知名汽车公司转向系统设计
载重汽车转向系统结构设计
载重汽车转向系统结构设计学校：湘潭大学学院：兴湘学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：张浩学号：2010963237指导老师：刘柏希老师摘要论文主要阐述了转向系统的设计。
汽车转向系统是汽车的重要组成部分，它直接影响汽车行驶的安全性，其质量严重影响汽车的操纵稳定性。
随着汽车工业的发展，汽车转向系统也在不断的得到改进，虽然电子转向系统已经开始使用，但是传统的机械转向系统依然起着主导作用。
转向系统由于其自身的特点被广泛运用于各类汽车之中。
本文重点设计了转向系统，并对转向系统零件强度、刚度进行了校核，同时还对转向系统计算载荷进行确定，同时对转向系统的其他主要零部件进行了结构设计，同样也对所设计的转向机构进行了分析和研究。
实现了转向系统结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力，从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。
最后运用三维设计软件对所设计的结构进行了三维模型的建立，通过三维模型的设计与建立，更进一步的验证了所设计结构的合理性。
关键词：转向系统；转向系统；机械转向；转向；液压助力AbstractThis paple mainly tell about the design of circulation ball steering system. Redirector,an important component of the automobile,which is the key assembly decided the safety of the automobile. It seriously affected the quality of the vehicle handing and stability. Along with the development of the auto industry,automobile steering gear is continuously improved, although the electronic steering gear has began to use ,but the traditional mechanical steering gear is still p lays a leading role. Circulation ball type steering system has been widely used in various cars as of its characteristics.This paper designs the circulating ball type steering gear and steering parts strength and stiffness for the checking, but also to determine steering system computational load, at the same time to the other main parts of steering system structure design, also in the design of steering mechanism is analyzed and studied. Implements the redirector simple and compact structure, short axial dimensions, and the advantage of less parts number and can increase power, so as to realize the vehicle steering stability and sensitivity. Finally by using the 3 d design software to design 3 d model of structure, through the design and build 3 d model, further verify the rationality of the design structure.Key words: Steering gear; Steering system; Mechanical steering; Circulating ball type; The hydraulic power目录1 绪论 (1)1.1转向系统的使用背景 (1)1.2转向系统的研究意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4主要研究工作 (3)2 转向系统工作原理及其特点 (5)2.1转向系统概述 (5)2.2转向系统特点 (7)3 转向系统主要性能参数 (9)3.1转向系统的效率 (9)3.2传动比的变化特性 (11)3.3转向系统传动副的传动间隙△t (13)3.4转向系统计算载荷的确定 (13)4 转向系统的尺寸参数计算 (15)4.1主要尺寸参数的选择 (15)4.2变厚齿扇 (20)4.3转向系统零件强度计算 (25)4.4转向系统的润滑方转向和密封类型的选择 (27)5 转向传动机构设计 (28)5.1转向传动机构原理 (28)5.2转向梯形的布置 (29)5.3转向梯形机构尺寸的初步确定 (29)5.4梯形校核 (29)5.5转向传送机构的臂、杆与球销 (30)5.6转向横拉杆及其端部 (31)5.7杆件设计结果 (32)6 转向系统的其它部分 (33)6.1万向传动装置 (33)6.2传动轴与中间支承 (35)6.3动力转向机构设计 (35)6.4汽车转向系统的日常维护 (37)7 转向系统三维造型 (39)7.1 solidworks简介 (39)7.2转向系统的三维装配设计 (39)8 结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)毕业设计（论文）知识产权声明............................................ 错误！未定义书签。
面向汽车转向系统NVH性能的分析与设计流程
面向汽车转向系统NVH性能的分析与设计流程
田冠男;杨晋;谢然;徐有忠
【期刊名称】《计算机辅助工程》
【年(卷),期】2006(015)0z1
【摘要】提出一种面向汽车转向系统NVH性能的分析与设计流程,简述转向系统振动的激励源,针对转向柱总成进行模态分析与试验对比,并结合提升转向柱与仪表板安装横梁总成NVH性能的工程实例,进一步针对转向柱安装支架进行静强度分析与结构优化,该方法在奇瑞某车型开发中得到较好的应用.
【总页数】3页(P134-136)
【作者】田冠男;杨晋;谢然;徐有忠
【作者单位】奇瑞汽车有限公司,乘用车工程研究院,安徽,芜湖,241009;奇瑞汽车有限公司,乘用车工程研究院,安徽,芜湖,241009;奇瑞汽车有限公司,乘用车工程研究院,安徽,芜湖,241009;奇瑞汽车有限公司,乘用车工程研究院,安徽,芜湖,241009
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.面向节能降耗倾情流程工业运行优化与控制——记东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室罗小川副教授 [J], 舒利益
2.汽车NVH性能测试技术流程 [J], 杨明亮;丁渭平
3.面向汽车转向系统NVH性能的分析与设计流程 [J], 田冠男;杨晋;谢然;徐有忠
4.面向对象的软件分析与设计——基于UML、面向对象的系统分析设计方法 [J],
徐锦
5.《应用UML与模式》书评——面向对象分析与设计以及统一流程入门 [J], 王克明
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
全球19家汽车零配件企业概况
全球19家汽车零配件企业概况(总门页)-CAL-FENGHAL-(YICAI)-Company One 1■CAL■本页仅作为文档封面，使用请直接删除全球19家汽车零配件企业概况全球19家汽车零配件企业概况1. 1.博世汽车公司概况罗伯特•博世有限公司是德国最大的工业企业之一，从事汽车技术、工业技术和消费品及建筑技术的产业。
博世汽车是博世集团旗下专门从事汽车技术的汽车电子公司。
惮世汽车在中国博世（中国）投资有限公司：总部、汽车多媒体、变速箱系统联合汽车电子：汽油系统无锡博世汽车柴油股份有限公司：柴油系统博世汽车部件（苏州）有限公司：底盘控制系统/底盘制动系统、汽车电子博世汽车部件（长沙）有限公司：车身电子、起动机发电机易特驰汽车技术（上海）有限公司上海采埃孚转向机有限公司：转向系统产品/技术系列汽油系统：进气歧管喷射系统、汽油缸内直喷技术、变速箱控制技术、起动/停止功能系列、电子动力转向（EPS）混合动力技术：混合动力系统、传动控制。
行驶安全系列：ABS、ESP （电子稳定系统）、制动系统、PSS、整合式主被动安全系统、车辆动态管理系统、雨刮系统成员保护系列：安全气囊控制单元、正面碰撞感应、侧面碰撞感应、侧翻感应等。
舒适性系列：驾驶支持系统、座椅系统、车门机电系统、车顶（天窗）机电系统。
汽车多媒体系列：车载导航与信息娱乐系统、仪表盘系统等1. 2.德尔福公司概况德尔福公司原为通用汽车公司的零部件子公司。
1999正式与通用汽车公司分离，成为一家完全独立的公司。
公司在汽车电子、汽车零部件和系统集成技术方面处于世界领先地位。
德尔福在中国德尔福1993年进入中国。
II前在华企业的投资已超过5亿美元，设有十四家合资和独资企业，包括一家控股公司、一家全球研发中心、一家技术服务中心、一家贸易公司和十家制造型企业，在华员工总数超过8000人。
产品/技术系列德尔福的产品主要分为两大部类，由六大分部负责生产：.电气，电子，安全和内饰部（德尔福德科电子系统、德尔福安全与内饰系统、德尔福派克电气系统、德尔福产品和服部）•动力，推进和热丄部（德尔福能源及底盘系统、德尔福转向系统、德尔福热系统）1. 3.天合汽车（TRW）公司概况天合汽车集团是汽车安全系统的先驱和领导者，世界十大汽车零部件供应商之OTRW在中国TRW亚太区总部（上海）、TRW亚太研发中心（上海）天合汽车零部件技术服务（上海）有限公司天合富奥汽车安全系统（长春）有限公司天合富奥汽车安全系统公司北京分厂天合汽车零部件（上海）有限公司上海天合汽车安全系统有限公司天合汽车零部件（苏州）有限公司南方天合底盘系统邮箱公司天合（宇波）电子元件紧固装置有限公司产品/技术系列.主动安全系列制动系统：包括ABS、电子稳定性控制ESC、牵引力控制、防滑移控制助力、电子驻车制动等转向系统：EPS、主动转向系统等驾驶辅助系统：自适应巡航控制等连杆及悬架系统被动安全系列：安全气囊系统，行人保护系统、方向盘系统、安全带系统、TPMS、安全电子集成安全系列：各类雷达、碰撞预警、ESC+EPS、偏航预警等1. 4.大陆汽车集团公司概况大陆汽车是一家全球领先的制动系统、底盘零配件、车辆电子元件、轮胎和高科技橡胶供应商。
转向系统设计计算书
4结论说明∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙7
3.4转向器的内外轮转角：
根据整车设计要求和阿克曼几何原理，可得出理想的阿克曼转角曲线，具体计算如下：
ctg -ctg = 其中K——主销距L——轴距
ctg -ctg =0.55
根据我们设计的转向系统从整车装配数模中可取转向系统需要的设计硬点并建立Adams仿真计算模型，在不考虑轮胎侧偏和所有组件都为刚性的情况下可仿真出实际的内外轮转角曲线。
代入公式Rmin=6549mm即最小转弯半径的理论为6.5m。
3.2转向系的角传动比计算
齿轮齿条式转向系的角传动比i0ω=L/rcosθ
其中L——梯形臂长度；
r——主动小齿轮的节圆半径；
θ——齿轮与齿条的轴交角；
其中L=146.8光洋：r =6.351恒隆：r =6.75θ=20°，θ=25°（优化后）
静态原地转向阻力矩是汽车使用中最大极限转向所需力矩，汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩采用下面的经验公式计算：
=
式中 ——轮胎与地面间的滑动摩擦系数，一般取0.8左右。
——转向阻力矩，单位N·mm；
——前轴负荷，单位N；
——轮胎气压，单位MPa。
根据整车参数，CC6460K/KY车满载前轴荷为1070㎏，约为10486N，轮胎气压为230KPa，梯形臂L1=147㎜，转向器梯形底角α=76°，动力受压面积S=9.18㎝2。
汽车液压转向器四大厂商介绍
汽车液压转向器四大厂商介绍
1.ZF Friedrichshafen AG（ZF弗里德里希斯哈芬集团）：ZF是
全球领先的汽车零部件供应商之一，其液压转向器产品广泛应用于乘用车和商用车。
他们的液压转向器以其卓越的性能、质量和可靠性而闻名。
2.Bosch Automotive Steering（博世汽车转向系统）：博世汽
车转向系统是博世集团的子公司，专注于液压转向器和其他转向系统的设计和制造。
他们提供各种类型的液压转向器，适用于各种车辆类型。
3.TRW Automotive（TRW汽车）：TRW汽车是一家全球领先的汽
车零部件制造商，其液压转向器产品被广泛应用于汽车行业。
他们的产品具有高度的性能、质量和可靠性。
4.JTEKT Corporation（株式会社吉田工业所）：JTEKT是一家
日本的汽车零部件制造商，其液压转向器产品在市场上有很高的声誉。
他们的产品被用于各种乘用车和商用车型。
汽车设计过学迅转向系统设计解读
采用先进的转向器技术和机构设计，如电动助力转向系 统、可变传动比转向系统等
采用摩擦系数更低的材料和表面处理技术，减少摩擦阻 力
优化设计的效果评估和改进建议
通过实验测试和道路试驾评估优 化后的效果
根据评估结果进行必要的改进和 优化，例如调整转向器的参数、
改进材料等
加强生产过程的质量控制和标准 化管理，确保优化设计的实现和
转向性能的评估指标
操控稳定性
学迅转向系统应能够提供 稳定的操控感，使驾驶员 能够准确、安全地控制车 辆。
转向灵敏度
系统应能够根据驾驶员的 输入做出快速、准确的响 应，以适应不同的驾驶环 境。
回中性
学迅转向系统应具有回中 性，即当驾驶员松开方向 盘时，车辆应能自动回到 直线行驶状态。
学迅转向系统的性能分析方法
对测试数据进行详细记录和分析，以评估系统的性能。
改进建议
根据测试结果，提出针对学迅转向系统的改进建议，以提高其性 能表现。
05
学迅转向系统的优化设计
优化设计的主要方向和目标
提高转向系统的灵敏性和准确性 降低转向系统的摩擦和阻力 提高车辆的操控性和稳定性
优化设计的具体措施和方法
优化转向柱和转向盘的设计，提高手感和操作便利性 加强转向系统的刚度和稳定性，提高车辆的操控性能
02
汽车转向系统概述
转向系统的分类及特点
01
02
03
机械转向系统
采用机械机构传动，结构 简单，操作稳定性好，但 传动效率低，适用于中低 速车辆。
液压助力转向系统
采用液压助力机构，操作 轻便，但需要消耗发动机 动力，适用于中高速车辆 。
电液助力转向系统
采用电液助力机构，具有 高效率和节能环保特点， 但结构复杂，适用于高速 车辆。
汽车转向系统十大品牌
产品质量与性能对比
产品质量
各品牌企业产品的质量指标进行比较，发现不同品牌 的产品质量存在较大差异。一些品牌的产品经过严格 的质量控制，具有较高的可靠性和稳定性，而一些品 牌的产品则存在较多的质量问题。
产品性能
各品牌企业产品的性能指标进行比较，发现不同品牌的 产品性能存在较大差异。一些品牌的产品具有较高的操 控性和舒适性，而一些品牌的产品则相对较差。
液压助力转向系统特点
转向力矩大
01
液压助力转向系统能够提供较大的转向力矩，适用于
大型车辆或者需要较大转向力的车辆。
稳定性好
02 液压助力转向系统的稳定性较好，能够提供更加稳定
的行驶感受。
成本低
03
液压助力转向系统的成本相对较低，而且技术成熟，
可靠性高。
电液助力转向系统特点
01
结合电子和液压助力转向系统的优点
企业战略与运营能力评估
企业战略
各品牌企业的战略定位、发展战略、品牌策略等战略指标进行比较，发现不同企业的战略定位和发展 方向存在较大差异。一些企业注重技术创新和品牌建设，而一些企业则更注重市场占有率和成本控制 。
运营能力
各品牌企业的生产效率、成本控制、销售网络等运营指标进行比较，发现不同企业的运营能力存在较 大差异。一些企业的运营效率较高，成本控制较好，而一些企业则相对较差。
05
十大品牌技术发展与创新
技术创新与研发动态
电动助力转向系统（EPS）
随着电动汽车的兴起，EPS逐渐成为转向系统的主流。各大品牌正加大力度研发更高效、 更安全的电动助力转向系统。
主动转向系统
部分高端车型已配备主动转向系统，该系统能根据行驶状态和驾驶员输入来调整转向角度 和车轮角度，提高驾驶的稳定性和安全性。
最经典的东风商用车转向系统设计案例
东风商用车转向系统设计案例1规范本规范介绍了转向系统的设计计算、匹配、以及动力转向管路的布置。
本规范适用于天龙系列车型转向系统的设计2.引用标准：本规范主要是在满足下列标准的规定（或强制）范围之内对转向系统设计和整车布置。
GB 17675-1999 汽车转向系基本要求GB11557-1998防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定GB 7258-1997机动车运行安全技术条件GB 9744-1997载重汽车轮胎GB/T 6327-1996载重汽车轮胎强度试验方法《汽车标准汇编》第五卷转向车轮3.概述：在设计转向系统时，应首先考虑满足零部件的系列化、通用化和零件设计的标准化。
先从《产品开发项目设计定义书》上猎取新车型在设计转向系统所必须的信息。
然后布置转向传动装置，动力转向器、垂臂、拉杆系统。
再进行拉杆系统的上/下跳动校核、与轮胎的位置干涉校核，以及与悬架系统的位置干涉、运动干涉校核。
最小转弯半径的估算，方向盘圈数的计算。
最后进行动力转向器、动力转向泵，动力转向油罐的计算与匹配，以满足整车与法规的要求；确定了动力转向器、动力转向泵，动力转向油罐匹配之后，再完成转向管路的连接走向。
4车辆类型：以EQ3386 8×4为例，6×4或4×2类似5 杆系的布置：根据《产品开发项目设计定义书》上所要求的、车辆类型、车驾宽、高、轴距、空/满载整车重心高坐标、轮距、前/后桥满载轴荷、最小转弯直径、最高车速、发动机怠速、最高转速，空压机接口尺寸，轮胎规格等，确定前桥的吨位级别、轮胎气压、花纹等。
考虑梯形机构与第一轴、第二轴、第三轴、第四轴之间的轴距匹配及各轴轮胎磨损必需均匀的原则，确定第一前桥、第二前桥内外轮转角、第一垂臂初始角、摆角与长度、中间垂臂的长度、初始角、摆角，确定上节臂的坐标、长度等确定的参数如下第一、二轴选择7吨级规格轮胎型号：12.00-20、轮胎气压0.74Mpa、花纹第一轴外轮转角35°；内轮转角44°第二轴外轮转角29°；内轮转角34°第一轴上节臂参数上节臂球销坐标上节臂有效长度垂臂参数垂臂长度315mm，中间球销长度187mm（接中间拉杆），初始角向后2°第二轴上节臂参数上节臂球销坐标上节臂有效长度中间垂臂参数中间垂臂长度330 mm（接第二直拉杆），中间球销长度230mm（接中间拉杆），中间球销长度269.5mm（接助力油缸活塞），初始角向后6°上述主要参数确定后，便可布置转向机支架、第一直拉杆、第二直拉杆、中间拉杆。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
整车技术部设计指南16 知名汽车公司换挡系统设计
2.1 简述
汽车转向系是用来保持或者改变汽车行使方向的机构，在汽车转向行使时，还要保证各转向轮之间有协调的转角关系。
驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持在直线或转
弯运动状态，或者使上述两种运动状态相互转换。
2.2 汽车转向系统的基本形式和特征
2.2.1 转向系的基本形式
可根据转向轮、转向器、转向杆系布置以及动力转向能源进行分类。
表 2.1
2.2.2 电动转向系统
电动转向系统直接利用电动机完成转向助力功能，它由转矩传感器、车速传感器、控制器、电动机、电磁离合器和减速机构等组成。
整车技术部设计指南17
根据电动机布置的位置分为转向轴助力式、齿轮助力式、单独助力式及齿条助力式
四种形式。
a)转向轴助力式
该电动转向系统的电动机固定在转向轴一侧，由离合器与转向轴相连接，直接驱动
转向轴助力转向。
如下图中所示。
b)齿轮助力式
该电动转向系统的电动机和离合器与小齿轮相连，直接驱动齿轮助力转向。
整车技术部设计指南18
c)单独助力式
该电动转向系统的电动机和离合器固定在齿轮齿条转向器的小齿轮相对另一侧，单
独驱动齿条助力实现转向动作。
d)齿条助力式
该电动转向系统的电动机和与齿条为一体，电动机转动带动循环球螺母转动，使齿
条螺杆产生轴向位移，直接起助力转向作用。
整车技术部设计指南19
2.2.3 液压式助力转向系统的结构组成
液压式助力转向系统由：转向机、转向管柱、动力转向储液罐、转向泵、以及转向
管路等几部分组成。
储液罐转向泵
转向管柱
转向机
转向管路
图 2.1
2.3、布置设计应满足的基本要求
1）应满足整车最小转弯半径要求。
2）传动效率高，力矩波动小。
3）在发生碰撞的过程中能尽量保护乘员安全。
2.4、布置设计过程
2.4.1 转向梯形的确定
一般而言，在平台沿用的基础上，转向机构转向直拉杆点 B、C 的位置，直拉杆
外点 A、D 的位置，优先考虑的是沿用原有平台车型的相关数据。
如下图 2.2 中所示。
整车技术部设计指南20
图 2.2
2.4.2 前轴外转向轮的最大转角确定
在确定转向系统传动比之前，需要给定两个输入条件，他们分别是：
a)方向盘整个转角围。
b)转向机齿条的行程。
一般而言，方向盘的转角围的大小直接关系到人机工程方面，通常情况下推荐如
下的转角围：
3.0 圈~3.5 圈之间，比较常见的是 3.2 圈左右。
转向机齿条的行程由转向梯形以及转向轮的外侧车轮最大转角来确定，一般齿条的总行程在 150mm 左右，因此必须首先确
定转向轮外侧车轮的最大转角，下图中表示了计算外侧车轮最大转角需要的参数。
图 2.3
整车技术部设计指南21 相关输入数据：
表 2.2
整车前轴外转向轮最大转角的计算：
一般而言，无论选择哪一种转向梯形方案，必须在正确选择转向梯形参数的同时，
做到汽车转弯行使时，保证全部车轮绕一个瞬时转向中心行使，使在不同圆周上运动的
车轮，做无滑动的纯滚动运动。
两轴汽车以低速转弯行使，可忽略离心力的影响，假设
轮胎是刚性的，忽略轮胎侧偏影响的时候，此时若各车轮绕同一瞬时转向中心进行转弯
行使，则两转向前轮轴线的延长线，交在后轴延长线上，如图 2.4 所示。
侧车轮的最大转角为：
公式（一）
2.4.3 确定转向机输出轴线的位置,中间轴两端万象节中心位置
方向盘输入轴管柱的长度一般而言，在平台沿用的基础上优先考虑新开发车型的转
向机输入轴轴线的位置沿用原车型,下面是确定相关参数的步骤。
a、平台沿用的基础上优先考虑新开发车型的转向机输入轴轴线的位置沿用原车型。
b、根据相关经验值初步确定中间轴两端万向节中心坐标。
c、根据方向盘中心位置初步确定方向盘输入轴芯轴端点坐标。
d、从力矩波动的角度检查中间轴万向节中心布置位置的合理性。
相关关键参数的初步确定：下面是相关关键尺寸的描述以及经验值。
输入轴与中间轴夹角输出轴与
中间轴夹
角
输入轴与
整车 XY 平
面夹角
输入轴与
整车 XZ 平
面夹角
管柱芯轴端部
与安全气囊激
发器最小间隙
转向机
输入轴
长度
相关
代号
β1 β2 βxy βxz L1 L3
经验值<=30°<=30°<30°<=1.5°20mm-25mm 190 左右
整车技术部设计指南22
注：从减小力矩波动的角度考虑一般要求：|β1-β2|〈3.3°，相关尺寸表示如
下图中示例。
图 2.4。