小型汽車液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 文 獻(xiàn) 綜 述系 別： 工程技術(shù)系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓 名： 學(xué) 號： 年 4 月 22 日2前言汽車在安全性、舒適性以及穩(wěn)定方面越來越受到大家的關(guān)注，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能是汽車的穩(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)助駕駛員作汽車方向調(diào)整，為駕駛員減輕打方向盤的用力強(qiáng)度，降低了駕駛員的工作量，對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)方面都對助力轉(zhuǎn)向控制進(jìn)行了分析，對齒輪齒條式液壓動(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)向系是用來改變汽車的行駛方向和保持汽車的直線行駛的。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)向的汽車上還有動(dòng)力系統(tǒng)。根據(jù)轉(zhuǎn)向系的工作特點(diǎn)，對其提出如下要求：1.工作可靠。轉(zhuǎn)向系對汽車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)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)必須作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力 要小，一般最大極限值是：P手小客車 20P手 最 大 公 斤中型載重車 36手 最 大 公 斤重型載重車 45手 最 大 公 斤采用轉(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i力滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦)等都是減小轉(zhuǎn)向盤手力 的有效方法。P手(2)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，轉(zhuǎn)向盤的回轉(zhuǎn)圈數(shù)要少。當(dāng)汽車朝一個(gè)方向極限轉(zhuǎn)彎時(shí)，轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)不能超過 22.5 圈。因此轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比不宜太大。(3)汽車直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤應(yīng)穩(wěn)定，無抖動(dòng)和擺動(dòng)現(xiàn)象。這就要求轉(zhuǎn)向系在整車布置上與行走系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)；汽車在轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向盤能自動(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)，保證汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)車輪是純滾動(dòng)而沒有滑動(dòng)。4.既要盡量減少汽車轉(zhuǎn)向輪受到的沖擊傳到方向盤上，又要保證駕駛員有正確的道路感覺。從而要求適當(dāng)?shù)乜刂妻D(zhuǎn)向器的可逆程度。35.轉(zhuǎn)向系的調(diào)整應(yīng)盡量少而簡單。選用那種效率特性的轉(zhuǎn)向器應(yīng)有汽車用途來決定，并和轉(zhuǎn)向系方案有關(guān)。經(jīng)常行駛在好路面上的轎車和市內(nèi)用客車，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，稱為轉(zhuǎn)向加力器（如圖 3-3） 。4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)汽車的轉(zhuǎn)向橋負(fù)荷過大時(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)是汽車行駛中必不可少的系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)一開始對汽車轉(zhuǎn)向系很陌生，但本著對汽車轉(zhuǎn)向的強(qiáng)烈興趣和此次設(shè)計(jì)的責(zé)任感，通過大量的想關(guān)文獻(xiàn)參考和網(wǎng)絡(luò)搜索，使我逐漸認(rèn)識并最終了解了汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中，轎車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)書的要求對轎車助力轉(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。還對汽車轉(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。為保證轎車轉(zhuǎn)向后的自動(dòng)回正能力，轉(zhuǎn)向系的主銷一般都是向內(nèi)傾和向后傾的，但為計(jì)算簡單，本優(yōu)化把傾角都設(shè)計(jì)為零，即設(shè)計(jì)主銷垂直。5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，肯請老師批評指正。參考文獻(xiàn)1 臧杰,閻巖.汽車構(gòu)造M. 機(jī)械工業(yè)出版社,2005,8.2 王望予主編.汽車設(shè)計(jì)M. 機(jī)械工業(yè)出版社,2004,8. 3 劉澤九.軸承應(yīng)用手冊S. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社 1996.34 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊S. 北京.人民交通出版社 .2001.55 劉濤主編.汽車設(shè)計(jì)M. 北京大學(xué)出版社,2008,1.6 余志生 汽車?yán)碚摍C(jī)械工業(yè)出版社7 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 （第三版）