转向系统设计资料.pdf

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1、标题 转向系统设计与优化 摘要 汽车在行驶过程中， 需要按照驾驶员的意志经常改变行驶方向，即所谓汽车 转向。用来改变或保持汽车行驶方向的机构称为汽车转向系统。汽车转向系 统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车 的行驶安全是至关重要的。 因此需要对转向系统进行优化，从而使汽车操作 起来更加方便、安全。本次设计是EPS 电动转向系统，即电动助力转向系 统。 该系统是由一个机械系统和一个电控的电动马达结合在一起而形成的一 个动力转向系统。 EPS系统主要是由扭矩传感器、电动机、电磁离合器、减 速机构和电子控制单元等组成。驾驶员在操纵方向盘进行转向时，转矩传感 器检测到转向

2、盘的转向以及转矩的大小，将电压信号输送到电子控制单元， 电子控制单元根据转矩传感器检测到的转距电压信号、转动方向和车速信号 等，向电动机控制器发出指令， 使电动机输出相应大小和方向的转向助力转 矩，从而产生辅助动力。 汽车不转向时， 电子控制单元不向电动机控制器发 出指令，电动机不工作。 该系统由电动助力机直接提供转向助力，省去了液 压动力转向系统所必需的动力转向油泵、软管、液压油、 传送带和装于发动 机上的皮带轮，既节省能量，又保护了环境。另外，还具有调整简单、装配 灵活以及在多种状况下都能提供转向助力的特点。因此，电动助力转向系统 是汽车转向系统的发展方向。 关键词：机械系统，扭矩传感器，

3、电动机，电磁离合器，减速机构，电子控 制单元。 概述 汽车在行使过程中，需要经常改变行驶方向，即所谓的转向。 这就需要有一 套能够按照司机意志来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，它将司机转动 方向盘的动作转变为车轮的偏转动作，这就是所谓的转向系统。 转向系统是 用来改变汽车的行使方向和保持汽车直线行使的机构，既要保持车辆沿直线 行驶的稳定性，又要保证车辆转向的灵活性。转向性能是保证车辆安全， 减 轻驾驶员劳动强度和提高作业效率的重要因素。汽车转向系统可按转向的能 源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。机械转向系统是依靠驾驶员 操纵转向盘的转向力来实现车轮转向，其中所有传力件都是机械的； 动

4、力转 向系统则是一套兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源的转向系统，这样 驾驶员就可以轻便灵活的操纵吨位较大的汽车转向，大大减轻了劳动强度， 提高了行使安全性。 但是动力转向系统一直存在“轻”与“灵”的矛盾。为缓和这一矛盾，过去 人们将减速器设计成壳变速比，在转向盘小转角时，以“灵”为主，在转向 盘大转角时，以“轻”为主。但“灵”的范围只在转向盘中间位置附近，仅 对高速行驶有意义， 并且传动比不能随车速变化， 所以这一方法不能根本解 决矛盾。随着动力转向系统的产生， 液压转向系统以其具有的转向操纵灵活、 轻便，设计汽车时对转向器的结构形式的选择灵活性增大，并可以吸收路面 对前轮产生的冲击等优点

5、， 自 20 世纪 50 年代以来，在各国的汽车上普遍采 用。但是传统的液压动力转向系统的油耗量是很大的，约占整车燃油消耗量 的 3%，故这一弊端无法消除。后来随着电子技术的发展，电控液压动力转 向系统应运而生， 该系统的某些性能明显的优于传统液压动力转向系统，但 是仍然不发根除液压动力转向系统所固有的遗憾。此外，液压动力转向系统 在设计完后，转向系统的性能就确定了，不能在对其调节和控制。因此，传 统液压动力转向系统协调转向力与操纵“路感”的关系困难， 很大程度上影 响汽车的操纵稳定性。 电动助力转向系统（简称EPS)是继液压动力转向系统之后产生的新的转向 系统。电动助力转向系统由电动机提供助

6、力，助力大小由电控单元（ECU） 实时调节和控制， 可以较好的解决液压动力转向系统所不能解决的矛盾。电 动助力转向系统有其突出的特点： 1、EPS系统能在各种行驶工况下提供最佳助力，减少由路面不平所引起 的对转向系统的扰动， 改善汽车的转向特性， 减少汽车低速行驶的转向操纵 力，提高汽车高速行驶时的转向稳定性，进而提高汽车的主动安全性。 2、提高汽车的燃油经济性。装有电动系统的车辆和装有液压动力转向系统 的车辆对比实验证明， 在不转向情况下、 装有电动转向系统的车辆燃油消耗 降低 2.5%，在使用转向的情况下，燃油消耗降低5.5%。 3、增强了转向跟随性。在EPS中电动机和助力机构直接相连，以

7、使其能量 直接用于车轮转向。 这样增加了系统的转向惯量， 电机部分的阻尼也使得车 轮的反向和转向前轮摆振大大减小。因此转向系统的抗扰动能力大大增强。 4、在 EPS中由电动机直接提供转向助力，在停车时间壳获得最大的转向 动力。同时省去了液压动力转向系统的所必须的转向油泵、软管、液压油、 密封件、传送带和装于发动机上的皮带轮等。因此，其质量更轻、结构等紧 凑，装配自动化程度高，维修简单。 （5）采用 “绿色能源 “，适应现代汽车的要求。电动助力转向系统应用“最干 净“的电力作为能源，完全取缔了液压装置，不存在液压助力转向系统中液 态油的泄漏问题，可以说该系统顺应了“绿色化 “的时代趋势。该系统由

8、于它 没有液压油，没有软管、油泵和密封件，避免了污染。而液压转向系统油管 使用的聚合物不能回收，易对环境造成污染。 （6）系统结构简单，占用空间小，布置方便，性能优越。由于该系统具有 良好的模块化设计， 所以不需要对不同的系统重新进行设计、试验、加工等 , 不但节省了费用， 也为设计不同的系统提供了极大的灵活性，而且更易于生 产线装配 .该系统省去了装于发动机上皮带轮和油泵，留出的空间可以用于 安装其它部件。 许多消费者在买车时非常关心车辆的维护与保养问题。装有 电动助力转向系统的汽车没有油泵，没有软管连接，可以减少许多忧虑。实 际上，传统的液压转向系统中， 液压油泵和软管的事故率占整个系统故

9、障的 53%，如软管漏油和油泵漏油等. 目前，电动助力转向系统有取代机械转向系统、液压助力转向系统和电控液 压助力转向系统的趋势， 是一项紧扣现代汽车时代发展主题的高新技术，是 现代轿车的主要发展方向。 目录 一.电动转向系统的来源及发展趋势。 二.转向系统方案的分析。 1.工作原理的分析。 2.转向系统机械部分工作条件。 3.转向系统关键部件的分析。 4.转向器的功用及类型。 5.转向系统的结构类型。 6.转向传动机构的功用和类型。 三转向系统的主要性能参数。 1.转向系的效率。 2.传动系统传动比的计算。 3.转向器的啮合特征。 4.转向盘的自由行程。 四转向系统的设计与计算。 1.转向轮

10、侧偏角的计算。 2.转向器参数的选取。 3.动力转向机构的设计。 4.转向梯形的计算和设计。 五结论。 六谢辞。 七参考文献。 正文 一电动转向系统的来源及发展趋势。 电动助力转向系统是于20 世纪 80 年代中期提出来的。 电动助力转向系统符 合现代汽车机电一体化的设计思想，该系统由转向传感装置、车速传感器、助力 机械装置、提供转向助力电机及微电脑控制单元组成。 作为汽车的一个重要组成部分， 汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键 总成，如何设计汽车的转向特性，使汽车具有良好的操纵性能，始终是各汽车生 产厂家和科研机构的重要研究课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、 车流密集化的今天，

11、 针对更多不同水平的驾驶人群，汽车的操纵设计显得尤为重 要。汽车转向系统经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、 电动助力转向 系统 3 个基本发展阶段。 机械式的转向系统， 由于采用纯粹的机械解决方案，为了产生足够大的转向 扭矩需要使用大直径的转向盘，这样一来，占用驾驶室的空间很大， 整个机构显 得比较笨拙，驾驶员负担较重， 特别是重型汽车由于转向阻力较大，单纯靠驾驶 员的转向力很难实现转向，这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可 靠、造价低廉，目前在一部分转向操纵力不大、 对操控性能要求不高的微型轿车、 农用车上仍有使用。 1953 年通用汽车公司首次使用了液压助力转向系统，此后

12、 该技术迅速发展， 使得动力转向系统在体积、 功率消耗和价格等方面都取得了很 大的进步。 80年代后期，又出现了变减速比的液压动力转向系统。在接下来的数年内， 动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统，比较有代表性的是变流 量泵液压动力转向系统和电动液压助力转向系统。变流量泵助力转向系统在汽车 处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下，泵的流量会相应地减少， 从而 有利于减少不必要的功耗。 电动液压转向系统采用电动机驱动转向泵，由于电机 的转速可调，可以即时关闭，所以也能够起到降低功耗的功效。 液压助力转向系统使驾驶室变得宽敞，布置更方便，降低了转向操纵力，也 使转向系统更为灵敏。由

13、于该类转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力， 目前在部分乘用车、 大部分商用车特别是重型车辆上广泛应用。但是液压助力转 向系统在系统布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面 存在不足的问题。因此电动助力转向系统（简称EPS ）应运而生，它是继液压 动力转向系统之后产生的新的转向系统。电动助力转向系统由电动机提供助力， 助力大小由电控单元（ ECU）实时调节和控制， 可以较好的解决液压动力转向系 统所不能解决的矛盾。 且拥有许多液压转向系统没有的优势，所以电动助力转向 系统有取代机械转向系统、液压助力转向系统和电控液压助力转向系统的趋势， 是一项紧扣现代汽车时代发展主题的高

14、新技术，是现代轿车的主要发展方向。 二 转向系统方案的分析。 1.工作原理的分析。 首先，转矩传感器测出驾驶员施加在转向盘上的操纵力矩，车速传感器测出 车辆当前的行驶速度， 然后将这两个信号传递给ECU ；ECU 根据内置的控制策略， 计算出理想的目标助力力矩，转化为电流指令给电机；然后，电机产生的助力力 矩经减速机构放大作用在机械式转向系统上，和驾驶员的操纵力矩一起克服转向 阻力矩，实现车辆的转向。 2.转向系统机械部分工作条件。 电动助力转向系统的基本组成包括扭距传感器、车速传感器、控制单元 （ECU ） 、电动机、减速机构和离合器等，如图所示。 在 EPS系统中，传感器主要应用了扭距传感

15、器、转速传感器、速度传感器。 扭距传感器时刻检测转向盘的运动状况，将驾驶员转动转向盘的方向、角度、信 息传送给控制单元作输入信号。转速传感器用于测量转向盘的旋转速度，速度传 感器测量车辆的行驶速度，两者的测量结果同样送到控制单元作为输入。 控制单元是 EPS系统的核心部分， 也是 EPS系统研究的重点。 目前普遍将控 制单元设计为数字化，一般以一个八位或十六位微处理器为核心，外围集成A/D 电路、输入信号接口电路、报警电路、电源。要求具有简单计算、查表、故障诊 断处理、储存、报警、驱动等功能。 电动机的功能是根据控制单元的指令输出适宜的辅助扭矩，是EPS的动力 源。电动机对 EPS的性能有很大

16、的影响，是EPS的关键部件之一， 所以 EPS对电 动机很重要。不仅要求低转速大扭矩、波动小、转动惯量小、尺寸小、质量轻， 而且要求可靠性高、 易控制。在现有设计中电动机主要采用直流电动机和无刷永 磁式电动机，驱动电路根据采用的电动机和控制策略不同而不同。 EPS的减速机构与电动机相连，起减速增扭作用。常采用涡轮蜗杆机构，也 有采用行星齿轮机构。 EPS的离合器，装在减速机构的一侧，是为了保证EPS只有在预先设定的车 速行驶范围内起作用。当车速达到某一值时，离合器分离，电动机停止工作，转 向系统转为手动转向。另外，当电动机发生故障时离合器将自动分离。 由图可见，电动助力转向系统是在传统机械转向

17、机构基础上增加信号 传感装置、控制单元和转向助力机构。EPS的转向轴由靠扭杆相连的输入轴 和输出轴组成。 输出轴通过传动机构带动转向拉杆使车轮转向，输出轴除通过扭 杆与输入轴相连外， 还经行星齿轮减速机构离合器与主力电动机相连。驾驶者 在操纵转向盘时， 给输入轴输入了一个角位移， 输入轴和输出轴之间的相对角位 移使扭杆受扭，扭距传感器将扭杆所受到的扭矩转化为电压信号输入电控单元； 与此同时， 车速传感器检测到的车速信号页输入电控单元，电控单元综合转向盘 的输入力矩、 转向方向以及车速等信号，判断是否需要力矩以及力矩的方向。若 需要力矩，则依照既定的助力控制策略来计算电动机助力转矩的大小并输出相

18、应 的信号给驱动电路， 驱动电路提供相应的电压或电流给电动机，电动机输出相应 的转矩由蜗轮蜗杆传动装置放大再施加给转向轴起助力作用，从而完成实时控制 助力转向；若出现故障或超出设定值则停止给电动机供电，系统不提供助力，同 时，离合器切断， 以避免转向系统受电动机惯性力矩的影响。系统转为人工手动 助力。工作过程如图所示。 3.转向系统关键部件的分析。 （1）转矩传感器。 转矩传感器是测量驾驶员作用在转向盘上的力矩的大小和方向的，有的转矩 传感器还能测量转向盘的转角的大小和方向。转矩传感器有接触式和非接触 式两种。二者比较起来，由于非接触式转矩传感器体积小，而且精度高，所 以采用非接触式转矩传感器

19、。 （2）电磁离合器。 EPS系统助力一般都是在一个设定的范围，当车速低于某一个特定值时，系 统提供转向助力，保证转向的轻便性；当车速处于设定值之间时， 电动机停 止工作，系统处于休眠状态，离合器分离，以切断辅助动力，另外，当EPS 系统发生故障的时候，离合器自动分离，此时仍然可利用手动控制转向，保 障系统的安全性，EPS 系统中电磁离合器应用较多的为单片干式电磁离合器。 （3）电动机。 助力电动机是 EPS 系统的主要动力源， 它根据 ECU 的控制指令在不同的工况下 输出不同的助力力矩，对整个EPS 系统性能影响很大。对电动机的选择要求是： 有良好的动态特性、调速特性和随动特性并易控制，还

20、要求输出波动小、低转速 大转矩、转动惯量小、尺寸质量轻等，因此常采用有刷式永磁直流电动机。 （4）减速机构。 减速机构是 EPS中不可缺少的组件， 它把电动机的输出减速放大后再传递给 执行部件。 目前实用的减速机构有多种组合方式，采用较多的是蜗轮蜗杆与 转向轴驱动组合式。 4.转向器的功用及类型。 转向器是转向系中减速增大转矩的装置，其功能是增大转向盘传到转向节的 力并改变力的传递方向。它实质上是一个减速器，以达到驾驶员驾驶省力， 减轻其疲劳程度之目的。 转向器的结构形式很多， 通常按其传动幅结构形式 来分类。常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式。 5.转向系统的结构类型。

21、 根据助力电动机助力位置不同，可分为转向轴式电动助力转向系统、齿轮轴 式电动助力转向系统及齿条轴式电动助力转向系统。 转向轴助力式转向系统的电动机固定在转向轴的一侧，通过减速机构与转向 轴相连，直接驱动转向轴助力转向，如图所示。 齿轮助力式转向系统的电动机和减速机构与小齿轮相连，直接驱动齿轮 助力转向，如图所示。与转向轴助力式相比，可以提供较大的转向力，适用于中 型车。其助力控制特性方面增加了难度。 齿条助力式转向系统的电动机和减速机构直接驱动齿条提供助力，与转向器 小齿轮助力式相比，齿条助力式可以提供更大的转向力，适用于大型车。对原有 的转向传动机构有较大的改变。 6.转向传动机构的功用和类

22、型。 它的功用将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮 偏转，且使两转向轮偏转角按一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相 对滑动尽可能小。同时， 还承受由于路面不平而引起的冲击振动，以稳定汽车方 向，避免转向盘由于路面的冲击而出现的打滑现象。 转向传动机构的结构形式因行驶悬架的不同，可分为非独立悬架转向传动机 构和独立悬架转向传动机构。 三转向系统的主要性能参数。 1.转向系的效率。 根据效率定义，因功率输入来源不同，转向器的效率有正、逆效率之分。 功率由转向轴输入，经转向摇臂输出所求得的效率称为正效率，用符号+ 表示，反之称为逆效率，用符号-表示。 影响转向系的正效率

23、的因素有：转向器的类型、结构特点、 结构参数和质量 制造等，同一类型的转向器因结构不同，效率也有较大的差别。转向系的逆效率 影响汽车的使用性能和驾驶员的安全。对于逆效率高的转向器而言， 路面作用在 车轮上的力，经过转向系统可大部分传递到方向盘，这种转向器称为可逆式的。 2.传动系统传动比的计算。 汽车在沥青或者混凝土路面的原地转向阻力矩，可用下面的半经验公式计 算： r M= P G 3 1 3 mmN (3-9) 式中 1 G前轴静负荷，N； 轮胎和地面间的滑动摩擦系数，一般在0.7 左右； P轮胎气压， 2 / mmN。 由于满载时，前轴负荷 45-49.5 ；空载时， 51-56 ，所以

24、 1 G=1700559.8=9163N 即 r M=6 .373656 3 .0 )9163( 3 7 .0 3 mmN 由于轮胎选用 205/55R16V 型号，其宽度为 205mm，那么， a=0.4205=82mm; w F = a M r =8.4556 82 6 .373656 N 取 h F =200N，则 p i = 200 28.4556 = h w F F2 =45.6 由于 p i = 0 i? a Rsw ， 即 0 i= p i ? sw R a =45.6 200 82 18.7 3.转向器的啮合特征。 啮合间隙是指各种转向器中传动副之间的间隙。啮合间隙又称为传动间

25、隙。 研究啮合特性的意义， 在于它与直线行驶状态的稳定性和转向器的使用寿命有密 切关系。汽车处于直线行驶状态时，转向器传动副的啮合间隙可能有两种情况： 没有间隙或者有间隙。在后一种情况下，一旦转向器受到侧向力的作用，就能在 间隙的范围内，允许转向轮偏离原来的行驶位置，而使汽车失去安稳性。为了防 止出现这样的情况， 要求传动副的啮合间隙在方向盘处于中间或附近位置上时要 极小，最好无间隙，以保证汽车直线行驶的稳定性。 因为汽车用小转弯行驶的次数多于大转弯，所以转向器传动副工作表面磨 损不均匀。 传动副中间位置的磨损要大于两端的磨损。当中间位置的间隙达到一 定程度的时，驾驶员将无法确保行驶的稳定性，

26、此时要对间隙进行重新调整，借 以消除所产生的间隙， 调整后要求方向盘能及时圆滑地从中间位置转到两端，而 无卡住现象。 如果设计的是使转向器的传动副各处具有均匀的间隙，就不能达到上述的要 求，因为当中间位置磨损出现间隙后，经过调整，该处的间隙虽然可以消除，但 是在方向盘转到底以前必然要卡住，使之不能继续使用。 为了延长转向器的使用 寿命，应当使传动副的啮合间隙在离开中间位置以后逐渐增大。 4.转向盘的自由行程。 就转向操纵机构的灵敏度而言， 最好是转向盘和转向节运动能同步开始并能同步 结束。然而，这在实际上是不可能的，因为在整个转向系统中，各个传动件之间 必存在着转配间隙，而且， 这些间隙将随着

27、零件的磨损而逐渐增大。在转向盘转 动的开始阶段， 驾驶员对转向盘的转向力矩很小，因为只用来克服转向系的内部 摩擦，称为转向盘的空转阶段。 此后，才需要对转向盘施加更大的力来克服从车 轮传到转向节的阻力矩，从而实现汽车的转向。转向盘在空转阶段的角行程，称 为转向盘的自由行程。 四转向系统的设计与计算。 1.转向轮侧偏角的计算。 （以下图为例） sin R L =46328.0 5800 2687 5990.27 tan BR L cos 7334.0 3664 2687 14765900.27cos5800 2687 36.2545 2.转向器参数的选取。 转向器的齿轮采用斜齿轮，齿轮模数在2

28、3mm之间，主动小齿轮齿数在 5 7之间，压力角取20 ，螺旋角在9 15 之间。故取小齿轮16z， 2.5 n m， 10右旋，压力角20 ，精度等级 8 级。 3.动力转向机构的设计。 （1）.转矩传感器的选择。 本此设计选择非接触式转矩传感器。它主要由滑块、 钢球、环和电位器组成。 钢球通过螺旋球表面固定在输入轴外侧的螺旋球槽盒和滑体内侧的球洞里。滑块 相对于输入轴可以在螺旋方向上移动。同时滑块通过一个销安装到输出轴，使它 仅可以相对输出轴在垂直方向上移动。因此，当输入轴相对输出轴移动时，滑块 按照输入轴旋转的方向和输出轴的旋转量，垂直移动。当转动方向盘，转矩被传 递到扭力杆时，输入轴和

29、输出轴出现偏差，这些偏差使滑块在轴方向移动，这些 轴方向的移动转化为所示的控制杆力电位器的旋转角度。结果，转矩转变为电压 变化，并传送到控制器ECU. 送到控制器的转矩信号为主、副两路。当方向盘处 于中间位置时，主，副两路输出的信号都为2.5V；当方向盘右转时，主转矩信 号大于 2.5V; 当方向盘左转时，主要转矩信号小于2.5V，辅转矩信号大于 2.5V。 系统利用主、副转矩信号即可判断方向盘转向的方向和转矩大小。 （2）. 车速传感器的选择。 车速传感器也是系统控制的主要依据之一，一方面它与转矩信号结合用于确定系 统控制的目标电流， 一方面用于保证系统的安全性和可靠性，即当车速超出系统 设

30、定的助力范围时，系统将要停止助力，改为手动操作。 车速信号由车速传感器 测得，车速传感器也有多种类型，主要是利用电磁原理和光学原理制成。常见的 车速传感器工作原理是车速传感器由永久磁铁，铁芯和线圈组成。 由于传感器的 顶端设置在附有齿的转子附近，当附有齿的转子旋转时， 从传感器的永久磁铁的 磁通量发生变化，在线圈上就会产生交流电流。 （3）直流电动机的选择。 本次设计采用的是无刷式永磁直流电动机。作为EPS系统的助力的提供者， 直流电动机应该具有较好的机械特性和调速特性。一般应该满足如下要求： 尽可 能宽的调速范围；较小的转动惯量；良好的调速平稳性；体积小，质量轻、噪声 低，过载能力强。 （4

31、）. 减速机构的选择。 减速机构使电动助力转向系统中不可缺少的部件，它的作用是降低电动机输出轴 的转速，从而将电动机输出轴的输出转矩放大后作用于转向输出轴。 （5）. 电子控制单元ECU. ECU 的功能是根据扭矩传感器的信号和车速传感器的信号，进行逻辑分析与 计算后，发出指令， 控制离合器和电动机的动作。由于 EPS系统处理的数据量还 不是很大，所以目前控制器核心一般采用8 位的单片机。其结构如下图所示，其 原理： ECU 控制模块接受到A1的点火信号后，接通蓄电池电源，系统开始工作。 根据扭矩传感器A8 （主信号），A10（副信号）和车速传感器A2的输入信号，确 定助力的控制的大小和方向，

32、驱动电机转动（B1、B3）和离合器（ A6、A11）的 开断除此之外， P/S 控制模板还具有故障自我诊断（A12）和安全防护功能。当 系统出现故障报警时，系统将停止助力控制，并显示故障代码。 4.转向梯形的计算和设计。 （1）.转向梯形的功用及分类。 转向梯形用来保证汽车转弯行驶时，所有车轮都能在一个瞬时转向中心，在 不同的圆周上做无滑动的纯滚动。同时为达到总体布置要求的最小转弯半径，转 向轮应该有足够大的转角。 转向梯形有整体式和断开式的两种，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， 当汽车的前悬架采用非独立悬架时， 应采用整体式转向梯形； 当汽车的前悬架采用独立悬架时，

33、应采用断开式转向梯形。 (2). 最小转弯半径。 为了避免在汽车转向时产生的路面对汽车行驶的附加阻力和轮胎过快的摩 擦，要求转向系能保证在汽车转向时所有的车轮均做纯滚动，这只是在所有车轮 的轴线都相交与一点方能实现，内转向轮偏转角应大于外转向轮偏转角。在 汽车转向轮转角最大位置的条件下以低速转弯时的半径称为最小转弯半径 minR 。 在车轮绝对刚体的条件下。角与角的理想关系是： L B cotcot 式子中B两侧主销轴线与地面交点的距离； L 汽车轴距。 由转向中心到外转向轮与地面的接触点的距离为汽车的转弯半径，转弯半径 越小，汽车转向所需要的场地就越小。当外转向轮偏转角达到最大时，转弯半径

34、最小。转弯半径越小，汽车的机动性越好。最小转弯半径 min R与 m axi 的关系为： a L R i max min sin （4-4） 其中L 汽车轴距， L =2687mm； a车轮转臂， a=18mm； 根据设计要求，mR8. 5； 计算得27 036。 五结论 此次毕业设计是在我们掌握了相关基础课程如：理论力学、材料力学、机械 原理、机械设计及专业课程如：汽车构造、汽车理论、汽车设计的后所做的一次 综合性的设计，不仅是对我们大学所学知识的一个检验，更是一次实战练兵。使 我们对所学的一些基本理论得到了培养，并且使我们更加理解本专业的一些原 理、设计方法和思路，为我们以后在自己专业领域

35、内的发展奠定了基础。 在本次设计中， 我设计的是越野车的的动力转向系统，采用断开式电动助力 转向系统。 动力转向系统是在原有机械式转向器的基础上添加了动力装置而实现动力 转向，减轻驾驶员负担的一种转向系统。动力转向系统正在从液压气压式向着电 控转向系统方向发展，在以后的设计和运用中将要广泛的应用新技术新知识。 这次设计到现在基本是结束了，但是对于动力转向系统的认识还有待提高， 由于过去的理论中缺乏这方面知识的培养，所以对于很多的电控动力转向机构原 理的认识不是很透彻， 这就给设计本身带来了困难， 所以设计的动力转向系统可 能在某些方面有漏洞和不足， 但是它是对我自身能力的一种锻炼，从中得到理论

36、 知识以外的实践经验，觉得毕业设计收获颇丰。 六谢辞 本论文设计在老师的悉心指导和严格要求下完成的，从课题选择到具体的写 作过程，无不凝聚着老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间， 老师为我提 供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀， 我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。 我还要感谢老师在毕业设计期间给予我的种种帮助与关怀，以及耐心的指 导，使我学到了很多专业的知识，并运用到我的毕业设计中，增加了亮点。 在临近论文完成之际， 我还要借此机会向给予了我帮助和指导的所有老师表 示由衷的谢意，感谢他们的辛勤栽培和教育。不积跬步何以至千里

37、，各位任课老 师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识， 并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。 同时，我还要感谢同组的各位同学，在毕业设计的这段时间里，你们给了我 很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持， 在此我表示深深地 感谢。 最后，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有 关的作者表示谢意。 七参考文献 1. 蔡春源 . 机械设计设计手册 . 冶金工业出版社， 1996 2. 吉林工业大学汽车教研室 . 汽车设计 . 北京：机械工业出版社， 1983 3. 王望予. 汽车设计（第四版） . 机械工业出版社 . 北京： 200

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