《汽车设计》课程教学资源（讲稿）转向系设计

汽车设计转向系设计二〇一〇年十一月山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系《汽车设计》第七章转向系设计

汽 车 设 计 转向系设计 二○一○年十一月 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

转向系：用来保持或改变汽车行驶方向的机保证各转向轮之间有协调构，在汽车转向行驶时，的转角关系。511R《汽车设计》第七章转向系设计山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系

本章主要学习： （1）转向系的设计要求； （2）转向系主要性能参数 ； （3）机械式转向器方案分析与设计计算 ； （4）动力转向机构的设计要求与方案分析； （5）转向梯形机构方案及整体式转向梯形 机构优化设计。 1—转向盘 2—转向轴 3—转向万向节 4—转向传动轴 5—转向器 6—转向摇臂 7—转向直拉杆 8—转向节臂 9—左转向节 10,12—梯形臂 11—转向横拉杆 转向系：用来保持或改变汽车行驶方向的机 构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调 的转角关系。 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

第七章转向系设计第一节概述第二节机械式转向器方案分析第三节转向系主要性能参数第四节机械式转向系设计计算第五节动力转向机构第六节转向梯形第七节转向减振器（自学）第八节转向系结构元件（自学）山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系《汽车设计》第七章转向系设计

第七章 转向系设计 第一节 概述 第二节 机械式转向器方案分析 第三节 转向系主要性能参数 第四节 机械式转向系设计计算 第五节 动力转向机构 第六节 转向梯形 第七节 转向减振器（自学） 第八节 转向系结构元件（自学） 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

第一节概述转向系的主要设计要求1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。（2）转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态。（3）在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。（4）转向传动机构和悬架导向装置产生的运动不协调，应使车轮产生的摆动最小。（5）转向灵敏，最小转弯直径小。《汽车设计》第七章转向系设计山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程务

第一节 概 述 一、转向系的主要设计要求 (1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转， 任何车轮不应有侧滑。 （2）转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定 的直线行驶状态。 （3）在任何行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没 有摆动。 （4）转向传动机构和悬架导向装置产生的运动不协调，应 使车轮产生的摆动最小。 （5）转向灵敏，最小转弯直径小。 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

第一节概述转向系的主要设计要求（6）操纵轻便。（7）转向轮碰撞到障碍物以后，转向轮传给转向盘的反冲力要尽可能小。（8）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。（9）当转向盘和转向轴由于车架或车身变形而后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。（10）进行运动校核，转向盘转动方向与汽车行驶方向的改变相一致。山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系《汽车设计》第七章转向系设计

第一节 概 述 一、转向系的主要设计要求 （6）操纵轻便。 （7）转向轮碰撞到障碍物以后， 转向轮传给转向盘的反冲 力要尽可能小。 （8）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 （9）当转向盘和转向轴由于车架或车身变形而后移时， 转 向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 （10）进行运动校核， 转向盘转动方向与汽车行驶方向的 改变相一致。 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

第一节概述转向系、转向系的分类与组成转向器转向梯形Steeringbor转向器整体式断开区机械式转向器动力转向而蜗杆滚轮式蜗杆指销式齿广电控液压式电动助力式福环球式H设Steeringmechanism皖ARR3压转向传动机构他式一Steering column中间输人两端输出侧侧侧转向轴助力式齿齿条助力式固定销式面输人两端输面输人中间输面输人一输出旋转销式转向操纵机构轮助力双滑闷式转整体式分置式销式销闵式A式出出半分置式联阀式连杆式《汽车设计》第七章转向系设计山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程务

第一节 概 述 二、转向系的分类与组成 转向操纵机构 转向器 转向传动机构 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

第一节概述三、转向系设计时注意的几个问题（1）正确设计转向梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时，全部车轮绕瞬时转向中心旋转。（2）转向轮的自动回正能力决定于转向轮的定位参数和转向器逆效率的大小。合理确定转向轮的定位参数，正确选择转向器的形式，可以保证汽车具有良好的自动回正能力。（3）转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。（4）为使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，或采用多轴转向。山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系《汽车设计》第七章转向系设计

第一节 概 述 三、转向系设计时注意的几个问题 （1）正确设计转向梯形机构，可以保证汽车转弯行驶时，全 部车轮绕瞬时转向中心旋转。 （2）转向轮的自动回正能力决定于转向轮的定位参数和 转向器逆效率的大小。合理确定转向轮的定位参数，正确选择 转向器的形式，可以保证汽车具有良好的自动回正能力。 （3）转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生 自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。 （4）为使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽 可能大的转角，或采用多轴转向。 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

第一节概述合转向系设计时注意的几个问题（5）转向操纵的轻便性通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价。轿车货车250N(≤500N)机械转向50~100N(≤150～200N)20~50N120N动力转向轿车转向盘从中间位置转到第一端的圈数不得超过2圈，货车则要求不超过3圈。近年来，电动、电控动力转向器已有逐步取代传统液压动力转向器，快速转入商品装车使用。《汽车设计》第七章转向系设计山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系

第一节 概 述 三、 转向系设计时注意的几个问题 （5）转向操纵的轻便性通常用转向时驾驶员作用在转向盘 上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价。 轿车 货车 机械转向 50~100N（≤150～200N） 250N （≤500N） 动力转向 20~50N 120N 轿车转向盘从中间位置转到第一端的圈数不得超过2圈，货 车则要求不超过3圈。 近年来，电动、电控动力转向器已有逐步取代传统液压动 力转向器，快速转入商品装车使用。 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

第二节机械式转向器方案分析机械式转向器方案分析齿轮齿条式转向器循环球式转向器按机械式转向器蜗杆滚轮式转向器结构特点分类蜗杆指销式转向器防伤安全机构方案分析计算三、转向盘的尺寸及布置合山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系《汽车设计》第七章转向系设计

第二节 机械式转向器方案分析 一、机械式转向器方案分析 按机械式转向器 结构特点分类 齿轮齿条式转向器 循环球式转向器 蜗杆滚轮式转向器 蜗杆指销式转向器 二、防伤安全机构方案分析计算 三、转向盘的尺寸及布置 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计

第二节机械式转向器方案分析一、机械式转向器方案分析1.齿轮齿条式主要优点：结构简单紧、体积小、质量轻传动效率高达90%；可自动消除齿间间隙（日没有转向摇臂和直拉转向轮转角可以增大；主要缺点：逆效率高转向轮与路面之间的冲应用：微型、普通级、中级和中高级轿车上；装教量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车。《汽车设计》第七章转向系设计山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程务

第二节 机械式转向器方案分析 一、机械式转向器方案分析 1.齿轮齿条式 主要优点：结构简单、 紧凑、体积小、质量轻； 传动效率高达90%； 可自动消除齿间间隙(图7-1所示)； 没有转向摇臂和直拉杆， 转向轮转角可以增大；制造成本低。 主要缺点：逆效率高（60%~70%）。在不平路面上行驶时， 转向轮与路面之间的冲击力，大部分能传至转向盘（反冲）。 应用：微型、普通级、中级和中高级轿车上； 装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车。 山东理工大学交通与车辆工程学院车辆工程系                       《汽车设计》          第七章 转向系设计