7.3机械转向系统的基本组成和工作原理(课件）-高二《汽车底盘构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

2023-06-27

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７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。机械转向系统是完全靠驾驶员手力操纵的转向系统，其中所有传力件都是机械的。动力转向系统是借助动力来操纵的转向系统。动力转向系统又可分为液压动力转向系统和电动助力动力转向系统。７.３.１　机械转向系统机械式转向系统中，驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器。下一页返回７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理从转向盘到转向传动轴这一系列零件即属于转向操纵机构。经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变汽车的行驶方向。转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。机械式转向器的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构（方向盘）、转向器、转向传动机构三大部分组成，其具体组成如图７－３所示。转向操纵机构包括转向盘、转向轴、转向万向节、转向传动轴；机械转向器有多种类型，轿车上常采用齿轮齿条转向器；转向传动机构包括转向摇（垂）臂、转向直（纵）拉杆、转向节臂、转向梯形臂、转向横拉杆等。上一页下一页返回７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理汽车转向时，驾驶员转动转向盘，通过转向轴、转向节和转向传动轴，将转向力矩输入转向器。转向器中有１～２级啮合传动副，具有降速增矩的作用。转向器输出的转矩经转向摇臂，再通过转向直拉杆传给固定在左转向节上的转向节臂，使左转向节及装于其上的左转向轮绕主销偏转。左、右转向梯形臂的一端分别固定在左、右转向节上，另一端则与转向横拉杆做球铰链连接。当左转向节偏转时，经左转向梯形臂、转向横拉杆和右转向梯形臂的传递，右转向节及装于其上的右转向轮随之绕主销同向偏转一定的角度。上一页下一页返回７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动（严格讲是近似直线运动）的机构，是转向系统的核心部件。目前较常用的机械式转向器有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球－齿条齿扇式、蜗杆滚轮式等。其中第二、四种分别是第一、三种的变形形式，而蜗杆滚轮式则更少见。１．齿轮齿条式转向器图７－４（ａ）所示为齿轮齿条式转向器，它主要由转向器壳体８、转向齿轮９、转向齿条５等组成。转向器通过转向器壳体８的两端用螺栓固定在车身（车架）上。上一页下一页返回７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理齿轮轴６通过球轴承７、滚柱轴承１０垂直安装在壳体中，其上端通过花键与转向轴上的万向节（图中未画出）相连，其下部分是与轴制成一体的转向齿轮９。转向齿轮９是转向器的主动件，它与相啮合的从动件转向齿条５水平布置，齿条背面装有压簧垫块４。在压簧３的作用下，压簧垫块４将转向齿条５压靠在转向齿轮９上，保证二者无间隙啮合。调整螺塞１可用来调整压簧的预紧力。压簧３不仅起消除啮合间隙的作用，而且还是一个弹性支承，可以吸收部分振动能量，缓和冲击。转向齿条５的中部［有的是齿条两端，如图７－４（ｂ）所示］通过拉杆支架１２与左、右转向横拉杆１１连接。上一页下一页返回７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理转动转向盘时，转向齿轮９转动，与之相啮合的转向齿条５沿轴向移动，从而使左、右转向横拉杆带动转向节１３转动，使转向轮偏转，实现汽车转向。齿轮齿条式转向器结构简单，可靠性好，也便于独立悬架的布置；同时，由于齿轮齿条直接啮合，转向灵敏、轻便，所以在各类型汽车上的应用越来越多。齿轮齿条式转向器的调整是调整转向齿条与转向齿轮的啮合间隙，也称为转向齿条的预紧力。因结构的差异，调整方法也有所不同。上一页下一页返回７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理但常见的有两类：一是改变转向齿条导块与盖之间的垫片厚度来调整转向齿条与转向齿轮轮齿的啮合间隙，完成预紧力的调整，如图７－５所示；另一种方法是用盖上的调整螺塞改变转向齿条导块与弹簧座之间的间隙值，完成预紧力的调整，如图７－６所示。２．循环球－齿条齿扇式转向器解放ＣＡ１０９２型汽车的循环球－齿条齿扇式转向器如图７－７所示。它有两级传动副，第一级传动副是转向螺杆１２－转向螺母３；转向螺母３的下平面加工成齿条，与齿扇轴２１内的齿扇相啮合，构成齿条－齿扇第二级传动副。上一页下一页返回７.３　机械转向系统的基本组成和工作原理显然，转向螺母３既是第一级传动副的从动件，也是第二级传动副的主动件。通过转向盘转动转向螺杆１２时，转向螺母３不能随之转动，而只能沿转向螺杆１２转向移动，并驱使齿扇轴（即摇臂轴）２１转动。转向螺杆１２支承在两个推力球轴承１０上，轴承的预紧度可用调整垫片１４调整。在转向螺杆１２上松套着转向螺母３。为了减少它们之间的摩擦，二者的螺纹并

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《汽车底盘构造与维修》（北京理工大学出版社）同步教学（课件）

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