1、動力轉向系統設計方案編制：審批：轉向系統設計說明書設計原則：通過對所開發車型與已開發同類車型（或標桿車）的比較及所開發車型的前橋負荷,初步確定轉向器總成的結構和相關參數。故在選取時應遵循以下原則；1、轉向器結構選型原則： 1）、根據整車布置尺寸，確定轉向器結構尺寸。 2）、根據使用和成本狀況，確定是否使用通氣螺塞。2、轉向器參數選型原則：1）、根據轉向盤布置形式，確定是左置轉向器或右置轉向器。2）、根據前橋負荷，選定轉向器輸出扭矩及輸入軸花鍵。3）、根據車型的最小轉彎半徑確定轉向搖臂輸出擺角能否滿足使用要求。4）、根據產品信函（或項目描述書）所描述的整車的使用情況，確定轉向傳動比是否采用變傳動

2、比形式。5）、根據產品信函（或項目描述書）所描述的整車的使用情況，確定傳動間隙特性。3、轉向搖臂選型原則： 1）、根據標桿車進行類比。 2）、根據車型的最小轉彎半徑確定轉向搖臂在轉向器上的中間位置。 3）、根據車型總布置，確定轉向搖臂的偏距和長度。4、 轉向傳動軸及管柱的選型原則：1）、根據標桿車進行類比。2）、根據點火開關和組合開關確定轉向傳動軸及管柱的形式。3）、根據整車需要或成本考慮確定是否采用雙萬向節結構，轉向盤可調結構或緩沖吸能結構。5、 轉向盤選型原則：1）、根據標桿車進行類比。2）、根據總布置確定轉向盤直徑。3）、根據整車需要或成本考慮，是否采用防傷轉向盤。 一、轉向機部分一設計

3、目標1.滿足日本轉向器樣件的安裝尺寸。2.在結構上我們參考樣件和恒隆公司現有的成熟產品的結構，確定為分體式結構。3.產品性能達到或超過同類產品標準。二方案說明主要技術性能參數：產品主要技術性能參數轉向器形式 齒輪齒條式動力轉向器適用前軸負荷（Kg）1000輸出負荷（N）6500最高工作壓力（MPa）7.84推薦油泵流量（L/min）7.0轉向器線角傳動比40.84適宜溫度范圍（）-40+135齒條行程范圍（mm）1381輸入軸總圈數（圈）3.380.10轉向器中心距（mm）16.25齒條直徑（mm）25油缸內徑（mm）41齒輪模數（mm）1.852.1扭桿與齒輪軸采用花鍵聯結方式，其優點： a

4、. 此結構利用花鍵過盈聯結，省去了打銷過程，簡化了工藝。 b. 增大了密封空間。2.2 齒條的支承型式齒條的一端通過常規的齒條支承座來支承，齒條支承座墊的材料選取的是含油聚甲醛，齒條的另一端通過缸端限位套總成來支承，在缸端限位套總成內含有聚甲醛材料的襯套，其主要優點是磨擦系數小，耐磨性好。2.3齒條支承座的預緊型式在齒輪齒條式轉向器中，齒條支承座的預緊型式是通過彈簧來實現的，齒條支承座在彈簧力的作用下保證齒輪與齒條之間始終是在無間隙狀態下工作，即使齒輪與齒條發生磨損后，也不會產生間隙，這樣不僅提高了轉向系統的剛性、改善了操縱穩定性，還可以防止轉向系統產生沖擊和噪音。在設計轉向器時，要使調整螺塞

5、與齒條支承座之間保持一合適的間隙（該間隙為調整螺塞與齒條支承座間的距離），該間隙可防止因加工或熱處理時，齒輪齒條發生彎曲變形或轉向器內進入雜質而使轉向器卡死，如間隙過大還會使轉向器產生噪音，現在齒輪齒條式轉向器對該間隙的要求根據工藝水平不同而不同，一般為0.12-0.3mm。2.4.1調整螺塞與齒條支承座之間間隙的調整方法：先將鎖緊螺母松開,調節調整螺塞,使調整螺塞擰到底，然后再回退30- 60后將鎖緊螺母擰緊即可。三主要零件的結構及計算1樣件已知條件： 齒輪：mn=1.66；Z1=8；（右）； 齒條：mn=1.66；Z2=31；（左）；tn=5.22；=20齒條行程 L=138=692；齒條

6、外徑25.5；中心距：a=16.25；軸交角20線角傳動比計算 = 5.22*8/ cos5=41.92 方向盤總圈數：（圈） 2根據公司常用的幾個刀具模數，驗算傳動比i 選擇mn=1.85；Z1=7；（右）； 計算得出 =40.84 因為（41.92-40.84）/41.92=2.449%5% 所以取 mn=1.85；i=40.84；n=138/40.84=3.38（圈）3 根據轉向器本身結構特點以及中心距要求，選取齒輪軸的變位系數。a.對于齒輪齒條轉向器中齒輪齒條結構特點，齒輪一般都采用斜齒輪正變位，對于變位齒輪，為了避免齒頂過薄，而又能滿足齒輪嚙合的要求，一般齒輪的齒頂高系數取偏小值。b

7、.如果將齒條的齒頂高系數取同一值，最終會導致齒條的齒高變小，進而降低了重合系數。在進一步驗證國外圖紙時，此理論得到驗證。參照同類產品，初步選定 齒輪： , ，齒條：， 4齒輪與齒條的計算名稱齒 輪齒條備注齒數Z726模數mn1.851.85壓力角n2020螺旋角=25(右旋)=5（左旋）左右手法則變位系數xn0.60.6分度圓直徑d1齒頂高ha齒根高hf齒全高hh1=ha1+hf1=2.83h2=ha2+hf2=2.9齒頂圓 dada1=d1+2ha1=18.83齒根圓 dfdf1=d1-2hf1=13.17基圓直徑db齒頂圓壓力角at齒寬bH=7.9955軸交角=2025為齒條直徑H：為齒條

8、中心線 至分度線的距離總重合度5檢驗齒頂厚： n 為法面壓力角；at 為齒頂端面壓力角；t 為端面壓力角；xn 為法面變位系數。6齒輪公法線長度及跨齒數的計算跨齒數： 將Z代入跨齒數K的公式，求得：K=2.28, 根據四舍五入 取K=2公法線長度： 7.結構尺寸的確定 設計原則:在保證轉向器安裝尺寸與原件一致的條件下，力求保證轉向器的形狀及外觀尺寸與原件一致,其內部尺寸及結構利用我們現有的成熟產品結構加以設計。7.1殼體： 為了保證轉向器在整車上的安裝交角及安裝尺寸不變，防止殼體與車架的其它部位干涉，因此殼體的外形尺寸盡可能與原樣件一致,同時考慮殼體與油缸要鉚接,在殼體的右端要裝密封圈,考慮到

9、齒條的行程,參照我廠成熟技術的閥芯，油封,軸承等,綜合考慮后, 確定殼體、閥體的尺寸。7.2油缸總成: 為了保證轉向器的輸出力,考慮到活塞,齒條的尺寸及行程以及缸端限位套等,油缸的長度,內外徑,通左,右腔的油口位置就可以確定。7.3齒輪軸與齒條: 根據轉向器需要的線角傳動比以及現有的刀具的模數來確定齒輪軸以及齒條的齒數、模數。根據兩內球節的距離及齒條的行程來確定齒條的長度、通氣孔的位置等。7.4閥套: 因為閥芯總成是參照成熟工藝，故借用已有的閥套。7.5輸入軸: 結構形式借用已有產品，花鍵為金杯轉向器的輸入軸花鍵。7.6扭桿: 剛度校核: 由于FC-1轉向器所用的閥與瑞風轉向器所用的閥基本相同

10、,轉向器輸出力也相近,故用類比法取扭桿直徑為5.80 0.05mm ,有效長度為80mm。 則扭桿所受的扭矩計算如下: 為輸入軸相對扭桿的轉角 L為扭桿所承受扭矩的長度 G為剪切彈性模量，對于40Cr常用80.0Gpa-85.0GPa 由輸入軸與閥套的裝配圖來測出輸入軸閥口的關閉角2.2097取G=83.0Gpa代入上列公式得Mk=4.44N.m五、 新工藝：1、 齒輪軸與扭桿聯結是在齒輪軸端采用花鍵，通過花鍵連接。 技術要求：扭桿在承受最大扭矩作用時，齒輪軸端的花鍵不被破壞。 （注：在極限位置或動力轉向失效，完全靠機械轉向時，扭桿不被扭斷或齒輪軸花鍵不失效）。2、考慮到扭桿裝配過程是擠壓過程

11、，齒輪軸選用花鍵應取模數小些、齒數多些，但模數過小，抗扭強度就會下降。 附注：扭桿壓入齒輪軸，壓入負荷：min9.8KN; 卸載負荷：min7.85KN。(參考小紅旗資料)3、閥芯總成在閥體殼體裝配中的軸向間隙的控制。為了控制其軸向間隙，閥芯總成應選用公司的生產的專用機床加工，并使用新購的內、外圓磨床，硬齒面滾齒機設備，從而進一步提高零件的工藝性，以充分保證產品的性能。六、主要零件的理論計算1.圓柱銷與齒輪軸間過盈量的計算：由小紅旗資料查得圓柱銷壓入齒輪軸時的壓入力最小為1.96N，取最大值為2.96N，根據機械設計手冊中計算公式得到結合直徑，結合長度，包容條件外徑，摩擦系數，彈性模量，包容直

12、徑比，泊松比，查表得，。根據公式聯接件不產生塑性變形的最大結合壓力，則同理：包容件傳遞負荷所需的最小直徑變化量：，則同理：被包容件傳遞負荷所需的最小直徑變化量：，則同理：傳遞負荷所需的最小有效過盈量：，則，因此，為了滿足最小過盈量的要求圓柱銷的尺寸為根據實際情況將圓柱銷分為兩組：，2.圓柱銷與輸入軸間過盈量的計算：由公司的資料得圓柱銷壓入輸入軸的力為60008000N，根據機械設計手冊中的計算公式得到結合直徑，結合長度，包容條件外徑，摩擦系數，彈性模量，包容直徑比，泊松比查表得，。根據公式聯接件不產生塑性變形的最大結合壓力，則同理：包容件傳遞負荷所需的最小直徑變化量：，則同理：被包容件傳遞負荷

13、所需的最小直徑變化量：，則同理：傳遞負荷所需的最小有效過盈量：，則，因此，為了滿足最小過盈量的要求圓柱銷的尺寸為根據實際情況將圓柱銷分為兩組：，3.輸入軸與節叉聯接處尺寸校核節叉也為設計，因此也是采用已有工藝。七、附錄 n法向t切向符號說明m模數z齒數齒輪螺旋角齒條傾角i 線角傳動比x變位系數xm有效移位距ha齒頂高變位 c頂隙系數a中心距齒條中心線至分度線的距離附：轉向力的計算恒隆一般是對樣機作出其力特性曲線，然后通過對閥芯的油口尺寸的控制，使轉向機的力特性曲線盡量與樣機一致。量化后的扭矩值如圖通過取5Mpa時的扭矩來控制。 在設計過程中，通過恒隆的成熟產品，基本可以做到對扭桿和輸入軸的尺寸

14、設計達到該5Mpa扭矩。 二、動力轉向油管部分油管設計與吉利樣件基本保持一致，樣件防護用減震套，采用的材料為合金軟管，而目前市場采購不到，暫用泡沫軟管代替，油管性能不會因此受到影響。 三、動力轉向油泵部分（一）轉向器參數最高使用壓力 7.84Mpa油泵推薦流量 7.0L/min油缸內徑 41齒條直徑 25適用前軸負荷 1000Kg最大輸出負荷 6500N齒條行程 137-139（二）轉向油泵參數:理論排量 7.5ml流量曲線 見功能圖最大壓力 8 Mpa旋向 右旋轉速范圍 5008000r/min（三）關于C項目的方案轉向器為車的飛馳轉向器,發動機采用476發動機, xx公司所開發油泵專門為此

15、發動機開發,參數和轉向器參數相匹配。 油泵參數可以根據要求作調整，以使轉向系統配置達到最佳工作狀態，關于轉向系統其它配置參考意見：1、油箱的設計容量應在0.4L以上,內部清潔度5mg以下,可采用回油過濾過濾精度40m左右,進油過濾可大點在80m左右,油箱的布置位置離泵距離要盡量近,一般在0.5m以內，并且油箱位置應高于油泵的位置。以減小吸油阻力。 2、 于高壓管的選用應采用變頻管（國外基本上都采用），有一定條件可實車進行變頻管的選用試驗。 四、轉向管柱部分1、 產品來源和作用C項目轉向管柱樣件由提供，用于連接方向盤和轉向器，起傳遞扭矩、防盜、被動安全防撞吸能等作用。根據提供的樣件，結合國內外可

16、調、防撞吸能轉向管柱的先進標準和我公司二十年轉向管柱設計開發和生產經驗，尤其近十年來對可調、防撞吸能轉向管柱的研究開發，特別是湖南長豐獵豹（日本三菱技術）、榮成華泰（韓國現代技術）、萬豐皮卡、秦川福萊爾、奇瑞QQ、塞寶等可調、防撞吸能轉向管柱的開發成功并已批量供貨。根據這些產品的開發經驗對C項目轉向管柱總成作產品技術可行性分析。2、 產品主要結構和技術性能2.1可調機構 該轉向管柱可進行前、后方向調整，以滿足駕駛員的不同需要。 沿順時針方向轉動手柄，調整機構打開，上支架與上固定座立即松開，此時上支架繞下支架芯軸可進行轉動，駕駛員根據需要對前、后角度進行調整，當選擇到合適位置時，反方向轉動手柄調

17、整機構鎖緊。2 .2防撞吸能結構 該轉向管柱具備三級防撞吸能。 轉向軸分上下兩段，上轉向軸（扁軸）裝在下轉向軸套（扁套）中，中間通過壓入防撞襯片聯接在一起；轉向傳動軸也是通過壓入防撞襯片與套管叉（扁套）聯接在一起；上固定座內聯接芯軸及下支架內聯接芯軸的外面均采用尼龍件卡固在上固定座及下支架槽內。 當方向盤受到的沖擊載荷超過了允許范圍時，沖擊能量傳遞給下轉向軸套向下移動。駕駛員因慣性作用沖向方向盤，上轉向軸與下轉向套、轉向傳動軸與套管叉內的防撞襯片被擠壓變形，發生軸與套的邊滑動邊擠壓；同時卡在轉向柱管上固定座及下支架內的尼龍件（防撞管、防撞襯圈）也被擠壓變形在槽內滑動，從而產生轉向柱管能向下滑動

18、。正由于擠壓、變形，緩沖、吸能，大大減輕了對駕駛員的傷害，起到了安全保護作用。2.3安全防盜結構 在轉向軸總成上設有鎖槽，點火鎖舌通過鎖槽防止轉向軸轉動，從而起到防盜作用，符合國家強制性標準GB15740-1995汽車防盜裝置性能要求。2.3主要技術性能指標2.3.1轉向軸總成靜扭強度不小于200N.m，破壞扭矩不小于294N.m。2.3.2在防盜鎖止機構部位沿順時針和逆時針方向施加196N.m的扭矩各一次，鎖定功能不能出現任何異常現象。2.3.3轉向軸總成空轉動扭矩不大于0.25N.m。2.3.4萬向節十字軸軸向間隙不大于0.20mm。2.3.5萬向節十字軸軸承軸向壓出力大于3000N。2.

19、3.5萬向節十字軸的轉動扭矩不大于0.30N.m。2.3.6萬向節叉的擺角不小于90。2.3.7轉向軸總成在29.4N.m扭矩作用下，變形不大于30。2.3.8前、后調整力69N以下。2.3.9手柄操作力70-90N。2.3.10前、后調整保持力490N（MIN）。2.3.11上軸承拔離力5KN以上。2.3.12鎖定機構耐久試驗：在鎖鍵上使用42N.m扭矩，3000次無異常。2.3.13調整機構耐久試驗：10000次后無異常。2.3.14振動試驗：200萬次后無異常。2.3.15轉動疲勞壽命試驗：經50萬次試驗后無異常。 試驗條件：負荷30N.m，頻率100150轉/分，回轉角180。2.3.

20、16扭轉疲勞壽命試驗：負荷30N.m經100萬次試驗后符合下列條件：萬向十字軸軸向間隙不大于0.30mm；萬向十字軸軸碗壓出力大于2500N。2.3.17靜態壓縮性能試驗2.3.17.1上轉向軸、下轉向軸套在10002000N軸向力作用下，防撞襯片能被擠壓變形，從而產生軸與套的相對滑移。2.3.17.2轉向傳動軸、套管叉在10002000N軸向力作用下，防撞襯片能被擠壓變形，從而產生軸與套的相對滑移。 2.3.17.3轉向柱管上固定座及下支架內的尼龍件在13002300N軸向力作用下，尼龍被擠壓變形，從而能夠在槽內滑移。2.3.18動態性能試驗根據GB11557-1998防止汽車轉向機構對駕駛

21、員傷害的規定（FMVSS203），人體模塊以24.1+1.20km/h的速度水平撞擊轉向盤時，作用在轉向盤上的水平力不得大于11123N。3、 主要零件3.1自制件 上轉向軸、下轉向軸套、鎖止套、轉向柱管、連結軸、轉向傳動軸、套管叉、萬向節叉（3種）3.2外購件 上防撞襯片（彈簧片）、橡膠軸承總成、滾珠軸承、軸用擋圈、開關座、線卡、上支架、上固定座、防護板、下支架、防撞卡塊、固定片、手柄總成、調整塊（2種）、防撞襯圈（尼龍件）、襯管、拉簧、上螺栓、鎖緊螺母、六角螺母、小六角螺栓、小墊圈、防撞管（尼龍件）、帶齒六角螺栓、彈性墊圈、下防撞襯片（彈簧片）、萬向節總成（2） 3.3所有的外購件我們將在

22、合格分承包方中擇優選擇：3.3.1萬向十字軸總成：杭州萬向錢潮股份有限公司3.3.2軸承：杭州萬向錢潮股份有限公司或日本光洋精工公司4、 主要零部件及裝配初始工藝流程4.1上轉向軸： 下料車端面、倒角磷皂化旋鍛（4個精密工位）旋鍛（3個精密工位）車軸承檔、螺紋檔擠花鍵滾螺紋去毛刺檢驗4.2下轉向軸套： 下料車端面、倒角磷皂化旋鍛（2個精密工位）旋鍛（3個精密工位）擠花鍵去毛刺檢驗4.3鎖止套： 下料車端面、倒角磷皂化擠壓車飛邊檢驗4.4轉向柱管： 下料擴孔車端面、倒角沖孔沖方孔沖軸承定位孔沖腰孔沖凸臺檢驗4.5連結軸： 下料精密鍛造車端面、倒角磷皂化擠壓花鍵車外圓、端面、倒角擠壓鉆鎖緊孔攻絲銑平面銑槽去毛刺檢驗4.6轉向傳動軸：下料車端面、倒角磷皂化旋鍛（1個精密工位）擠花鍵銑扁去毛刺檢驗4.7套管叉：下料車端面、倒角磷皂化擠壓切槽切耳旋鍛（1個精密工位