本田飛度電動助力轉向系統機械部分的設計-資料下載頁

　　

【正文】 第五章 轉向傳動機構的布置形式 轉向傳動機構的作用轉向傳動機構的功用是將轉向器輸出的力和運動傳給轉向輪，使兩側轉向輪偏轉以實現汽車轉向，并保證左右轉向輪的偏轉角按一定關系變化。除此，傳向傳動機構除傳力外，還要承受沖擊和振動[12]。設有減振緩沖裝置，并能自動消除磨損后的間隙，為避免發生運動干涉，采用鉸鏈連接。 與獨立懸架配用的轉向傳動機構的組成 由于本田飛度所采用的懸架是麥弗遜式獨立懸架，所用轉向器是齒輪齒條轉向器，所以轉向橋必須是斷開的，與此同時，轉向傳動機構中的轉向梯形也必須分成兩段或三段。轉向搖臂在平行于路面的平面上擺動，直接帶動或通過轉向直拉桿帶動轉向梯形臂運動。[13]。其中51(a)、(b)所示的機構與循環球式轉向器配用，圖51(c)、51(d)所示的機構與齒輪齒條式轉向器配用。(a)(b)與循環球式轉向器配用的轉向傳動機構(c)(d)與齒輪齒條式轉向器配用的轉向傳動機構1轉向搖臂 2轉向直拉桿 3左轉向橫拉桿 4右轉向橫拉桿 5左梯形臂 6右梯形臂 7搖桿 8懸架左擺臂 9懸架右擺臂 10齒輪齒條式轉向器圖51 與獨立懸架配用的轉向傳動機構示意圖 轉向搖臂如圖52所示為常見轉向搖臂的結構形式，其大端具有三角細花鍵錐形孔，用以與轉向搖臂軸外端相連接，并用螺母固定；其小端帶有球頭銷，以便與轉向直拉桿做空間鉸鏈連接。轉向搖臂安裝后從中間位置向兩邊擺動的角度應大致相等，故在把轉向搖臂安裝到搖臂軸上時，二者相應的角度位置應正確。為此，常在搖臂大孔外端面上和搖臂軸的外端面上各刻有短線，或是在二者的花鍵部分上都少銑一個齒作為裝配標記。裝配時應將標記對齊。1轉向搖臂軸 2轉向搖臂 3球頭銷圖52 轉向搖臂 轉向直拉桿 轉向直拉桿是轉向搖臂與轉向節臂之間的傳動桿件，具有傳力與緩沖的作用，在轉向輪偏轉且因懸架彈性變形而相對于車架跳動時，轉向直拉桿與轉向搖臂及轉向節臂的相對運動都是空間運動[14]，為了不發生運動干涉，三者之間的連接件都是球形鉸鏈。桿端開有油嘴，用來注入潤滑脂以潤滑內部，如圖53所示。壓縮彈簧能自動消除因球頭與座磨損而產生的間隙，彈簧座的小端與球頭座之間留有不大的間隙，作為彈簧緩沖的余地，并可限制緩沖時彈簧的壓縮量（防止彈簧過載）。此外，當彈簧折斷時此間隙可保證球頭銷不致從管孔中脫出。端部螺塞可以調整此間隙，調整間隙的同時也調整了前彈簧的預緊度，調好后用開口銷固定螺塞的位置，以防松動。1端部螺塞 2球頭座 3壓縮彈簧 4彈簧座 8油嘴 6座塞 7直拉桿體 9轉向節臂球頭銷 10油封墊 11油封墊護套 12轉向搖臂 13球頭銷圖53 轉向直拉桿 轉向橫拉桿轉向橫拉桿與梯形轉向桿系相似，球頭銷通過螺紋與齒條相連接，當這些球頭銷依照制造廠商的規范擰緊時，球頭銷就起了一個預載荷的作用，防塵套裝在轉向器兩側的殼體和轉向橫拉桿上，阻止雜物進入球銷和齒條當中，轉向橫拉桿端部與外端用螺紋連接，側面螺母將橫拉桿外端與橫拉桿鎖緊，如圖54 圖54 轉向橫拉桿 轉向節轉向節則是轉向傳動機構的一個重要組成部分，由于結構特殊并承載著車輛運動的各種沖擊力，所以它的性能的好壞直接影響著整個轉向系統的功能并影響車輛總體的操縱性能。轉向節是轉向系的轉向傳動機構中的一部分，由于轉向傳動機構用于把轉向器輸出的力和運動傳給左、右轉向節并使左、右轉向輪按一定關系進行偏轉。在行駛中，來自路面的力和力矩經輪胎、轉向節、懸架傳給車身。所以，轉向節應該具有足夠的強度、剛度和良好的動態特性。同時，合理的轉向節設計對轉向系統的安全性、轉向性都有很好的作用。轉向節形狀比較復雜，集中了軸、套、盤環、叉架等四類零件的結構特點，主要由支承軸頸、法蘭盤、叉架三大部分組成。支承軸頸的結構形狀為階梯軸，其結構特點是由同軸的外圓柱面、圓錐面、螺紋面，以及與軸心線垂直的軸肩、過渡圓角和端面組成的回轉體；法蘭盤包括法蘭面、均布的連接螺栓通孔和轉向限位的螺紋孔；叉架是由轉向節的上、下耳和法蘭面構成叉架形體的。 車輛轉向時圍繞主銷轉動，主銷靠轉向節支撐，所以轉向節的結構，對車輪的定位有很重要的影響。其中包括主銷后傾角γ和主銷內傾角β及主銷偏移距c等。 主銷后傾角γ所謂主銷后傾，是將主銷(即轉向軸線)的上端略向后傾斜。 主銷后傾的存在可以幫助車輪自動回正。由于主銷后傾的存在使地面對輪胎的側向力產生了繞主銷的力矩，當車輪向右偏轉時，地面對輪胎的側向力指向右側，使車輪產生繞主銷向左偏轉的力矩，此力矩便是幫助車輪自動回正的回正力矩。經分析我們知道，此力矩總是與車輪偏轉的方向相反。因此當汽車直線行駛中偶然受外力作用而稍有偏轉或轉彎時，主銷后傾的存在能幫助汽車保持直線行駛的穩定性和使車輪自動回正。從主銷后傾產生回正力矩的原因可知，此回正力矩 M 與主銷后傾角α和側向力 Fy 成正比，即： （51）式中：r為汽車車輪半徑。 因此，主銷后傾角設計得不宜過大，否則，回正力矩過大，將導致回正過猛，轉向沉重。主角后傾角設計得也不能太小，否則，回正力矩不夠，將使直線行駛穩定性不好，行駛中車輪出現漂浮、游移不定的現象，并且轉向后不易回正[15]。 主銷內傾角β汽車轉向節主銷軸線與鉛垂線在垂直于車輛縱向對稱平面的平面上的投影銳角叫主銷內傾角，當主銷內傾也有使前輪自動回正的作用，但它的回正機理與主銷后傾不一樣。當前輪轉向時，車輪繞主銷旋轉，由于主銷內傾的作用，將使車身有抬高的傾向。這種系統位能的提高便產生回正力矩，設Q為輪荷，δ是前輪轉角，D為車輪安裝中心至轉向節節點之間的距離，則此回正力矩 為: （52） 一般來說，在高速行駛時，側向力Fy要回正力矩比要大的多，因此可以說，主銷后傾主要在高速時起回正作用，而主銷內傾主要在低速時起回正作用。主銷內傾角同樣要有個合適的范圍。主銷內傾角過大，回正力矩太大，而且轉向時車輪繞主銷偏轉的過程中，輪胎將受到較大的路面滑動摩擦力，這樣將使轉向沉重，同時加速了輪胎的磨損。主銷內傾角過小，由于力矩的增加，使轉向沉重，而且使汽車穩定直線行駛的能力變差，駕駛員不得不因此而時刻注意掌握方向盤，使精神過于緊張 本章小結 本章主要介紹轉向系統傳動機構的組成及作用，其次，還詳細地介紹轉向節組成及作用和相關的參數的影響。結 論在各種形形式式的汽車當中，轉向系統是它們必不可少的重要組成部分，汽車的轉向系統是用來改變或保持汽車行駛方向的專設機構，主要由轉向操縱機構、轉向輪、轉向器和轉向傳動機構四大部分組成。汽車轉向性能是確保汽車安全的主要性能之一，它能直接影響汽車在行駛中的安全穩定性，對于確保汽車安全行駛、減少交通事故，改善駕駛員的工作條件和保護車上人員的生命安全起著至關重要的作用。近年來，汽車行業的發展前景越來越好，進入人們家庭步伐的進程的加快，人們對汽車的要求不僅僅是代步而已，更多的表現是對駕駛性和舒適性的重視，而電動助力轉向系統采用了目前社會上最新的電子技術，全新的電腦控制技術和高性能的電機控制技術，確保汽車在不同的行駛狀況時擁有最好的轉向操縱性和可靠性。本畢業論文就是在這種大前提下對本田飛度汽車電動助力轉向系統做了初步的探討研究。本畢業論文采用理論研究和借鑒研究的方法，對電動助力轉向系統進行了初步的理論探討和機械部分的設計。本次論文完成的主要內容如下：（1）汽車電動助力轉向系統的簡要介紹。介紹了轉向系統的發展狀況，通過介紹電動助力轉向系統的組成、工作原理，總結出電動助力轉向的優點。并探討了電動助力轉向在國內外的發展狀況，總結出將來電動助力轉向系統在不遠的將來必定會有廣闊的應用，也是未來動力轉向的發展趨勢。（2）深入探討研究電動助力轉向系統的總體組成。對電動助力轉向系統的類型和各自的特點做了詳細的分析，并對電動助力轉向系統的關鍵部件一一做了詳細的說明分析，還介紹了三種機械轉向器，并最終選擇了齒輪轉向器作為設計的轉向器。（3）電動助力轉向系統的設計。介紹了一些轉向系的主要參數，并確定了飛度的主要參數。還通過計算計出了傳動載荷。（4）對齒輪齒條式轉向器進行了設計和計算。通過查閱相關書籍了解到齒輪的材料，熱處理方式和計算相關的應力。并初步確定齒輪的參數和尺寸。最后校核齒面的強度。（5）介紹了獨立懸掛配用的轉向傳動機構的組成和一些主要部件的介紹。由于本人學術知識水平有限，對電動助力轉向系統的研究還不是十分完善，對機械部分的設計也不是做的十分到位，還有很多的不足。總之，通過這次畢業論文，我對電動助力轉向系統有了更深一層的了解，也對自己以前在校學到的知識得到鞏固。這次畢業論文的研究工作只是剛剛開了個頭，以后還有很多知識需要我們不斷地去探索學習。參考文獻[1]邢忠義. 汽車新結構和新技術[M]. 北京：機械工業出版社, [2]徐建平. 電動助力轉向系統設計和分析[J]. 江蘇大學碩士學位論文, 2004[3]唐文初,鄧寶清. 汽車構造[M]. 廣州：華南理工大學出版社, [4]黃鎮昌. 互換性與測量技術[M]. 廣州：華南理工大學出版社, [5]李之闊. 橋車電助力轉向系統結構設計及運動分析[J]. 山東科技大學本科畢業設計論文, 2011[6]紀名剛,濮良貴. 機械設計[M]. ：高等教育出版社, [7]陳錦昌. 計算機工程制圖[M]. ：華南理工大學出版社, [8]范鑫. 方向盤下的玄機（二）詳解可變轉向系統[J]. 汽車之家, 2012[9]余志生. 汽車理論[M]. ：機械工業出版社, [10]王望予. 汽車設計[M]. ：機械工業出版社, [11]高 朔. 電動助力轉向系統能否“助力”未來[J]. 中國汽車報, 2003107(24)[12]何仁,苗立東,羅石. 電動助力轉向系統電動機與減速機構的匹配研究[J]. 公路交通科技, 2005.[13]劉惟信. 汽車設計[M]. 北京：青華大學出版社，[14]. 轎車構造圖集[M]. 北京：人民交通出版社，2002 5657[15]吳宗澤. 機械設計課程設計手冊[M]. 北京：高等教育出版社，致 謝歷時將近三個多月的努力，我的畢業論文也接近尾聲，在論文完成之際，我首先要感謝一直以來關心幫助和指導我完成論文的指導導師 老師。沒有您的耐心指導和學習上的無私幫助，我不可能完成這論文。另外，李毓洲老師嚴謹的治學態度、求實的工作作風給我留下了深刻的印象，對我以后工作學習也有莫大的幫助。在此，我謹向李毓洲老師致以崇高的敬意和誠摯的感謝。同時，在圖書館查閱相關的資料時，圖書館的老師們也給我提供了很多方面的支持和幫助，在此，我向幫助和指導過我的老師們表示最衷心的感謝。感謝09汽服3班的同學們，畢業設計的完成也離不開你們的無私的幫助和支持。特別要感謝一直生我養我的家人，沒有你們一如既往的支持，我也不會有今天，謝謝你們，我的父母親。由于本人學術水平有限，本次畢業論文一定存在很多不足的地方，懇請各位老師和學友們批評和指正，以求在今后工作學習中做出近一步改進和提高。最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位教授老師們，謝謝！