汽车液压助力转向系统设计（机械CAD图纸）教案.doc

目 录 绪 论 1 1. 汽车转向系的类型和组成 2 1.1机械转向系 3 1.2动力转向系 4 1.3动力转向技术的发展 6 1.3.1液压动力转向 6 1.3.2电动动力转向 8 2.1转向系的功用与要求 9 2.2转向器方案分析 10 3 液压助力转向机构布置方案分析 12 3.1动力转向机构布置方案 12 3.2动力转向器结构形式的选择 14 3.3分配阀的结构方案 15 4液压系统方案分析 16 4.1常用转向液压系统工作原理 16 4.2系统设计工作原理 17 5 转向器输出力矩的确定 19 6 轴的设计计算及校核 20 6.1 转向摇臂轴（即齿形齿扇轴）的设计计算 20 6.1.1材料的选择 20 6.1.2结构设计 20 6.1.3轴的设计计算 20 6.2 螺杆轴设计计算及主要零件的校核 24 6.2.1材料选择 24 6.2.2结构设计 25 6.2.3轴的设计计算 25 6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 27 7 齿轮齿条式液压动力转向机构设计 29 7.1 齿轮齿条式转向器结构分析 29 7.2 参考数据的确定 35 7.3 转向轮侧偏角计算 36 7.4 转向器参数选取 37 7.5 选择齿轮齿条材料 39 7.6 强度校核 39 7.7 齿轮齿条的基本参数如下表所示 41 7.8 齿轮轴的结构设计 42 结 论 43 致 谢 44 参考文献 47 绪 论 改革开放以来，中国的汽车工业有着飞速的发展，据中国汽车工业协会统计，截至2006年10月底，轿车累计销量超过300万辆，达到304万辆，同比增长40%。2006年11月的北京车展，自主品牌：奇瑞、吉利、长城、中兴、众泰、比亚迪、双环、中顺、力帆、华普、长安、哈飞、华晨等自主品牌纷纷亮相，在国际汽车盛宴中崭露头角，无论从参展规模还是产品所展示的品质和技术含量上，都不得不令人折服，但和国外有着近百年发展历史的国外汽车工业相比，我们的自主品牌汽车在行车性能和舒适体验方面仍有差距。 汽车工业是国民经济的支柱产业，代表着一个国家的综合国力，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。 汽车转向系的类型和组成 汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是，驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥(一般是前桥)上的车轮(转向轮)相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，往往转向轮也会受到路面例向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反的方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，即称为汽车转向系。因此，汽车转向系的功用是，保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。 汽车转向系可按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。机械式转向器由转向器、转向操纵机构和转向传动机构三大部分组成。按照转向器的不同形式可分为循环球式、齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式等转向器。不同的转向器有着不同的特点应用于不同的汽车上。其中小轿车上常用的是齿轮齿条式的转向器。在本文的后面分析中，就是以这种转向器来做分析的。动力式按照加力装置的不同可以分为液压助力式、气压助力式和电动助力式三种。气压助力式主要应用于一部分其前轴最大轴载质量为3一7t并采用气压制动系的货车和客车上。由于气压系统的工作压力较低(一般不高于0.7MPa)，使得其部件的尺寸比较庞大；同时压缩空气工作时的噪声和滞后性使得这种助力方式的转向器只配置在极少一部分车辆上。相比之下，液压助力式的转向器成了当今汽车助力转向器的主流。  1.1机械转向系 机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。 1一转向盘；2一转向轴；3一转向万向节；4一转向传动轴；5一转向器； 6-转向摇臂；7一转向直拉杆；8一转向节臂；9一左转向节； 10、12一梯形臂；11一转向横拉杆；13一右转向节 图1-1机械转向系示意图 图1-1所示为机械转向系的组成和布置示意图。当汽车转向时，驾驶员对转向盘1施加一个转向力矩。该力矩通过转向轴2、转向万向节3和转向传动轴4输入转向器5。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向摇臂6，再经过转向直拉杆7传给固定于左转向节9上的转向节臂8，使左转向节和它所支承的左转向轮偏转。为使右转向节13及其支承的右转向轮随之偏转相应角度，还设置7转向梯形。转向梯形由固定在左、右转向节上的梯形臂10、12和两端与梯形臂作球铰链连接的转向横拉杆n组成。 从转向盘到转向