小型汽车液压助力转向系统设计(附件)
本设计课题为小型汽车液压助力转向系统设计。本设计的主要目的是利用转向助力装置以减轻驾驶员在驾驶汽车过程中转向时的负担，使驾驶员操纵方便稳定，避免疲劳驾驶，提高驾车安全。本文先介绍了汽车转向系的类型、组成、性能参数、设计要求等；并根据具体车型对转向器的选择、布置形式及动力装置的布置方案等做了详细分析。本文主要根据具体车型，计算原地转向阻力矩，并根据原地转向阻力矩计算出转向器和动力缸的具体参数等。最后运用AutoCAD绘制了齿轮齿条式整体式液压助力转向器的零件图和装配图。关键词 汽车，齿轮齿条式，液压助力，转向器，动力缸，设计目 录
1 绪论 1
1．1 汽车转向系统概述 1
1．2 研究内容及论文构成 4
2 转向系设计概述 5
2．1 转向系的功能和作用及其需要满足的设计要求 5
2．2 转向操纵机构 5
2．3 转向传动机构 6
2．4 转向器 6
2．5 转角及最小转弯半径 7
3 转向系的参数 8
3．1 转向器的效率 8
3．2 传动比及其变化特性 9
3．3 转向器传动副的传动间隙Δt 11
4 机械式转向器的方案分析及设计计算 12
4．1 转向器的分类及设计选择 12
4．2 齿轮齿条式转向器的基本设计 13
4．3 齿轮齿条式转向器设计计算 15
5 液压动力转向机构设计 20
5．1 动力转向机构的要求 20
5．2 液压式动力转向机构布置方案分析 20
5．3 液压式动力转向机构的计算 22
6 其他液压元件的选择与计算 23
6．1 油泵的类型选择与排量计算 23
6．2 油罐的形式 24
6．3 油管管路的设计 24
7 转向传动机构设计 24
7．1 转向传动机构原理 24
7. 2 转向传送机构的臂、杆与球销 25
7. 3 转向横拉杆及其端部 26
7.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
其他液压元件的选择与计算 23
6．1 油泵的类型选择与排量计算 23
6．2 油罐的形式 24
6．3 油管管路的设计 24
7 转向传动机构设计 24
7．1 转向传动机构原理 24
7. 2 转向传送机构的臂、杆与球销 25
7. 3 转向横拉杆及其端部 26
7. 4 杆件设计结果 27
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 绪论
1．1 汽车转向系统概述
何谓汽车转向系，顾名思义，就是在汽车行驶过程中，汽车上用来改变汽车行驶方向使汽车变向或者维持汽车原来的行驶方向的系统，我们通常就把这个定义为汽车转向系统。
汽车的转向系统是汽车上十分重要的组成部分，转向系统的好与坏往往关系到整个汽车的性能和行车安全，所以转向系统一般应该满足下列几个条件：
（1）汽车转向系统应该操纵准确、轻便、灵活，减轻驾驶员的疲劳；
（2）汽车转向系统应转向平顺、稳定，转向盘无抖动和摆动现象；
（3）汽车转向系统应尽量缓和路面传来的冲击，同时保证一定的路感。
就目前汽车发展现状而言，汽车的转向系统常常可以分为两种，一种是机械式转向系统，另一种则是。驾驶员转动方向盘时所产生的转向力是机械转向系统的唯一转向能量来源，并且机这种转向系统中所有用来传递力矩和扭矩的部件都是机械的，没有液压、气压和电动助力等装置。与此相对的，动力转向系则是除驾驶员手力，消耗驾驶员体力之外，另外还有发动机动力作为其转向能源的转向系统[1]。
1、机械转向系统
机械转向系统有很多的组成零件，往往我们把它总结概括为由操纵机构、转向器、传动机构这三大部分组成（见图1-1）。
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、13-转向节 10、12-梯形臂 11-转向横拉杆
图1-1 机械转向系示意图
我们在路面上开车行驶时，根据实时路况我们需要转向的时候，将手放在方向盘上，转动方向盘，我们的手对转向盘施加一个转向力矩。这时转向力矩经过转向轴—转向万向节—转向传动轴—转向器—转向直拉杆—转向节臂—转向节—转向轮的动力传递路线，传递到转向轮，这个力矩克服地面转向阻力，从而使转向轮发生偏转，实现转弯。
动力转向系统
从上面的论述中我们可以知道动力转向系统的定义，其实就是在原有机械转向系的基础上多了转向助力装置，但是根据其内部动力装置的不同，我们又可以将动力转向系统分为三种。第一种是液压助力转向系统，英文简称是HPS，第二种是电动液压助力转向系统，英文简称是EHPS，第三种是电动助力转向系统，英文简称是EPS。
1）液压助力转向系统
液压助力转向系统与机械转向系统相比，简单的来讲，其实就是在机械转向系统的基础上加装一套液压转向助力装置而成的，如图1-2所示，该液压助力转向系统众多元件组成。其中像储油罐、转向液压泵、转向控制阀和转向助力缸等之类的部件，全都属于液压转向助力装置部件。齿轮和齿条构成机械式转向器储油罐储存液压油，有进、出油管接头，通过油管分别与转向液压泵和转向控制阀联接。转向液压泵安装在发动机1上，由曲轴通过传动带驱动，将液压油从储油罐处吸入加压后供给转向控制阀。转向控制阀通过阀芯相对阀体的转动来改变进入助力油缸的油路，从而改变是否向左还是向右助力或者是不助力。转向助力缸被活塞分隔成左右两个工作腔，左右两个工作腔通过油道分别与转向控制阀联接，活塞装在齿条上，随齿条一起移动[2]。
1-发动机 2-转向节臂 3-转向横拉杆 4-齿轮齿条式转向器 5-转向轴 6-转向盘 7-转向控制阀 8-齿轮 9-齿条 10-转向助力缸 11-储油罐 12-转向液压泵
图1-2 液压助力转向系统图
当我们在路面上开车直线行驶时，不改变方向时，即转向盘处于中间位置，此时这个转向控制阀也处于中间位置，转向助力缸中被活塞分隔的左右两个工作腔导通，同时，转向液压泵与转向油罐的油路也导通，此时，液压油的回路是油罐—油泵—油罐，转向液压泵无负载，处于卸荷状态，液压油不经过动力缸，此时不产生转向助力。当我们需要转弯时，是否会产生助力，助力情形是怎么样子的。这样，我们以右转为例来分析一下。当汽车向右转弯时，驾驶员向右转动转向盘即顺时针转动，这个时候传动轴就会带动齿轮轴转动，从而带动齿条移动，齿条又会带动跟它连接在一起的转向横拉杆移动，并带动转向节臂偏转，经过这一系列的传动机
1 绪论 1
1．1 汽车转向系统概述 1
1．2 研究内容及论文构成 4
2 转向系设计概述 5
2．1 转向系的功能和作用及其需要满足的设计要求 5
2．2 转向操纵机构 5
2．3 转向传动机构 6
2．4 转向器 6
2．5 转角及最小转弯半径 7
3 转向系的参数 8
3．1 转向器的效率 8
3．2 传动比及其变化特性 9
3．3 转向器传动副的传动间隙Δt 11
4 机械式转向器的方案分析及设计计算 12
4．1 转向器的分类及设计选择 12
4．2 齿轮齿条式转向器的基本设计 13
4．3 齿轮齿条式转向器设计计算 15
5 液压动力转向机构设计 20
5．1 动力转向机构的要求 20
5．2 液压式动力转向机构布置方案分析 20
5．3 液压式动力转向机构的计算 22
6 其他液压元件的选择与计算 23
6．1 油泵的类型选择与排量计算 23
6．2 油罐的形式 24
6．3 油管管路的设计 24
7 转向传动机构设计 24
7．1 转向传动机构原理 24
7. 2 转向传送机构的臂、杆与球销 25
7. 3 转向横拉杆及其端部 26
7.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
其他液压元件的选择与计算 23
6．1 油泵的类型选择与排量计算 23
6．2 油罐的形式 24
6．3 油管管路的设计 24
7 转向传动机构设计 24
7．1 转向传动机构原理 24
7. 2 转向传送机构的臂、杆与球销 25
7. 3 转向横拉杆及其端部 26
7. 4 杆件设计结果 27
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 绪论
1．1 汽车转向系统概述
何谓汽车转向系，顾名思义，就是在汽车行驶过程中，汽车上用来改变汽车行驶方向使汽车变向或者维持汽车原来的行驶方向的系统，我们通常就把这个定义为汽车转向系统。
汽车的转向系统是汽车上十分重要的组成部分，转向系统的好与坏往往关系到整个汽车的性能和行车安全，所以转向系统一般应该满足下列几个条件：
（1）汽车转向系统应该操纵准确、轻便、灵活，减轻驾驶员的疲劳；
（2）汽车转向系统应转向平顺、稳定，转向盘无抖动和摆动现象；
（3）汽车转向系统应尽量缓和路面传来的冲击，同时保证一定的路感。
就目前汽车发展现状而言，汽车的转向系统常常可以分为两种，一种是机械式转向系统，另一种则是。驾驶员转动方向盘时所产生的转向力是机械转向系统的唯一转向能量来源，并且机这种转向系统中所有用来传递力矩和扭矩的部件都是机械的，没有液压、气压和电动助力等装置。与此相对的，动力转向系则是除驾驶员手力，消耗驾驶员体力之外，另外还有发动机动力作为其转向能源的转向系统[1]。
1、机械转向系统
机械转向系统有很多的组成零件，往往我们把它总结概括为由操纵机构、转向器、传动机构这三大部分组成（见图1-1）。
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、13-转向节 10、12-梯形臂 11-转向横拉杆
图1-1 机械转向系示意图
我们在路面上开车行驶时，根据实时路况我们需要转向的时候，将手放在方向盘上，转动方向盘，我们的手对转向盘施加一个转向力矩。这时转向力矩经过转向轴—转向万向节—转向传动轴—转向器—转向直拉杆—转向节臂—转向节—转向轮的动力传递路线，传递到转向轮，这个力矩克服地面转向阻力，从而使转向轮发生偏转，实现转弯。
动力转向系统
从上面的论述中我们可以知道动力转向系统的定义，其实就是在原有机械转向系的基础上多了转向助力装置，但是根据其内部动力装置的不同，我们又可以将动力转向系统分为三种。第一种是液压助力转向系统，英文简称是HPS，第二种是电动液压助力转向系统，英文简称是EHPS，第三种是电动助力转向系统，英文简称是EPS。
1）液压助力转向系统
液压助力转向系统与机械转向系统相比，简单的来讲，其实就是在机械转向系统的基础上加装一套液压转向助力装置而成的，如图1-2所示，该液压助力转向系统众多元件组成。其中像储油罐、转向液压泵、转向控制阀和转向助力缸等之类的部件，全都属于液压转向助力装置部件。齿轮和齿条构成机械式转向器储油罐储存液压油，有进、出油管接头，通过油管分别与转向液压泵和转向控制阀联接。转向液压泵安装在发动机1上，由曲轴通过传动带驱动，将液压油从储油罐处吸入加压后供给转向控制阀。转向控制阀通过阀芯相对阀体的转动来改变进入助力油缸的油路，从而改变是否向左还是向右助力或者是不助力。转向助力缸被活塞分隔成左右两个工作腔，左右两个工作腔通过油道分别与转向控制阀联接，活塞装在齿条上，随齿条一起移动[2]。
1-发动机 2-转向节臂 3-转向横拉杆 4-齿轮齿条式转向器 5-转向轴 6-转向盘 7-转向控制阀 8-齿轮 9-齿条 10-转向助力缸 11-储油罐 12-转向液压泵
图1-2 液压助力转向系统图
当我们在路面上开车直线行驶时，不改变方向时，即转向盘处于中间位置，此时这个转向控制阀也处于中间位置，转向助力缸中被活塞分隔的左右两个工作腔导通，同时，转向液压泵与转向油罐的油路也导通，此时，液压油的回路是油罐—油泵—油罐，转向液压泵无负载，处于卸荷状态，液压油不经过动力缸，此时不产生转向助力。当我们需要转弯时，是否会产生助力，助力情形是怎么样子的。这样，我们以右转为例来分析一下。当汽车向右转弯时，驾驶员向右转动转向盘即顺时针转动，这个时候传动轴就会带动齿轮轴转动，从而带动齿条移动，齿条又会带动跟它连接在一起的转向横拉杆移动，并带动转向节臂偏转，经过这一系列的传动机
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