转向器在汽车上有四种布置形式转向器位于前轴后方，后置梯形转向器位于前轴后方，前置梯形转向器位于前轴前方，后置梯形转向器位于前轴前方，前置梯形。图齿轮齿条式转向器在汽车上有四种布置齿轮齿条式转向器广泛应用于乘用车上。车载质量不大，前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器。其他转向器有循环球式转向器，蜗杆滚轮式转向器，蜗杆指销式转向器等。循环球式转向器的主要缺点是逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。循环球式转向器主要用于商用车上。蜗杆滚轮式转向器的主要缺点是正效率低工作齿面磨损以后，调整啮合间隙比较困难转向器的传动比不能变化。固定销蜗杆指销式转向器的结构简单制造容易但是因销子不能自转，销子的工作部位基本保持不变，所以磨损快工作效率低。旋转销式转向器的效率高磨损慢，但结构复杂。所以我的设计选用齿轮齿条式转向器为动力转向装置。齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择图采用如图所示的布置形式。图采用如图所示的侧面输入两端输出的结构形式。数据的确定根据以上的论述，本次设计初选数据如下轮距轴距满载轴荷分配前后总质量轮胎附主销偏移距轮胎压力方向盘直径最小转弯半径转向梯形臂表初选数据参考型轻型载货汽车底盘架构和上海通用别克赛欧汽车转向操作机构设计计算过程转向轮侧偏角计算转向器参数选取齿轮齿条转向器的齿轮多采用斜齿轮，齿轮模数在之间，主动小齿轮齿数在之间，压力角取，螺旋角在之间。故取小齿轮，，右旋，压力角，精度等级级。转向节原地转向阻力矩方向盘转动圈数压力降低和流量减少。通常，当滑阀总移动量为时，转向盘允许转动的角度约为左右。局部压力降当汽车宜行时，滑阀处于中间位置，油液流经滑阀后再回到油箱。油液流经滑阀时产生的局部压力降为式中油液密度局部阻力系数，通常取油液的流速，。的允许值为。油液流速的允许值由于的允许值,代入上式，则可得到油液流速的允许值滑阀直径式中溢流阀限制下的油液最大排量般约为发动机怠速时油泵排量的倍预开隙滑阀在中间位置时的油液流速，滑阀在中间位置时的油液流速分配阀的泄漏量式中滑阀也阀体建的径向间隙，般滑阀进出口油液的压力差滑阀直径密封长度油液的动力粘度。动力转向的评价指标动力转向器的作用效能用效能指标来评价动力转向器的作用效能。现有动力转向器的效能指标。路感驾驶员的路感来自于转动转向盘时，所要克服的液压阻力。液压阻力等于反作用阀面积与工作液压压强的乘积。在最大工作压力时，轿车换算以转向盘上的力增加约。转向灵敏度转向灵敏度可以用转向盘行程与滑阀行程的比值来评价比值越小，则动力转向作用的灵敏度越高。动力转向器的静特性动力转向器的静特性是指输入转矩与输出转矩之间的变化关系曲线，是用来评价动力转向器的主要特性指标。因输出转矩等于油压压力乘以动力缸工作面积和作用力臂，对于已确定的结构，后两项是常量，所以可以用输入转矩与输出油压之间的变化关系曲线来表示动力转向的静特性，如图示。常将静特性曲线划分为四个区段。在输入转矩不大的时候，相当于图中段汽车原地转向或调头时，输入转矩进入最大区段图中段区段属常用快速转向行驶区段区段曲线就表明是个较宽的平滑过渡区间。图静特性曲线分段示意图要求动力转向器向右转和向左转的静特性曲线应对称。对称性可以评价滑阀的加工和装配质量。要求对称性大于。转向传动机构设计转向传动机构原理图转向中心的不同轨迹圆如上图所示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瞬时转向中心的不向轨迹圆上，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