转向器介绍资料

转向器介绍资料第1页/共45页一、转向器的发展历程二、转向器的作用三、转向器的分类及其特点四、转向梯形五、齿轮齿条式转向器六、齿轮齿条式转向器的性能参数七、齿轮齿条式转向器的生产制造第2页/共45页一、转向器发展历程最初的汽车是没有转向器的，其转向装置可以类比船的船舵。第3页/共45页齿轮齿条式转向器很早便在奔驰汽车上得到应用，在1920年以前，许多牌号汽车都用这种转向器，因此这种转向器是应用最早的转向器之一。（直齿圆柱齿轮）从1900年到1939年期间，汽车工业发达国家又开发了蜗杆滚轮式转向器和蜗杆指销式转向器，并在各型汽车上应用。我国在60年代生产的汽车，以采用蜗杆滚轮式转向器为主,进入70年代，东风汽车公司生产的汽车采用蜗杆指销式转向器。1939年以后又开发出效率更高的循环球式转向器。我国从60年代开始应用于货车，进入80年代又在轿车、客车和越野车上广泛应用，并开发了变速比循环球式转向器。现今的前驱轿车及轻型货车等均采用齿轮齿条式转向器。（斜齿圆柱齿轮）第4页/共45页二、转向器的作用转向执行机构1、增大来自转向盘的转矩，使之达到足以克服转向轮与路面之间的转向阻力矩；2、将与转向传动轴连接在一起的主动齿轮的转动，转换成齿条的直线运动而获得所需要的位移；3、通过选取不同的螺（蜗）杆上的螺纹螺旋方向，达到使转向盘的转向方向与转向轮转动方向协调一致的目的。第5页/共45页三、转向器的分类循环球式转向器齿轮齿条式转向器蜗杆指销式转向器蜗杆滚轮式转向器第6页/共45页1、循环球式转向器优点：在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，因而正效率能达到75%~85%；在结构上和工艺上采取措施，其中包括提高制造精度，工作表面的粗糙度足够的低，螺杆、螺母上的螺旋槽经淬火和磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨性能，可保证有足够的使用寿命；转向器的角传达比可以设计成可变的，以适应不同车型的需要；工作平稳可靠；消除齿扇与齿条齿之间间隙的调整工作容易进行；适合于做整体式动力转向器等。缺点：逆效率高，因而汽车在坏路面上行驶容易“打手”；结构复杂；制造困难，制造精度要求高。第7页/共45页第8页/共45页2、齿轮齿条式转向器优点：正效率高达75%~90%；因齿轮齿条式转向器主要由小齿轮、齿条、转向器壳体和消除间隙机构组成，所以零件数量少；采用这种转向器有时能省去转向摇臂轴、转向摇臂及纵拉杆等，同时齿条常与横拉杆做成一体，使转向系结构简单、制造成本低，并使转向轮转角能够增大；转向器壳体可以采用铝合金或者镁合金压铸而成，质量较小；齿轮与齿条因磨损出现间隙后，能自动消除。除此之外齿轮齿条式转向器还有磨损较慢、工作可靠、转向器占用空间小、可以设计成变速比转向器和用来做整体式动力转向器等优点。缺点：逆效率高，大约比正效率低10%，因此在坏路面上行驶时，由于路面不平作用到转向轮上的力会大部分传给转向盘而造成打手，不利于安全驾驶。为了克服这一缺点，有些汽车设置有转向减振器。第9页/共45页第10页/共45页四、转向梯形转向梯形转向梯形有整体式和断开式两种，选择整体式或断开式转向梯形方案与悬架采用何种方案有联系。无论采用哪一种方案，必须正确选择转向梯形参数，做到汽车转弯时，保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行驶，使在不同圆周上运动的车轮，作无滑动的纯滚动运动。同时，为达到总体布置要求的最小转弯直径值，转向轮应有足够大的转角。整体式梯形断开式梯形前置梯形后置梯形第11页/共45页1．整体式转向梯形整体式转向梯形是由转向横拉杆1，转向梯形臂2和汽车前轴3组成，如图所示。其中梯形臂呈收缩状向后延伸。这种方案的优点是结构简单，调整前束容易，制造成本低；主要缺点是一侧转向轮上、下跳动时，会影响另一侧转向轮。第12页/共45页2．断开式转向梯形

转向梯形的横拉杆做成断开的，称之为断开式转向梯形。如图所示。断开式转向梯形的主要优点是它与前轮采用独立悬架相配合，能够保证一侧车轮上、下跳动时，不会影响另一侧车轮；与整体式转向梯形比较，由于杆系、球头增多，所以结构复杂，制造成本高，并且调整前束比较困难。第13页/共45页3、梯形机构断开点的确定断开点的位置对于转向梯形至关重要，影响转向梯形的传动效率以及内外轮的转角。横拉杆上断开点的位置与独立悬架形式有关。采用双横臂独立悬架，常用图解法(基于三心定理)确定断开点的位置。详细见《汽车设计》第14页/共45页五、齿轮齿条式转向器1、根据输入齿轮位置和输出特点，齿轮齿条式转向器有四种形式，即中间输入、两端输出；侧面输入、两端输出；侧面输入、中间输出；侧面输入、一端输出。a)中间输入、两端输入；b)侧面输入、两端输出；c)侧面输入、中间输出；d)侧面输入、一端输出第15页/共45页2、转向器的总成结构及安装结构结构1：

阀壳体+贯通式齿轮壳体+液压缸结构2：

阀壳体+不贯通式齿轮壳体+液压缸结构3:

整体壳体+液压缸第16页/共45页安装结构第17页/共45页3、齿轮齿条式转向器类型及结构齿轮齿条式转向器齿轮齿条式动力转向器齿轮齿条式机械转向器第18页/共45页（1）液压动力转向器第19页/共45页（2）、齿轮齿条机械式转向器第20页/共45页4、液压动力转向器的工作原理第21页/共45页小齿轮轴第22页/共45页车辆直线行驶

第23页/共45页车辆向右行驶第24页/共45页车辆向左行驶第25页/共45页五、转向器的参数第26页/共45页性能要求：（1）传动效率特性（2）间隙特性（3）总圈数及齿条行程（4）力特性曲线（液压动力转向器）（5）全行程空载转动力矩（6）轴向力（7）转向拉杆性能要求第27页/共45页1、传动效率（1）正效率功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率，用符号η+表示，η+=(P1—P2)／Pl；（2）逆效率功率P3从转向摇臂输入，经转向轴输出所求得的效率称为逆效率，用符号η-表示，η-=(P3—P2)／P3。式中，P2为转向器中的摩擦功率；P3为作用在转向摇臂轴上的功率。为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高。为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有一定的逆效率。第28页/共45页2．转向器传动间隙特性传动间隙是指各种转向器中传动副之间的间隙。该间隙随转向盘转角φ的大小不同而改变，并把这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性。研究该特性的意义在于它与直线行驶的稳定性和转向器的使用寿命有关。第29页/共45页3、总圈数及行程转向系的传动比包括转向系的角传动比和转向系的力传动比。增大角传动比可以增加力传动比，使操纵轻便。但对于一定的转向盘角速度，转向轮偏转角速度与转向器角传动比成反比。角传动比增加后，转向轮偏转角速度对转向盘角速度的响应变得迟钝，使转向操纵时间增长，汽车转向灵敏性降低。

转向轻便性与灵敏性是一矛盾体第30页/共45页4、力特性曲线油压与转向盘转矩关系第31页/共45页常将静特性曲线划分为四个区段。在输入转矩不大的时候，相当于图中A段，是直线行驶位置附近小角度转向区，曲线呈低平形状，油压变化不大；汽车原地转向或调头时，输入转矩进入最大区段(图中C段)，要求助力转向效果应当最大，故油压曲线呈陡而直状上升；B区段属常用快速转向行驶区段，要求助力作用要明显，油压曲线的斜率变化应较大，曲线由较为平缓变陡。除此之外，上述三个区段之间的油压曲线过渡要求平滑，D区段曲线就表明是一个较宽的平滑过渡区间。要求动力转向器向右转和向左转的静特性曲线应对称。对称性可以评价分配阀的加工和装配质量。要求对称性大于0.85。第32页/共45页六、齿轮齿条式转向器的生产制造1、齿轮的加工

转向齿轮的齿采用滚齿法加工。通常用两台滚齿机分两道工序进行：先滚齿成形，经渗碳处理后再精滚以达到齿的最终精度要求，避免了由于热处理引起的齿变形而导致齿轮精度下降。转向齿轮与扭杆的连接，通过配钻，压入销钉。第33页/共45页第34页/共45页2、齿条的加工转向齿条的加工采用磨削或拉刀成形。由于齿条兼作油缸活塞杆，因此在热处理后必须增加较直工序以保证零件的直线度。齿条齿面采用电阻法淬火，硬度为52~58HRC。同时为提高轴部油封的密封性，减少密封件磨损，延长使用寿命，进行超精磨抛光，改善了齿条轴部的圆度及表面粗糙度。第35页/共45页第36页/共45页3、壳体加工转向器壳体一般采用铝合金压力铸造，再由加工中心加工而成。第37页/共45页第38页/共45页第39页/共45页4、阀芯、阀套的加工1）、阀套为转阀的主要零件，为保证精度，通常采用数控设备进行加工。阀套制造过程主要工序为：钻孔、铣内槽及磨内圆。阀套上的进油孔及出油孔的位置度直接影响到转阀总成的液压特性六（八）条内槽位置度将影响液压对称性2）、阀芯是影响液压特性的关键零件，其主要工序为：钻孔、铣凸耳、热爆炸去毛刺、插花键、淬火回火、磨外圆槽控制边、探伤。月牙槽及控制边的尺寸、形状精度要求非常高。阀芯的关键