(第五章) 转向系设计.ppt

不可逆式和极限可逆式转向器 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可逆式与不可逆式转向器两者之间。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。 如果忽略轴承和其它地方的磨擦损失，只考虑啮合副的磨擦损失，则逆效率可用下式计算 增加导程角a0，正、逆效率均增大。受η-增大的影响，a0不宜取得过大。当导程角小于或等于磨擦角时，逆效率为负值或者为零，此时表明该转向器是不可逆式转向器。为此，导程角必须大于磨擦角。 二、传动比的变化特性 1.转向系传动比 转向系的传动比包括转向系的角传动比 和转向系的力传动比 。 转向系的力传动比: 转向系的角传动比: 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: 2.力传动比与转向系角传动比的关系 转向阻力Fw与转向阻力矩Mr的关系式： 作用在转向盘上的手力Fh与作用在转向盘上的力矩Mh的关系式： 将式（7-3）、式（7-4）代入 后得到 如果忽略磨擦损失，根据能量地恒原理，2Mr/Mh可用下式表示 将式（7-6）代入式（7-5）后得到 当a和Dsw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。 （7-3） （7-4） （7-5） （7-6） （7-7） 3.转向系的角传动比 转向传动机构角传动比可用 表示以外，还可以近拟地用转向节臂臂长L2与摇臂臂长L1之比来表示， 。 在汽车结构中，L2与L1的比值大约在0.85~1.1之间，可近似认为其比值为1，则 。由此可见，研究转向系的传动比特性，只需研究转向器的角传动比 及其变化规律即可。 4.转向器角传动比及其变化规律 式（7-7）表明，增大角传动比可以增加力传动比。当Fw一定时，增大力传动比能减小作用在转向盘上的手力Fh，使操纵轻便。 由 的定义可知：对于一定的转向盘角速度，转向轮偏转角速度与转向器角度传动比在反比。角传动比增加后，转向轮偏转角速度对转向盘角速度的响应变得迟钝，汽车转向灵敏性降低，所以“轻”和“灵”构成一对矛盾。为解决这对矛盾，可采用变速比转向器。 齿轮齿条式、循环球式、蜗式指销式转向器都可以制成变速比转向器。 下面介绍齿轮齿条转向器变速比工作原理 根据相互啮合齿轮的基圆齿距必须相等，即pb1=pb2。其中齿轮基圆齿距pb1=πm1cosa1，齿条基圆齿距pb2=πm2cosa2。由上述两式可知：当齿轮具有标准模数m1和标准压力角a1与一个具有变模数m2、变压力角a2的齿条相啮合，并始终保持πm1cosa1=πm2cosa2时，它们就可以啮合运转。 如果齿条中部（相当汽车直线行驶位置）齿的压力角最大，向两端逐渐减小（模数也随之减小）则主动齿轮啮合半径也减小，致使转向盘每转动某同一角度时，齿条行程也随之减小。因此，转同器的传动比是变化的。 齿条压力角变化简图 a）齿条中部齿 b）齿条两端齿 右图是根据上述原理设计的齿轮齿条式转向器齿条压力角变化示例。 位于齿条中部位置处的齿有较大压力角和齿轮有较大的节圆半径，而齿条齿有宽的齿根和浅斜的齿侧面；位于具条两端的齿，齿根减薄，齿有陡斜的齿侧面。 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。 转向器角传动比 变化特性曲线 三、转向器传动副的传