節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含4張CAD零件圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】
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購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 開題報(bào)告 學(xué)生姓名 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 講師 工作單位 課題來源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應(yīng)用設(shè)計(jì) 課題名稱 節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) (科學(xué)意義和應(yīng)用前景,國內(nèi)外研究概況,目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等 ) 一、 節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)的科學(xué)意義和應(yīng)用前景 自從 2004年以來,中國便超過日本成為了僅次于美國的世界第二大能源消耗國。能源問題和環(huán)境問題越來越突出,實(shí)行可持續(xù)發(fā)展才是社會(huì)發(fā)展的根本方法。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的發(fā)展,中 國的汽車保有量也越來越大,汽車成為了人們生活中的必不可少的工具,有燃燒就有消耗,汽車逐漸成為能源消耗和尾氣排放的大戶。設(shè)計(jì)節(jié)能型汽車是順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。 隨著近年來社會(huì)環(huán)境越來越差,污染越來越嚴(yán)重。能源節(jié)約,環(huán)境保護(hù)問題也就經(jīng)漸漸受到人們越來越多的關(guān)注。 自然資源日漸減少尤其是石油資源這些都預(yù)示著當(dāng)今的汽車發(fā)招必須以節(jié)能為主題。 二、節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)的國內(nèi)外研究概況 1、節(jié)能小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)狀況 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源,其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操 縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。 從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列部件和零件屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。 由 轉(zhuǎn)向搖臂至轉(zhuǎn)向梯形這一系列部件和零件( 不含轉(zhuǎn)向節(jié))均屬于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系。在正常情況下, 汽車轉(zhuǎn)向所需能量,只有一小部分由駕駛員提供,而大部分是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置提供的。但在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置失效時(shí),一般還應(yīng)當(dāng)能由駕駛員 獨(dú)立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。因此,動(dòng)力轉(zhuǎn)向系是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置而形成的。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 鼓式剎車是一種傳統(tǒng)的制動(dòng)方式,其工作原理可以很形象地用一只咖啡杯來形容.剎車鼓就像咖啡杯,當(dāng)您將五個(gè)手指伸入旋轉(zhuǎn)的咖啡杯時(shí),手指就是剎車片 ,只要您將五指向外一張,摩擦咖啡杯內(nèi)壁 ,咖啡杯就會(huì)停止旋轉(zhuǎn).汽車上的鼓式剎車簡單點(diǎn)說是由制動(dòng)油泵 ,活塞 ,剎車片和鼓室組成 ,剎車時(shí)由制動(dòng)分泵的高壓剎車油推動(dòng)活塞, 對(duì)兩片半月形的制動(dòng)蹄片施加作用力 ,使其壓緊鼓室內(nèi)壁 ,靠摩擦力阻止剎車鼓轉(zhuǎn)動(dòng)從而達(dá)到制動(dòng)效果。 盤式制動(dòng)又稱碟式制動(dòng),其工作原理可用 一只碟子來形容,您用拇指和食指捏住旋轉(zhuǎn)的碟子時(shí) ,碟子也會(huì)停止旋轉(zhuǎn).汽車上的碟式剎車是由剎車油泵 ,一個(gè)與車輪相連的剎車圓盤和圓盤上的剎車卡鉗組成.剎車時(shí),高壓剎車油推動(dòng)卡鉗內(nèi)的活塞 ,將制動(dòng)蹄片壓向剎車盤從而產(chǎn)生制動(dòng)效果,碟式剎車碟式剎車有時(shí)也叫盤式剎車 ,它分普通盤式剎車和通風(fēng)盤式剎車兩種。 通風(fēng)盤式剎車是在兩塊剎車盤之間預(yù)留出一個(gè)空隙 ,使氣流在空隙中穿過 ,有些通風(fēng)盤還在盤面上鉆出許多圓形通風(fēng)孔,或是在盤面上割出通風(fēng)槽或預(yù)制出矩形的通風(fēng)孔.通風(fēng)盤式剎車?yán)蔑L(fēng)流作用 ,其冷熱效果要比普通盤式剎車更好。碟式剎車的主要 優(yōu)點(diǎn)是在高速剎車時(shí)能迅速制動(dòng),散熱效果優(yōu)于鼓式剎車 ,制動(dòng)效能的恒定性好 ,便于安裝像 樣的高級(jí)電子設(shè)備.鼓式剎車的主要優(yōu)點(diǎn)是剎車蹄片磨損較少 ,成本較低 ,便于維修、由于鼓式剎車的絕對(duì)制動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碟式剎車 ,所以普遍用于后輪驅(qū)動(dòng)的卡車上 . 三 汽車節(jié)能技術(shù) 【 用于改進(jìn)汽車能源消耗的技術(shù)。汽車節(jié)能措施涉及方方面面,就中國的現(xiàn)狀而言,有效措施包括以下幾個(gè)方面:公路與交通設(shè)施的合理配套,車型及油品按需生產(chǎn)配 置,運(yùn)營的合理等非技術(shù)問題。技術(shù)方面,保證產(chǎn)品質(zhì)量,按照規(guī)范使用和維護(hù)機(jī)器,改變汽油機(jī)燃燒方式以提高能量轉(zhuǎn)換效率。在現(xiàn)有的燃燒方式下,可以采取以下手段進(jìn)行節(jié)能:改進(jìn)供油系統(tǒng),汽油機(jī)改氣缸燃油噴射,可提高汽油燃燒效率;改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng),提高汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性;減少發(fā)動(dòng)機(jī)附件損失,合理使用配件,進(jìn)行相應(yīng)的改裝。 進(jìn)行相應(yīng)的改裝。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 (具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問題、預(yù)期成果和 提 供 的 形式) 一、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、設(shè)計(jì)一種轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng),適合于節(jié)能小車; 2、設(shè)計(jì)電子控制輔助裝置 ,可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向性能,安全性能好,駕駛舒適性增加。 二、預(yù)期成果 1、轉(zhuǎn)向部分 1)設(shè)計(jì)目標(biāo): 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,完整地設(shè)計(jì)出裝配圖一套、零件圖若干,設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。 2)設(shè)計(jì)要求:系統(tǒng)地說明設(shè)計(jì)過程中問題的解決及全部計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括有關(guān)計(jì)算簡圖,如主要參數(shù)的選擇及設(shè)計(jì)與校核、轉(zhuǎn)向方案簡圖、相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)簡圖、零件的受力分析圖、彎矩和扭矩圖等。 3)計(jì)算過程完整有序,計(jì)算結(jié)果正確清晰,文字說明簡明通順。計(jì)算過程只需列出已知條件、計(jì)算公式,將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式,省略計(jì)算過 程,直接寫出計(jì)算結(jié)果。將計(jì)算結(jié)果整理后,寫入右邊欄內(nèi),并注明此結(jié)果是否“合用”或“安全”等結(jié)論。 4)任務(wù)完成驗(yàn)收時(shí)提供材料:設(shè)計(jì)說明書一份,總裝配圖 2張、零件圖若干。 2、制動(dòng)部分 制動(dòng)設(shè)計(jì)部分,以碟剎為例,要求提供以下設(shè)計(jì)資料,并裝訂成冊: 1)裝置結(jié)構(gòu)圖 2)制動(dòng)設(shè)計(jì)圖 3)完整的設(shè)計(jì)說明 4)所用器件、元件的明細(xì)表 5)操作原理簡要說明 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 (設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等) 一、 設(shè)計(jì)方法 查閱資料,設(shè) 計(jì)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)并運(yùn)用 二、 技術(shù)要求 根據(jù)給定的參數(shù),利用參數(shù)化建模技術(shù),設(shè)計(jì)節(jié)能小車的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng),能進(jìn)行動(dòng)畫演示 。 三、 可能遇到的問題 若制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不正確,可以請(qǐng)教老師; 若裝配圖有問題,可以查閱資料或請(qǐng)教同學(xué); 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目已具備的條件 (包括過去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ),現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及 協(xié) 作 條 件等) 汽車設(shè)計(jì)參數(shù)可參考相關(guān)書籍自己擬定 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位 ) 1 完成開題報(bào)告 5 查閱資料,確定設(shè)計(jì)方案 7 計(jì)算所需參數(shù) 9 畫出各個(gè)零件圖和裝配圖 11 轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)測試 13 細(xì)節(jié)工作,準(zhǔn)備答辯 開 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 姓 名 職 務(wù)(職 稱) 姓 名 職 務(wù)(職 稱) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 教 師 論 證 情 況 摘 要 記錄人: 指 導(dǎo) 教 師 意 見 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名: 年 月 日 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 摘 要 隨著產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整,就業(yè)結(jié)構(gòu)也將發(fā)生變化。企業(yè)對(duì)較高層次的第一線應(yīng)用型人才的需求將明顯增加,培養(yǎng)相當(dāng)數(shù)量的具有高等文化水平的職業(yè)人才,成為迫切要求。因此熟悉 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ,熟練掌握現(xiàn)代化 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、操作和維護(hù)的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才成為社會(huì)較緊缺、企業(yè)最需要的人才。 隨著汽車工業(yè)的 迅速發(fā)展,轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化?,F(xiàn)代汽車轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)趨勢主要向適應(yīng)汽車高速行駛的需要、充分考慮安全性、輕便性、低成本、低油耗、大批量專業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展。 本文闡述了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各個(gè)部分的作用、組成、主要構(gòu)造、工作原理、及可能出現(xiàn)的故障,同時(shí)提出了對(duì)出現(xiàn)的故障進(jìn)行維修的可行方案;采用了理論與實(shí)際相結(jié)合的方法,對(duì)每個(gè)問題都有良好的認(rèn)識(shí),對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了良好的總結(jié)歸納,以此進(jìn)一步熟悉掌握汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的各方面知識(shí),深化鞏固所學(xué)知識(shí),做到理論與實(shí)際相結(jié)合,在理論學(xué)習(xí)的前提下,用實(shí)際更好的理解所學(xué)內(nèi)容。 關(guān)鍵詞 : 節(jié) 能小車 轉(zhuǎn)向 制動(dòng) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 of of it be to a of of of of of of of is to of of of of of a of a to in to of of of in of to 1 目 錄 第 1章 緒論 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) ........................................... 3 車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 ....................................... 3 向系統(tǒng)簡介及工作原理 ................................. 3 向操縱機(jī)構(gòu) ..................................... 4 械轉(zhuǎn)向器 ....................................... 4 向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ..................................... 4 第 2章 節(jié)能小車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................... 7 動(dòng)器的選擇 ........................................... 7 動(dòng)系統(tǒng)的布置形式 ..................................... 7 動(dòng)總成的相關(guān)計(jì)算 ..................................... 8 動(dòng)系統(tǒng)的安裝與固定 ................................... 9 動(dòng)手柄的固定 ................................... 9 車線的固定 ..................................... 9 動(dòng)器的安裝與固定 ............................... 9 第 3章 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析 ................................... 10 輪齒條式轉(zhuǎn)向器 ...................................... 10 環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 ........................................ 11 蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器 ..................................... 12 桿指銷式轉(zhuǎn)向器 ...................................... 12 第 4章 轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù) ................................... 13 向系的效率 .......................................... 13 向器的正效率 ?? ............................... 13 向器的逆效率 ?? ............................... 14 動(dòng)比變化特性 ........................................ 15 向系傳動(dòng)比 .................................... 15 2 傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系 .................. 15 向器角傳動(dòng)比的選擇 ............................ 16 向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙△ t............................. 16 向盤的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù) .................................... 17 第 5章 轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................... 18 向系計(jì)算載荷的確定 .................................. 18 向器設(shè)計(jì) ............................................ 19 數(shù)的選取 ...................................... 19 算參數(shù) ........................................ 19 環(huán)球式轉(zhuǎn)向器零件強(qiáng)度計(jì)算 ............................ 20 球與滾道之間的接觸應(yīng)力 ? ...................... 20 向搖臂直徑的確定 .............................. 20 第 6章 動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................... 21 動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求 .................................. 21 向機(jī)構(gòu)的計(jì)算 ........................................ 21 寸計(jì)算 ........................................ 21 配閥的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................... 22 力轉(zhuǎn)向的評(píng)價(jià)指標(biāo) .................................... 25 第 7章 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................... 27 向傳送機(jī)構(gòu)的臂、桿與球銷 ............................ 28 件設(shè)計(jì)結(jié)果 .......................................... 28 結(jié)論 ........................................................... 30 致謝 ........................................................... 31 參考文獻(xiàn) ....................................................... 32 3 第 1章 緒論 能小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 用來改變或保持車輛行駛或倒退方向的一系列裝置稱為轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能就是按照駕駛員的意愿控制車的行駛方向。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)車輛的行駛安全至關(guān)重要,因此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)都是車輛安全必須要重視的兩個(gè)系統(tǒng)。 能小車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述 節(jié)能小車在行駛的過程中 ,需按駕駛員的意志改變其行駛方向。就輪式汽車而言 ,實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向的方法是 , 駕駛員通過一套專設(shè)的機(jī)構(gòu) ,使汽車轉(zhuǎn)向橋 (一般是前橋 )上的車輪 (轉(zhuǎn)向輪 )相對(duì)于汽車縱橫線偏轉(zhuǎn)一定角度。這一套用來改變或恢復(fù)汽車行駛方向的專設(shè)機(jī)構(gòu),即稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類:機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng):完全靠駕駛員手力操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng):借助動(dòng)力來操縱的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)又可分為液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動(dòng)助力動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 向系統(tǒng)簡介及工作原理 機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源,其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成如圖 1示。 圖 1向系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4 上圖是一種機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤施加的轉(zhuǎn)向力矩通過轉(zhuǎn)向軸輸入轉(zhuǎn)向器。從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列零件即屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。作為減速傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)向器中有級(jí)減速傳動(dòng)副。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橫拉桿,再傳給固定于轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂,使轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn),從而改變了汽車的行駛方向。這里,轉(zhuǎn)向橫拉桿和轉(zhuǎn)向節(jié)臂屬于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 向操縱機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成,它的作用是將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器。 械 轉(zhuǎn)向器 機(jī)械轉(zhuǎn)向器 (也常稱為轉(zhuǎn)向機(jī) )是完成由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng) (或近似直線運(yùn)動(dòng) )的一組齒輪機(jī)構(gòu),同時(shí)也是轉(zhuǎn)向系中的減速傳動(dòng)裝置。 目前較常用的有齒輪齒條式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球 桿滾輪式等。 向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié),使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn),且使二轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化,以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。 車轉(zhuǎn)向原理 汽車轉(zhuǎn)向時(shí),要使各車輪都只滾動(dòng)不滑動(dòng),各車輪必須圍繞一個(gè)中心點(diǎn) 圖 1然這個(gè)中心要落在后軸中心線的延長線上,并且左、右前輪也必須以這個(gè)中心點(diǎn) O 為圓心而轉(zhuǎn)動(dòng)。 為了滿足上述要求,左、右前輪的偏轉(zhuǎn)角應(yīng)滿足如下關(guān)系: ?? c o tc o t 5 圖 1向角 由轉(zhuǎn)向中心 O 到外轉(zhuǎn)向輪與地面接觸點(diǎn)的距離,稱為車轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎半徑越小,則汽車轉(zhuǎn)向所需場地就越小。當(dāng)外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達(dá)到最大值時(shí),轉(zhuǎn)彎半徑 R 最小。 向直拉桿 轉(zhuǎn)向直拉桿的作用是將轉(zhuǎn)向搖臂傳來的力和運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)向梯形臂 (或轉(zhuǎn)向節(jié)臂 )。它所受的力既有拉力、也有壓力,因此直拉桿都是采用優(yōu)質(zhì)特種鋼材制造的,以保證 工作可 *。直拉桿的典型結(jié)構(gòu)如圖 1轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)或因懸架彈性變形而相對(duì)于車架跳動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)向直拉桿與轉(zhuǎn)向搖臂及轉(zhuǎn)向節(jié)臂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)都是空間運(yùn)動(dòng),為了不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉,上述三者間的連接都采用球銷。 6 圖 1拉桿的典型結(jié)構(gòu) 向減振器 隨著車速的提高,現(xiàn)代汽車的轉(zhuǎn)向輪有時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺振(轉(zhuǎn)向輪繞主銷軸線往復(fù)擺動(dòng),甚至引起整車車身的振動(dòng)),這不僅影響汽車的穩(wěn)定性,而且還影 響汽車的舒適性、加劇前輪輪胎的磨損。在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)向減振器是克服轉(zhuǎn)向輪擺振的有效措施。轉(zhuǎn)向減振器的一端與車身(或前橋)鉸接,另一端與轉(zhuǎn)向直拉桿(或轉(zhuǎn)向器)鉸接。 圖 1振器 7 第 2 章 節(jié)能小車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 動(dòng)器的選擇 節(jié)能車的宗旨是節(jié)能減排,所以在滿足制動(dòng)力要求的情況下,要求制動(dòng)系統(tǒng)的重量最輕。綜合以上考慮,初步采用自行車用 2自行車用 2為節(jié)能車用制動(dòng)器。 相對(duì)低廉,重量 合 然會(huì)相對(duì)輕一些;性能 碟剎價(jià)格昂貴,其中優(yōu)質(zhì)油碟均在千元以上,重量相對(duì)重,雖然有車圈輕量化的優(yōu)勢,但是綜合而言,相對(duì)較重;性能 試比較復(fù)雜,但是磨合后工作相當(dāng)穩(wěn)定,不易受外界 條件影響。制動(dòng)力強(qiáng)勁,適合所有條件的騎行,抱死臨界域?qū)挕? 兩種制動(dòng)器各有優(yōu)缺點(diǎn),都滿足節(jié)能車的使用要求。 圖 2行車用 圖 2行車用碟剎 動(dòng)系統(tǒng)的布置形式 根據(jù)節(jié)能車的總體布置,節(jié)能車的車輪是前兩輪和后一輪的布置形式。在這種車輪布置形式下,節(jié)能車制動(dòng)系統(tǒng)有三種布置方案分別為前左右兩輪用碟剎制動(dòng)器、后輪用兩個(gè)自行車用 輪用一個(gè) 動(dòng)系統(tǒng)由大賽規(guī)則確定要求即在 11°的斜坡上能保證停留,而且制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)平時(shí)訓(xùn)練整車的操作安全性有很高的保證。經(jīng)過綜合比較研究決定采用兩套高效 為其價(jià)格相對(duì)便宜質(zhì)量與其他制動(dòng)件相對(duì)較輕。因?yàn)榍拜S的定位尺寸控制嚴(yán)格所以決定采用后剎系統(tǒng)。 8 動(dòng)總成的相關(guān)計(jì)算 制動(dòng)力的確定應(yīng)該保證節(jié)能車在滿載情況下于 11°斜坡上能完全制動(dòng),即沿斜面分力同制動(dòng)力平衡。 f (式中 G———— G= ———— α =11° f———— 滑動(dòng)阻力系數(shù) f=知 = =過汽車?yán)碚撝R(shí)分析可以得到如下關(guān)系式: (u\r (式中 —— 地面制動(dòng)力 ——— 附著力 —— 車輪給地面的法向反作用力 Φ ———— 附著系數(shù) —— 摩擦片與鼓盤的 制動(dòng)力矩 r———— 車輪半徑 已知 100× r=250u=據(jù)以上的計(jì)算可以確定所需采購的制動(dòng)閘的最小制動(dòng)力,以達(dá)到計(jì)算要求為優(yōu)。 自行車閘的扳手可以抽象成一個(gè)杠桿的力學(xué)模型,如右圖所示。 鋼索一端連在杠桿上的 一端連在曲梁上 ,當(dāng)人在 鋼索被拉動(dòng)。設(shè)人在剎車時(shí)用力集中于一點(diǎn) A,剛索拉力集中于 可得力矩平衡方程: 21=0 計(jì)算得 1*2,由于 :1,可知 1約為 3; 1。即扳手可以簡化成一個(gè)省力杠桿的模型,使人用較小的力捏閘時(shí),也可以對(duì)鋼索施加較大的拉力,以這個(gè)較大的拉力帶動(dòng)剎皮壓緊車輪,從而產(chǎn)生摩擦力。 自行車 1 所示的一個(gè)杠桿的力學(xué)模型,杠桿比 9 為 4:1,傳力比為 1:4。根據(jù)調(diào)查人的握力至少為 2000N,綜合扳手和制動(dòng)器的杠桿比 ,傳送到制動(dòng)閘上的制動(dòng)力至少為 4800N,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足設(shè)計(jì)要求。 動(dòng)系統(tǒng)的安裝與固定 動(dòng)手柄的固定 制動(dòng)手柄的固定參照自行車上扳手的固定方式,通過緊固螺絲將制動(dòng)手柄安裝在節(jié)能車把手上。 車線的固定 根據(jù)大賽規(guī)則,剎車裝配線等結(jié)構(gòu)需要從車內(nèi)穿過,以免與地面接觸造成摩擦。剎車線需要通過扎帶固結(jié)在車架上,防止與地面接觸。 動(dòng)器的安裝與固定 通過用防松螺栓螺母緊固的方式,將制動(dòng)器固定在車架上,部分地方采用鉚接的方式。 10 第 3 章 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析 輪齒條式轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器由與轉(zhuǎn)向軸做成一體的轉(zhuǎn)向齒輪和常與轉(zhuǎn)向橫拉桿做成一體的齒條組成。與其他形式的轉(zhuǎn)向器比較,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器最主要的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、緊湊;殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成,轉(zhuǎn)向器的質(zhì)量比較?。粋鲃?dòng)效率高達(dá) 90%;齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙以后,利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧。能自動(dòng)消除齒間間隙,這不僅可以 提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度。還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲;轉(zhuǎn)向器占用的體積小;沒有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿,所以轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角可以增大;制造成本低。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是:因逆效率高,汽車在不平路面上行駛時(shí),發(fā)生在轉(zhuǎn)向輪與路面之間沖擊力的大部分能傳至轉(zhuǎn)向盤,稱之為反沖。反沖現(xiàn)象會(huì)使駕駛員精神緊張,并難以準(zhǔn)確控制汽車行駛方向,轉(zhuǎn)向盤突然轉(zhuǎn)動(dòng)又會(huì)造成打手,同時(shí)對(duì)駕駛員造成傷害。 根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向起有四種形式:中間輸入,兩端輸出;側(cè)面輸入,兩端輸出;側(cè)面輸入,中間輸出;側(cè)面輸入,一端輸出。 采 用側(cè)面輸入,中間輸出方案時(shí),與齒條連的左,右拉桿延伸到接近汽車縱向?qū)ΨQ平面附近。由于拉桿長度增加,車輪上、下跳動(dòng)時(shí)拉桿擺角減小,有利于減少車輪上、下跳動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向系與懸架系的運(yùn)動(dòng)干涉。拉桿與齒條用螺栓固定連接,因此,兩拉桿那與齒條同時(shí)向左或右移動(dòng),為此在轉(zhuǎn)向器殼體上開有軸向的長槽,從而降低了它的強(qiáng)度。 采用兩端輸出方案時(shí),由于轉(zhuǎn)向拉桿長度受到限制,容易與懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。 側(cè)面輸入,一端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,常用在平頭貨車上。 容易齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器采用直齒圓柱齒輪與直齒齒條嚙合,則運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)降低,沖 擊大,工作噪聲增加。此外,齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角只能是直角,為此因與總體布置不適應(yīng)而遭淘汰。采用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器,重合度增加,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),沖擊與工作噪聲均下降,而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿足總體設(shè)計(jì)的要求。因?yàn)樾饼X工作時(shí)有軸向力作用,所以轉(zhuǎn)向器應(yīng)該采用推力軸承,使軸承壽命降低,還有斜齒輪的滑磨比較大是它的缺點(diǎn)。 11 齒條斷面形狀有圓形、 V 形和 Y 形三種。圓形斷面齒條的制作工藝比較簡單。 V 形和 Y 形斷面齒條與圓形斷面比較,消耗的材料少,約節(jié)省 20%,故質(zhì)量??;位于齒下面的兩斜 面與齒條托座接觸,可用來防止齒條繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng); Y 形斷面齒條的齒寬可以做得寬些,因而強(qiáng)度得到增加。在齒條與托座之間通常裝有用減磨材料(如聚四氟乙烯)做的墊片,以減少滑動(dòng)摩擦。當(dāng)車輪跳動(dòng)、轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向器工作時(shí),如在齒條上作用有能使齒條旋轉(zhuǎn)的力矩時(shí),應(yīng)選用 V 形和 Y 形斷面齒條,用來防止因齒條旋轉(zhuǎn)而破壞齒輪、齒條的齒不能正確嚙合的情況出現(xiàn)。 為了防止齒條旋轉(zhuǎn),也有在轉(zhuǎn)向器殼體上設(shè)計(jì)導(dǎo)向槽的,槽內(nèi)嵌裝導(dǎo)向塊,并將拉桿、導(dǎo)向塊與齒條固定在一起。齒條移動(dòng)時(shí)導(dǎo)向塊在導(dǎo)向槽內(nèi)隨之移動(dòng),齒條旋轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)向塊可防止齒條旋轉(zhuǎn)。要求這種結(jié)構(gòu)的 導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽之間的配合要適當(dāng)。配合過緊會(huì)為轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向輪回正帶來困難,配合過松齒條仍能旋轉(zhuǎn),并伴有敲擊噪聲。 根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對(duì)前軸位置的不同,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在汽車上有四種布置:形式轉(zhuǎn)向器位于前軸后方,后置梯形;轉(zhuǎn)向器位于前軸后方,前置梯形;轉(zhuǎn)向器位于前軸前方,后置梯形;轉(zhuǎn)向器位于前軸前方,前置梯形。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器廣泛應(yīng)用于乘用車上。載質(zhì)量不大,前輪采用獨(dú)立懸架的貨車和客車有些也用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器有螺桿和螺母共同形成的落選槽內(nèi)裝鋼球構(gòu)成的傳動(dòng)副 ,以及螺母上齒條與搖臂軸上齒扇構(gòu)成的傳動(dòng)副組成,如圖 3示。 圖 3環(huán)球式轉(zhuǎn)向器示意圖 12 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是:在螺桿和螺母之間因?yàn)橛锌梢匝h(huán)流動(dòng)的鋼球,將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦,因而傳動(dòng)效率可以達(dá)到 75%~ 85%;在結(jié)構(gòu)和工藝上采取措施后,包括提高制造精度,改善工作表面的表面粗糙度和螺桿、螺母上的螺旋槽經(jīng)淬火和磨削加工,使之有足夠的使用壽命;轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以變化;工作平穩(wěn)可靠;齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整工作容易進(jìn)行,適合用來做整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是 :逆效率高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難,制造精度要求高。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要用于商用車上。 桿滾輪式轉(zhuǎn)向器 蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器由蝸桿和滾輪嚙合而構(gòu)成。主要優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單;制造容易;因?yàn)闈L輪的齒面和蝸桿上的螺紋呈面接觸,所以有比較高的強(qiáng)度,工作可靠,磨損小,壽命長;逆效率低。 蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)是:正效率低;工作齒面磨損以后,調(diào)整嚙合間隙比較困難;轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比不能變化。 這種轉(zhuǎn)向器曾在汽車上廣泛使用過。 桿指銷式轉(zhuǎn)向器 蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的銷子如不能自轉(zhuǎn),稱為固定銷式蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器;銷子除 隨同搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)外,還能繞自身州縣轉(zhuǎn)動(dòng)的,稱為旋轉(zhuǎn)銷式轉(zhuǎn)向器。根據(jù)銷子數(shù)量不同,又有單銷和雙銷之分。 蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是:轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以做成不變的或者變化的;指銷和蝸桿之間的工作面磨損后,調(diào)整間隙工作容易進(jìn)行。 固定銷蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)簡單、制造容易;但是因銷子不能自轉(zhuǎn),銷子的工作部位基本保持不變,所以磨損快、工作效率低。旋轉(zhuǎn)銷式轉(zhuǎn)向器的效率高、磨損慢,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 要求搖臂軸有較大的轉(zhuǎn)角時(shí),應(yīng)該采用雙銷式結(jié)構(gòu)。雙銷式轉(zhuǎn)向器在直線行駛區(qū)域附近,兩個(gè)銷子同時(shí)工作,可降低銷子上的負(fù)荷,減少磨損。當(dāng)一 個(gè)銷子脫離嚙合狀態(tài)是,另一個(gè)銷子要承受全部作用力,而恰恰在此位置,作用力達(dá)到最大值,所以設(shè)計(jì)師要注意核算其強(qiáng)度。雙銷與單銷蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器比較,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸和質(zhì)量大,并且對(duì)兩主銷間的位置精度、蝸桿上螺紋槽的形狀及尺寸精度等要求高。此外,傳動(dòng)比的變化特性和傳動(dòng)間隙特性的變化受限制。 蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器應(yīng)用較少。 13 第 4 章 轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù) 向系的效率 功率 轉(zhuǎn)向軸輸入,經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率稱為轉(zhuǎn)向器的正效率,用符號(hào) ?? 表示,;反之稱為逆效率,用符號(hào) ??表示。 正效率 ??計(jì)算公式: ???( 4 逆效率 ??計(jì)算公式: ??( 4 式中, 正效率高,轉(zhuǎn)向輕便;轉(zhuǎn)向器應(yīng)具有一定逆效率,以保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤的自動(dòng)返回能力。但為了減小傳至轉(zhuǎn)向盤上的路面沖擊力,防止打手,又要求此逆效率盡可能低。 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。 向器的正效率 ?? 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。 ( 1)轉(zhuǎn)向器類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與效率 在四種轉(zhuǎn)向器中,齒輪齒條式、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的正效率比較高,而蝸桿指銷式特別是固定銷和蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的正效率要明顯的低些。 同一類型轉(zhuǎn)向器,因結(jié)構(gòu)不同效率也不一樣。如蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器的滾輪與支持軸之間的軸承可以選用滾針軸承、圓錐滾子軸承和球軸承。選用滾針軸承時(shí),除滾輪與滾針之間有摩擦損失外,滾輪側(cè)翼與墊片之間還存在滑動(dòng)摩擦損失,故 14 這種軸向器的效率 η+僅有 54%。另外兩 種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器效率分別為 70%和 75%。 轉(zhuǎn)向搖臂軸的軸承采用滾針軸承比采用滑動(dòng)軸承可使正或逆效率提高約10%。 ( 2)轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)參數(shù)與效率 如果忽略軸承和其經(jīng)地方的摩擦損失,只考慮嚙合副的摩擦損失,對(duì)于蝸桿類轉(zhuǎn)向器,其效率可用下式計(jì)算 ) 0 ?? ??? a a( 4 式中, 蝸桿(或螺桿)的螺線導(dǎo)程角; ρ 為摩擦角, ρ=f 為磨擦因數(shù)。 向器的逆效率 ?? 根據(jù)逆效率不同,轉(zhuǎn)向器有可逆式、極限可逆式和不可逆式之分。 路面作用在車輪上的力,經(jīng)過轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤,這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。它能保證轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動(dòng)回正,既可以減輕駕駛員的疲勞,又可以提高行駛安全性。但是,在不平路面上行駛時(shí),傳至轉(zhuǎn)向盤上的車輪沖擊力,易使駕駛員疲勞,影響安全行駕駛。 屬于可逆式的轉(zhuǎn)向器有齒輪齒條式和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 不可逆式和極限可逆式轉(zhuǎn)向器 不可逆式轉(zhuǎn)向器,是指車輪受到的沖擊力不能傳到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向器。該沖擊力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件承受,因而這些零件容易損 壞。同時(shí),它既不能保證車輪自動(dòng)回正,駕駛員又缺乏路面感覺,因此,現(xiàn)代汽車不采用這種轉(zhuǎn)向器。 極限可逆式轉(zhuǎn)向器介于可逆式與不可逆式轉(zhuǎn)向器兩者之間。在車輪受到?jīng)_擊力作用時(shí),此力只有較小一部分傳至轉(zhuǎn)向盤。 如果忽略軸承和其它地方的磨擦損失,只考慮嚙合副的磨擦損失,則逆效率可用下式計(jì)算 00? ???( 4 式( 4式( 4明:增加導(dǎo)程角 、逆效率均增大。受 ??增大的影響, 導(dǎo)程角小于或等于磨擦角時(shí),逆效率為負(fù)值或者為零,此時(shí)表明該轉(zhuǎn)向器是不可逆式轉(zhuǎn)向器。為此,導(dǎo)程角必須大于磨擦角。 15 動(dòng)比變化特性 向系傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比0?向系的力傳動(dòng)比 : 2? ( 4 轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比 : ?????? ??? //0( 4 轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比0?i?組成,即 ??? ?0( 4 轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比 : ?????? ??? //( 4 = 22 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的角傳動(dòng)比 : ?????? ???? // ( 4 1? 傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比的關(guān)系 轉(zhuǎn)向阻力 r?( 4 作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力 ?( 4 將式( 4 式( 4入 2? 后得到 h ( 4 16 如果忽略磨擦損失,根據(jù)能量守恒原理, 2 02??? ?( 4 將式( 4入式( 4得到 0??( 4 當(dāng) a 和 傳動(dòng)比然轉(zhuǎn)向越輕,但0?明轉(zhuǎn)向不靈敏。 向器角傳動(dòng)比的選擇 轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比可以設(shè)計(jì)成減小、增大或保持不變的。影響選取角傳動(dòng)比變化規(guī)律的主要因素是轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大小和對(duì)汽車機(jī)動(dòng)能力的要求。 若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小或采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車,不存在轉(zhuǎn)向沉重問題,應(yīng)取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比,以提高汽車的機(jī)動(dòng)能力。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大,汽車低速急轉(zhuǎn)彎時(shí)的操縱輕便性問題突 出,應(yīng)選用大些的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。 汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛時(shí),要求轉(zhuǎn)向輪反應(yīng)靈敏,轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比應(yīng)當(dāng)小些。汽車高速直線行駛時(shí),轉(zhuǎn)向盤在中間位置的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比不宜過小。否則轉(zhuǎn)向過分敏感,使駕駛員精確控制轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)有困難。 轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比變化曲線應(yīng)選用大致呈中間小兩端大些的下凹形曲線,如圖4示。 圖 4向器角傳動(dòng)比變化特性曲線 向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙△ t 傳動(dòng)間隙是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動(dòng)副之間的間隙。該間隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小不同而改變,并 把這種變化關(guān)系稱為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性(圖 4。 研究該特性的意義在于它與直線行駛的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器的使用壽命有關(guān)。 17 傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙在轉(zhuǎn)向盤處于中間及其附近位置時(shí)要極小,最好無間隙。若轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副存在傳動(dòng)間隙,一旦轉(zhuǎn)向輪受到側(cè)向力作用,車輪將偏離原行駛位置,使汽車失去穩(wěn)定。 傳動(dòng)副在中間及其附近位置因使用頻繁,磨損速度要比兩端快。在中間附近位置因磨損造成的間隙過大時(shí),必須經(jīng)調(diào)整消除該處間隙。 為此,傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成圖 4示的逐漸加大的形狀。 圖 4向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性 轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性 圖中曲線 1 表明轉(zhuǎn)向器在磨損前的間隙變化特性;曲線 2 表明使用并磨損后的間隙變化特性,并且在中間位置處已出現(xiàn)較大間隙;曲線 3 表明調(diào)整后并消除中間位置處間隙的轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙變化特性。 向盤的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù) 轉(zhuǎn)向盤從一個(gè)極端位置轉(zhuǎn)到另一個(gè)極端位置時(shí)所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)稱為轉(zhuǎn)向盤的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)。它與轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比有關(guān),并影響轉(zhuǎn)向的操縱輕便性和靈敏性。 18 第 5 章 轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)計(jì)算 向系計(jì)算載荷的確定 為 了保證行駛安全,組成轉(zhuǎn)向系的各零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。欲驗(yàn)算轉(zhuǎn)向系零件的強(qiáng)度,需首先確定作用在各零件上的力。影響這些力的主要因素有轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷,地面阻力和輪胎氣壓等。為轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪要克服的阻力,包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力、車輪穩(wěn)定阻力、輪胎變形阻力和轉(zhuǎn)向系中的內(nèi)摩擦阻力等。 精確地計(jì)算這些力是困難的,為此推薦用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力距 N?即 (5 = N?中, f 為輪胎和路面見的摩擦因素,一般取 N) ; 作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為 ?? ?? W 12 ( 5 = N 式中, 轉(zhuǎn)向搖臂長; 轉(zhuǎn)向節(jié)臂長; 轉(zhuǎn)向盤直徑; i?為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比; ?? 為轉(zhuǎn)向器正效率。 19 向器設(shè)計(jì) 數(shù)的選取 搖臂軸直徑 /6 鋼球中心距 D/5 螺桿外徑 D1/3 鋼球直徑 d /距 P /作圈數(shù) W 母長度 L /5 導(dǎo)管壁厚 /球直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑之間的間隙 e/線導(dǎo)程角 0a /o 7? 法向壓力角 0a /o 20? 接觸角 ? /o 45? 環(huán)流行數(shù) 2 算參 數(shù) 2 應(yīng)大于 一般要求 )10~%5(12 ?? ( 5 ( 5%~10%) D=25+8%*25 =27 2. 鋼球數(shù)量 n n= 5 5 6 D W 0 ????? ( 5 ≈ 22個(gè) 3. 滾道截面半徑 20 d= ( 5 向器零件強(qiáng)度計(jì)算 觸應(yīng)力 ? ? =k 3222223)()( ( 5 =中, k 為系數(shù),根據(jù) A/B 值查表, A=[( 1/r) -(1/ 2R )]/2, B=[(1/r)+(1/ 1R )]/2; 2R 為滾道截面半徑, k 取 r 為鋼球半徑; 1R 為螺桿外徑; E 為材料彈性模量,等于 105 3F 為鋼球與螺桿之間的正壓力,即 3F=5 = 中, 0a 為螺桿螺線的導(dǎo)程角; o? 為接觸角; n 為參與工作的鋼球數(shù); 8~64-時(shí),許用接觸應(yīng)力[? ]=2500 由于 ? <[? ],因此滿足強(qiáng)度。 向搖臂直徑的確定 轉(zhuǎn)向搖臂直徑 d 為 式中, K 為 安全系數(shù),根據(jù)汽車使用條件不同可取 0? 為扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限。 搖臂軸用 20制造,表面滲碳,滲碳層深度在 于前軸負(fù)荷大的汽車,滲碳層深度為 面硬度為 58~6321 第 6 章 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的要求 減?。?,作用在轉(zhuǎn)向 盤上的手力必須增大(或減?。?,稱之為“路感”。 h ≥ ,動(dòng)力轉(zhuǎn)向器就應(yīng)開始工作。 轉(zhuǎn)向盤應(yīng)自動(dòng)回正,并使汽車保持在穩(wěn)定的直線行駛狀態(tài)。 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)后,系統(tǒng)內(nèi)壓力能很快增長到最大值。 能用機(jī)械系統(tǒng)操縱車輪轉(zhuǎn)向。 、外泄漏少。 向機(jī)構(gòu)的計(jì)算 寸計(jì)算 動(dòng)力缸的主要尺寸有動(dòng)力缸內(nèi)徑、活塞行程、活塞桿直徑和動(dòng)力缸體壁厚。 動(dòng)力缸產(chǎn) 生的推力 F 為 F 11?( 6 式中, 轉(zhuǎn)向搖臂長度; L 為轉(zhuǎn)向搖臂軸到動(dòng)力缸活塞之間的距離。 因?yàn)閯?dòng)力缸活塞兩側(cè)的工作面積不同,應(yīng)按較小一側(cè)的工作面積來計(jì)算,即 )(4 22 dD ? ? ( 6 式中, D 為動(dòng)力缸內(nèi)徑; 選 力 p= 聯(lián)立式 (6式( 6得到 114 ?? ? ( 6 所以 d=2222 活塞行程是車輪轉(zhuǎn)制最大轉(zhuǎn)角時(shí),由直拉桿的的移動(dòng)量換算到活塞桿處的移動(dòng)量得到的。 活塞厚度可取為 B=力缸的最大長度 s 為 0 ???? (6=130力缸殼體壁厚 t,根據(jù)計(jì)算軸向平面拉應(yīng)力 ? ? ??? ])(4[ 22 ( 6 式中, p 為油液壓力; D 為動(dòng)力缸內(nèi)徑; t 為動(dòng)力缸殼體壁厚; n 為安全系數(shù),n=s 為殼體材料的屈服點(diǎn)。殼體材料用球墨鑄鐵采用 05,抗拉強(qiáng)度為 500服點(diǎn)為 350 t=5塞桿用 45 剛制造,為提高可靠性和壽命,要求表面鍍鉻并磨光。 配閥的參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 分配閥的要參數(shù)有 :滑閥直徑 d、預(yù)開隙 封長度 滑閥總移動(dòng)量 e、滑閥在中間位置時(shí)的液流速度 v、局部壓力降和泄漏量等。 轉(zhuǎn)向油泵的排量應(yīng)保證轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸能比無動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)以更高的轉(zhuǎn)向時(shí)汽車轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向,否則動(dòng)力轉(zhuǎn)向反而會(huì)形成快速轉(zhuǎn)向的輔加阻力。油泵排量要達(dá)到這一要求,必須滿足如下不等式:- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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