摘 要

汽车转向系统是汽车几大系统中重要的组成部分，也是决定了汽车主动安全性的关键性系统，而汽车转向器是汽车转向系统中的最重要的组成部分，它的结构和质量严重关系到汽车的操纵稳定性。随着汽车工业的发展，汽车转向系统也在得到不断地进步，电子转向机构已经开始慢慢普及，但机械式液压转向器仍然是世界各国汽车公司及汽车零部件生产商家所采用的主要机构。而在动力转向器中，循环球式动力转向器由于其本身的优点被广泛用于各类汽车的转向系统中。本文依据设计多轴分布式电驱动特种车转向系统为研究课题，其主要内容有：汽车转向器的组成分类;汽车转向器的选型；转向器总成方案设计及分析的过程。

在特种车中，循环球式动力转向器的运用比较广泛，这类转向器的优点是操纵比较轻便，表面磨损较小，因此寿命比较长。但缺点是结构十分复杂，制造成本很高，且转向灵敏度不如齿轮齿条式转向器，但由于动力转向的运用，循环球式转向器近年来得到了广泛的运用

关键词：循环球；转向器；设计；分析；特种车；全轮转向；

Abstract

The automobile steering system is an important part of several major automotive systems, and it is also a key system that determines the active safety of the car. The car steering device is the most important part of the car steering system. Its structure and quality are seriously related to The steering stability of the car. With the development of the automobile industry, the steering system of the automobile has also been continuously improved, and the electronic steering mechanism has gradually become popular. However, the mechanical hydraulic steering device is still the main body used by automobile companies and auto parts manufacturers in the world. In the power steering device, the recirculating ball power steering device is widely used in steering systems of various automobiles due to its own advantages. This article is based on the design of a multi-axis distributed electric drive vehicle steering system research topics, its main contents are: the composition of the car steering device classification; car steering device selection; steering device assembly design and analysis of the process.

In the special vehicles, the recirculating ball power steering gears are widely used. The advantage of this kind of steering gears is that it is relatively easy to handle and has less surface wear, so it has a longer life. But the disadvantage is that the structure is very complicated, the manufacturing cost is high, and the steering sensitivity is not as good as that of the rack and pinion steering gear. However, due to the application of power steering, the recirculating ball steering gear has been widely used in recent years.

Key words：Recirculating Ball；Steering Gear；Design；Analysis；Special Vehicle All-wheel Steering；

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.1.1 转向器的分类 1

1.1.2 各类转向器在世界各国运用 2

1.2 国内外汽车行业研究现状 2

1.2.1 转向器的发展 2

1.2.2 液压传动的优点 3

第2章 转向系统的结构形式 4

2.1 转向系统概述 4

2.1.1 各类转向器的应用概况 4

2.1.2 汽车转向的概念 4

2.1.3 设计转向系统时应考虑的问题 5

2.2 转向器的选择与原理介绍 5

2.2.1 转向器的选择 5

2.2.2 循环球式转向器转向原理与图解 5

第3章 转向系的设计计算 7

3.1 计算前参数及方案的确定 7

3.1.1 整车参数 7

3.1.2 转向控制方案 7

3.2 多轴汽车转向模式 7

3.2.1 转向模式的分类 7

3.2.2 全轮转向关系 9

3.3 液压系统设计 11

3.3.1 液压系统电磁控制策略 11

3.3.2 各轴转向控制整体布置方案 12

3.4 第二、三轴液压缸的设计与计算 13

3.4.1 第二、三轴液压缸行程计算 13

3.4.2 第二、三轴转向力臂计算 14

3.4.3 第二、三轴液压缸尺寸计算 15

第4章 循环球式转向器结构设计与尺寸计算 16

4.1 循环球式液压助力转向器结构预设 16

4.2 转向系计算载荷的确定 16

4.2.1 汽车转向轮摩擦力矩计算 16

4.2.2 转向盘手力计算 17

4.3 循环球式转向器主要部件的设计与计算 17

4.3.1 螺杆螺母基本参数的设计 17

4.3.2 循环球式转向器传动副设计 21

4.3.3转向器液压缸尺寸的计算 22

第5章 零件强度计算和校核 23

5.1 校核零件前载荷的确定 23

5.2 钢球的校核 23

5.3 齿扇的校核 24

第6章 结论 26

参考文献 27

附录 28

附录A 前轴转向梯形优化matlab编程 28

附录B 图纸 32

致谢 34

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 转向器的分类

转向器称为方位机和变向机，顾名思义，转向器是用来控制汽车的行驶方向，是转向系统中的减速传动装置，一般转向器都带有几级传动副。所以转向器在汽车中起的主要作用是，增大驾驶员通过传动机构传递过来的力并改变驾驶员传递的力的传递方向。

将汽车转向器分为齿轮-齿条式转向器；曲柄-指销式转向器；蜗轮-蜗杆式转向器，是根据转向器内传动副结构形式的不同进行分类的。如果按照转向器有无采用助力机构，可以将转向器分为机械式和动力式。将动力转向器可以分为气压式，液压式，电动式，电液式等几种种类，是根据转向力传递介质的不同进行分类的。

（1） 齿轮齿条式转向器