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城市SUV汽车循环球式转向系统设计

摘 要

汽车在行驶过程中，经常需要改变行驶方向，汽车转向系是汽车转向运动的装置，该系统由操纵机构，转向器，传动机构三部分组成，作为整车的一个重要总成，是影响汽车操纵稳定性和行驶安全性的关键系统之一。本文即完成了与长城哈弗H5欧风版（两驱）独立悬架系统相配用的循环球式转向系统设计。

在城市SUV汽车循环球式转向系统设计过程中，首先确定汽车转向系统的结构型式为机械转向，明确转向系的主要设计要求，选择长城哈弗H5欧风版（两驱）作为设计的基础车型，参考该车型的主要技术参数，逐步确定了转向系的主要性能参数，例如转向系的力传动比i_p^''=203.66、作用在方向盘上的手力?_h=128.45N等。其次进行了循环球式转向器结构型式选择及其设计计算，确定了循环球式转向器的角传动比转向器的角传动比i_ω=17.15，完成了螺杆-钢球-螺母传动副及齿条-齿扇传动副的设计，并对循环球式转向器的重要零件进行了强度校核，如对钢球与滚道间的接触应力及转向摇臂轴强度的校核，结果均符合设计要求。最后设计了转向传动机构。长城哈弗H5欧风版（两驱）的前悬架系统采用了麦弗逊式独立悬架，所以本次设计相应采用分段式转向梯形机构，用图解法确定了转向横拉杆的断开点位置，并验证了内外轮转角关系，对转向系的转向梯形进行了优化设计，得到了良好的转向梯形特性，最终完成了循环球式转向系统设计，确保将该设计方案运用到车辆上时具有良好的转向性能。

 

关键词：城市SUV，转向系统,机械转向,循环球式转向器,断开式转向梯形

 

 

 

目 录

第一章 转向系统概述 1

§1.1 汽车转向系统 1

§1.1.1 机械转向系 1

§1.1.2 动力转向系 2

§1.1.3 转向系的主要设计要求 3

§1.2 转向器及转向操纵机构 4

§1.2.1 转向器的传动效率及转向盘自由行程 4

§1.2.2 循环球式转向器 5

§1.2.3 转向操纵机构 6

§1.3 哈弗H5欧风版（两驱）技术参数 8

第二章 转向系的主要性能参数 10

§2.1 转向系的效率 10

§2.2 转向系的角传动比与力传动比 11

§2.2.1 角传动比 11

§2.2.2 力传动比 12

§2.2.3 转向器角传动比的变化规律 15

§2.3 转向器的传动间隙特性 17

§2.4 转向系的刚度及转向盘的总转动圈数 17

§2.4.1 转向系的刚度 17

§2.4.2 转向盘的总转动圈数 19

第三章 循环球式转向器结构型式选择及其设计计算 20

§3.1 循环球式转向器的角传动比 21

§3.2 螺杆-钢球-螺母传动副 22

§3.3 齿条-齿扇传动副 25

§3.4 循环球式转向器零件的强度计算 32

§3.4.1 钢球与滚道间的接触应力 32

§3.4.2 螺杆在弯扭联合作用下的强度计算 35

§3.4.3 转向摇臂轴直径的确定 36

第四章 转向传动机构设计 37

§4.1 转向传动机构概述 37

§4.2 转向梯形机构设计 40

§4.2.1 整体式转向梯形机构设计 40

§4.2.2 分段式转向梯形机构 45

§4.3 转向传动机构的臂、杆与球销 47

§4.3.1 转向摇臂的强度计算 49

§4.3.2 转向纵拉杆与横拉杆的计算 50

§4.3.3 球销的强度与耐磨性校核 51

结  论 52

参考文献 53

致  谢 54