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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
系 別： 工程技術(shù)系
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
2015 年4月22日
前言
汽車(chē)在安全性、舒適性以及穩(wěn)定方面越來(lái)越受到大家的關(guān)注，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能是汽車(chē)的穩(wěn)定性和安全性的重要指標(biāo)之一，助力轉(zhuǎn)向，顧名思義，是協(xié)助駕駛員作汽車(chē)方向調(diào)整，為駕駛員減輕打方向盤(pán)的用力強(qiáng)度，降低了駕駛員的工作量，對(duì)減輕疲勞駕駛有很大的幫助。?
本論文首先介紹了傳統(tǒng)的汽車(chē)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷程，以及傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理，并在此基礎(chǔ)上提出了本論文的控制流量式液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，在根據(jù)液壓系統(tǒng)圖與控制方式方面實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文在液壓控制方面與機(jī)械系統(tǒng)方面都對(duì)助力轉(zhuǎn)向控制進(jìn)行了分析，對(duì)齒輪齒條式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)重點(diǎn)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。
1. 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析研究
轉(zhuǎn)向系是用來(lái)改變汽車(chē)的行駛方向和保持汽車(chē)的直線行駛的。它是由轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置兩大部分所組成。在采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車(chē)上還有動(dòng)力系統(tǒng)。
根據(jù)轉(zhuǎn)向系的工作特點(diǎn)，對(duì)其提出如下要求：
1.工作可靠。轉(zhuǎn)向系對(duì)汽車(chē)的行駛安全性影響很大，因此其零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和壽命。
2.操縱輕便。這是減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度和保證汽車(chē)安全行駛的重要因素之一。操縱輕便性應(yīng)包含三方面內(nèi)容：
(l)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)必須作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的手力要小，一般最大極限值是：
小客車(chē)
中型載重車(chē)
重型載重車(chē)
采用轉(zhuǎn)向加力器、增大轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的力傳動(dòng)比、提高轉(zhuǎn)向器的效率(用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦)等都是減小轉(zhuǎn)向盤(pán)手力的有效方法。
(2)汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)的回轉(zhuǎn)圈數(shù)要少。當(dāng)汽車(chē)朝一個(gè)方向極限轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)不能超過(guò)2～2.5圈。因此轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比不宜太大。
(3)汽車(chē)直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤(pán)應(yīng)穩(wěn)定，無(wú)抖動(dòng)和擺動(dòng)現(xiàn)象。這就要求轉(zhuǎn)向系在整車(chē)布置上與行走系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)；汽車(chē)在轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤(pán)能自動(dòng)回正，要求轉(zhuǎn)向器有一定的可逆性，同時(shí)要正確地選擇前輪定位角。
3.汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)要有正確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。要求合理地設(shè)計(jì)梯形機(jī)構(gòu)，保證汽車(chē)在轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)輪是純滾動(dòng)而沒(méi)有滑動(dòng)。
4.既要盡量減少汽車(chē)轉(zhuǎn)向輪受到的沖擊傳到方向盤(pán)上，又要保證駕駛員有正確的道路感覺(jué)。從而要求適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)向器的可逆程度。
5.轉(zhuǎn)向系的調(diào)整應(yīng)盡量少而簡(jiǎn)單。
選用那種效率特性的轉(zhuǎn)向器應(yīng)有汽車(chē)用途來(lái)決定，并和轉(zhuǎn)向系方案有關(guān)。經(jīng)常行駛在好路面上的轎車(chē)和市內(nèi)用客車(chē)，可以采用正效率較高的、可逆程度大的轉(zhuǎn)向器。
綜上最后本次設(shè)計(jì)選定循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。
液壓式動(dòng)力轉(zhuǎn)向由于油壓工作壓力高，動(dòng)力缸尺寸小、質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，油液具有不可壓縮性，靈敏度高以及油液的阻尼作用可以吸收里面的沖擊等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。
機(jī)械轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸設(shè)計(jì)成一體，并與轉(zhuǎn)向控制閥組裝在一起，這種三合一的部件稱(chēng)為整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器（如圖3-1）。另一種方案是只將轉(zhuǎn)向控制閥同機(jī)械轉(zhuǎn)向器組合成一個(gè)部件，該部件稱(chēng)為半整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器（如圖3-2），轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸則做成獨(dú)立部件。第三種方案是將機(jī)械轉(zhuǎn)向器作為獨(dú)立部件，而將轉(zhuǎn)向控制閥和轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸組合成一個(gè)部件，稱(chēng)為轉(zhuǎn)向加力器（如圖3-3）。
在分析比較上述幾種不同動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)方案時(shí)，
分置式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器由于分開(kāi)布置，故其機(jī)械轉(zhuǎn)向器可以采用任何一種典型的結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)向器零件也不受動(dòng)力缸助力載荷的影響；當(dāng)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向橋負(fù)荷過(guò)大時(shí)，可加大缸徑或增加動(dòng)力缸的缸數(shù)而不影響轉(zhuǎn)向器的基本尺寸。但分置式的零件數(shù)較多，管路布置也比較復(fù)雜。在分置式的結(jié)構(gòu)中，半分置式和聯(lián)閥式的應(yīng)用最多，連桿式的應(yīng)用最少。
綜上最后本次設(shè)計(jì)的布置形式選定為半分置式。
2.設(shè)計(jì)總結(jié)
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是汽車(chē)行駛中必不可少的系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)一開(kāi)始對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系很陌生，但本著對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向的強(qiáng)烈興趣和此次設(shè)計(jì)的責(zé)任感，通過(guò)大量的想關(guān)文獻(xiàn)參考和網(wǎng)絡(luò)搜索，使我逐漸認(rèn)識(shí)并最終了解了汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，轎車(chē)使用的一般都是齒輪齒條式。所以本文主要以齒輪齒條式液動(dòng)助力轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向器為中心。按照任務(wù)書(shū)的要求對(duì)轎車(chē)助力轉(zhuǎn)向進(jìn)行了分析和一些的設(shè)計(jì)，包括齒輪齒條轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)的原理以及相關(guān)零件的校核等等。還對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一些重要參數(shù)進(jìn)行了分析，尤其像轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的正逆效率、傳動(dòng)比、最小轉(zhuǎn)彎半徑等。但是由于相關(guān)轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)所需的基本參數(shù)本人我法獲得，還有時(shí)間限制，以及篇幅所限，所以對(duì)一些重要參數(shù)只進(jìn)行分析未能進(jìn)行設(shè)計(jì)。
由于轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化是本設(shè)計(jì)的獨(dú)立部分故被放入最后一章。為保證轎車(chē)轉(zhuǎn)向后的自動(dòng)回正能力，轉(zhuǎn)向系的主銷(xiāo)一般都是向內(nèi)傾和向后傾的，但為計(jì)算簡(jiǎn)單，本優(yōu)化把傾角都設(shè)計(jì)為零，即設(shè)計(jì)主銷(xiāo)垂直。
由于水平限制和相關(guān)數(shù)據(jù)的缺乏，本設(shè)計(jì)難免有諸多不足之處，肯請(qǐng)老師批評(píng)指正。
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