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摘 要

汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是驾驶员通过一套专设的机构，使汽车转向桥（一般是前桥）上的车轮（转向轮）相对于汽车纵轴线偏转一定角度。在汽车直线行驶时，转向轮往往也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向。此时，驾驶员也可以利用这套机构使转向轮向相反的方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，称为汽车转向系统。因此汽车转向系统的功用是保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。由于社会生活汽车化和汽车保有量增加从而使交通错综复杂，导致转向盘的操作频率增大，同时也增加了驾驶员的疲劳。为了保障大型载货汽车等各种商用车良好的转向性能，必须要对这些特点而引发的问题进行研究。这要求减轻驾驶员疲劳，让商用车想灵活轻便、容易驾驶方向发展的同时，也对动力转向系统的要求提高了等级。这要求性能等方面要要适应车速的变化，成本合理。实现变特性动力转向器，并且可以和不同形式的大型商用车相匹配。而液压助力转向系统是现代大型商用车最常见一种，由于技术可靠、成本低廉等特点被广泛运用。本课题的研究方向为液压助力转向系统的匹配设计，从多方面认识和了解转向器的类型、结构和工作原理。综合分析转向油泵的结构及工作原理，研究转向油泵的特性曲线。根据转向器的输出力矩选择符合要求的转向器，同时有压力和流量用来完成转向油泵的选型。根据力传动比对转向杆系进行匹配设计。

关键字：液压助力转向系统；匹配设计；输出力矩；力传动比；转向器；转向油泵

Matching Design of Hydraulic Power Steering System for Commercial Vehicles

Abstract

Car in the process of driving, according to the driver"s will often change its direction, that is, the so-called car steering. In the case of a wheeled car, the way to turn the car is to move the wheel (steering wheel) on the steering axle (usually the front axle) through a set of dedicated mechanisms that deflect a certain angle relative to the longitudinal axis of the vehicle. At this point, the driver can also use this mechanism to steering wheel in the opposite direction of deflection, so that the car to restore the original direction of travel. This set of tools used to change or restore the direction of the car driving, known as the car steering system. So the function of the car steering system is to ensure that the car can be driven by the driver"s will. As the social life of car and car ownership increased so that traffic complex, resulting in steering wheel operating frequency increases, but also increased the driver"s fatigue. In order to protect the good steering performance of various commercial vehicles such as large trucks, it is necessary to study the problems caused by these characteristics. This requires to reduce the driver fatigue, so that commercial vehicles to be flexible and lightweight, easy to drive the direction of development, but also on the power steering system requirements to improve the level. This requires performance and other aspects to adapt to changes in speed, the cost is reasonable. To achieve variable characteristics of the power steering, and can be different forms of large commercial vehicles to match. The hydraulic power steering system is the most common modern large-scale commercial vehicles, due to reliable technology, low cost and other characteristics are widely used. The research direction of this topic is the matching design of the hydraulic power steering system, and the types, structure and working principle of the steering gear are known and understood from various aspects. The structure and working principle of steering pump are analyzed synthetically, and the characteristic curve of steering pump is studied. According to the output torque of the steering gear to meet the requirements of the steering gear, while the pressure and flow to complete the steering pump selection. According to the force transmission ratio of the steering rod to match the design.

Key words: hydraulic power steering system;The matching design;The output torque;Force transmission ratio;The steering gear;Steering pump

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 转向系统的研究过程及发展 1

1.2 课题研究的目的及意义 1

1.3 本文研究的主要内容 1

第二章 汽车转向系的功能及类型和组成 2

2.1汽车转向系统的功能及要求 2

2.2.1电动助力转向系统 3

2.2.3机械液压助力转向系统 4

2.3 液压动力转向系的组成及工作原理 4

2.3.1 组成说明 4

2.3.2转向器 5

2.3.2 转向油泵 7

第三章 液压助力转向系统匹配设计 13

3.1 转向系统相关整车参数 13

3.1.1总布置输入数据 13

3.1.2转角及最小转弯半径 13

3.2 转向杆系设计 15

3.2.1转向器和垂臂布置 15

3.2.2转向梯形机构设计校核 15

3.3 转向器的选型 19

3.4 转向泵的选型 21

3.4.1 压力选择 21

3.4.2 流量选择 21

3.5 转向油罐的容积选取 22

3.6 转向油管的直径选取 23

第四章 商用车主要零部件CATIA建模 25

4.1 CATIA软件介绍 25

4.2 转向泵的CATIA建模 25

4.3 转向器的CATIA建模 26

4.4 拉杆、节臂等零件CATIA建模 26

4.5 总装配图 28

总 结 29

参考文献 31

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引 言

1.1 转向系统的研究过程及发展

多年来，国民经济飞速发展，特别是基础设施投资逐年增加，近年来汽车生产与发展更是显示出明显积极的态势。其中大型卡车因为具有成本低，运输效率高等特点，目前已逐渐成为公路运输的首要选择。据统计在2007年大型汽车市场的产量为28500辆，其中中型卡车市场达到17.5万辆，大型卡车占整体市场的60％，因此大型卡车生产和发展已逐渐成为了国内厂商竞争的焦点。由于人民生活水平的逐步提高，对汽车技术的发展要求也越来越高。

大型卡车自身有着明显的特点，为了使其转向性能较好，目前对这些特点及性能进行了相关的研究。根据GB1589 - 2004要求公路车辆外轮廓尺寸,轴向载荷和质量阈值。每一方向的一个轮胎车轴负荷限制是7吨,6 x 4卡车的设计轴重量为30吨,车长可以高达12米。另根据GB7258 - 2004“机动车安全技术条件”的要求，车辆能够通过的渠道大小为：内径10.6m，外径25m。此外由于载货汽车运输态势的迅猛发展，在进行车辆设计时如何能够提高行驶速度与运输效率，同时提高车辆的操作性和稳定性能，这些问题都成为了设计过程中需要解决的实际问题。

1.2 课题研究的目的及意义

为了弥补目前设计模式的缺陷，提高转向系统的操作性能，因此提出该课题。本课题的意义在于确定转向系统的关键参数，并确定设计出的参数与最终输出特性之间的关系。

1.3 本文研究的主要内容

本课题研究的内容是对车辆的转向系统进行有关配套设计。已确保车辆在转向时稳定轻便。并采用CATIA软件构建3D模型。

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