摘 要

转向系统是汽车的重要组成部分，驾驶员通过转向系将自己对汽车操纵的意图进行实施，可以说转向系是驾驶员与汽车沟通的“桥梁”。随着汽车工业的发展，汽车的操纵变得更加简单，反映到转向系统就是转向助力系统的出现使转向更加轻松，而防伤安全机构的应用也使汽车的安全性得到提高。转向助力系统随着科技的进步也有经历了各种阶段而液压助力系统一直是转向助力的中流砥柱。

本次设计主要是就爱丽舍7164型轿车设计一种液压助力转向系统。首先进行转向器的选择和机构形式的确定，根据资料选用侧面输入，两端输出的齿轮齿条式转向器，具有结构简单，质量轻，效率高，制造成本低廉等优点。然后选用整体式动力转向器，并就动力转向机构的动力缸和分配阀的具体参数进行设计计算。最后，通过汽车设计的经验参数和课程内容简单设计转向梯形的各项数据。最终使设计内容满足使用要求并且安全可靠。

关键词：齿轮齿条式转向器；液压助力；转向梯形；横拉杆；校核

Abstract

Steering system is an important part of the vehicle, through the steering system the driver will be their own intention to carry out the implementation of the car and it can be said that the steering system is "the bridge" between the drivers and the cars. With the development of the automobile industry, the manipulation of the car has become more simple. Regarding to the steering system, the emergence of the steering assist system make it easier to turn, and the application of anti-injury safety agencies improve the safety of the vehicle. With the progress of science and technology the steering assist system has also experienced a variety of stages and hydraulic power system is in an important position.

This paper which mainly depending on the Elysee 7164 sedan design a hydraulic power steering system. First of all, we have to make sure the selection of the steering gear and the determination of the form of the mechanism. According to the information, this thesis select side input, beam end output gear rack type steering gear, which has the advantages of simple structure, light weight, high efficiency low manufacturing cost and so on. And then determine the integral power steering, and calculate the specific parameters of the power cylinder and distribution valve. Finally, through the car design experience parameters and course content, the paper carry on the simple design of the trapezoidal data, and ultimately make the design content to meet the requirements, safe and reliable.

Key words: Gear rack type steering gear; hydraulic power; steering trapezoidal; cross bar; check

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2设计的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 2

1.2.1设计的基本内容 2

1.2.2设计的主要目标 2

1.2.3拟采用的技术方案及措施 2

第2章 转向系统设计概述 3

2.1转向系统设计要求 3

2.2纯机械式转向系统的组成 3

2.2.1转向操纵机构 3

2.2.2转向传动机构 4

2.2.3转向器 4

2.2.4转角及最小转弯半径 4

第3章 转向系方案的选择 6

3.1转向盘 6

3.2转向轴 6

3.3转向器 7

3.4转向梯形 7

第4章 转向系的主要性能参数 8

4.1转向系的效率 8

4.2转向系的角传动比和力传动比 9

4.2.1角传动比 9

4.2.2力传动比 9

4.3转向器的传动间隙 10

4.4转向盘的总转动圈数 11

第五章 转向器的结构型式选择及设计计算 12

5.1转向器的分类及设计选择 12

5.2齿轮齿条转向器简介 12

5.3齿轮齿条转向器的基本设计 12

5.3.1输入输出形式的选择 12

5.3.2齿轮形式的选择 13

5.3.3齿条形式的选择 13

5.3.4转向器布置形式的确定 14

5.4齿轮齿条转向器设计计算 14

5.4.1参数确定 14

5.4.2转向轮侧偏角计算 15

5.4.3转向器参数选取 16

5.4.4齿轮齿条材料的选择 17

5.4.5强度校核 18

5.4.6轴承的选择 18

第六章 动力转向机构设计 19

6.1动力转向的结构型式和布置方案 19

6.2液压式动力转向机构的计算 20

6.2.1动力缸尺寸计算 20

6.2.2分配阀参数的选择 23

6.3液压泵的选型 24

第七章 转向梯形机构的设计 26

7.1转向梯形理论特性 26

7.2转向梯形的布置 27

7.3转向梯形尺寸的初步确定 27

7.4梯形校核 28

7.5转向横拉杆强度校核 29

第八章 防伤安全机构的设计 30

参考文献 34

附录A 35

附录B 38

致 谢 40

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

随着科学技术的发展，世界汽车工业也得到了迅猛发展，人们对汽车操纵稳定性、安全性以及驾驶的舒适性的追求，变相的促使汽车转向系统相关技术的飞速进步。^[1]转向系统从纯机械转向系统开始发展，然后按时间顺序出现了液压动力转向系统和电力转向系统且电力转向系统是目前最先进的转向系统。机械转向系统是一个纯机械的解决方案，很容易想象为了产生足够的转向力矩，你必须有一个很大的转向盘，这必然会导致驾驶室可用空间缩小，但其结构简单工作可靠，所以多用于一些转向操纵力需求不大、操纵性能要求不高的微型轿车以及农用车上；液压助力转向系统于1953年首次运用于通用公司，到今日技术逐渐成熟。该系统能够提供很大的转向助力，但在系统布置、安装等方面还存在缺陷，所以目前广泛用于小部分乘用车、大部分商用车，尤其在重型车辆方面，液压助力起到举足轻重的作用；电动助力转向系统于日本首先得到实际应用，不仅可以获得良好的操作柱力，还可以提供很好的操纵稳定性，但是制造成本较高，同时技术尚未成熟，故而目前多用于大型轿车、豪华轿车以及客车上。^[1]

汽车行驶过程中，驾驶员想要改变或保持方向的意图由手力输出，然后力矩经过转向操纵机构、转向传动机构、转向器最后到车轮上，实现转向，使转向轮偏转来改变行驶方向，同时保证汽车的正常行驶。转向系统分为三个部分，分别是转向机构、转向装置和转向装置。舵机包括一个方向盘、一个转向轴和一个转向柱。^[2]操舵装置包括转向臂、纵向支撑、转向臂、转向节臂、转向杆等。转向器是方向盘的转动驱动转向臂的运动,并根据一定的角传动比和传动机构的传动比,转向器广泛使用的是蜗杆曲柄式、循环球式、齿条齿轮式三种。转向系是与乘客生命安危密切相关的重要部件，合适的转向系统可以很大程度的提高汽车的操纵稳定性和安全性。