车辆与动力工程学院毕业设计说明书
K cot?=cot?+ (6-4)
l式中?为车轮外转角，β为车轮内转角，K为两侧主销轴线与地面相交点之间的距离 ，K=1750mm，轴距为3950mm 。
又因为理想情况下，最小转弯半径Rmin（取为8.0m）与外转向轮最大偏转角
?max的关系为：
Rlmin?sin? max联立（6-4）（6-5）式得到
?max=29.6°， ?max=37.2°
图6-2 理想内外轮转角关系简图
§6.3 转向梯形的选择设计
图6-3 整体式转向梯形
1- 转向横拉杆 2-转向梯形臂 3-前轴21
6-5）
（
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转向梯形选择的是整体式后置梯形（如图6-3），L为轴线距离，即是上图的l,γ为转向梯形的底角，S为两个梯形臂延长线与汽车中心线的交点与前轴的距离，一般为
由公式
cotγ=0.75
得转向梯形的底角 γ=71.6°
转向梯形臂的长度m，是参考现有汽车梯形臂长度与主销中心距K之比的统计数据后进行选择，一般范围是：m=(0.11～0.15)K。由于是轻型载重汽车，固可取梯形臂长度 m=230mm 。
由图形可知，转向横拉杆的长度跟K和γ有关，其关系式为：
=K-2×m×cosγ=1604.8mm （6-7）
则横拉杆长度为 1604.8mm。
K2L。 3 （6-6）
§6.4 循环球式转向器的设计
§6.4.1 转向器（循环球式）的效率
为保证转向时驾驶员转动转向盘的轻便，要求正效率高；为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动回正，又需要一定的逆效率；为减轻驾驶员在不平路面上的疲劳，防止打手，又要求逆效率尽可能低。
正效率的计算公式：
???tan?0 （6-8）
tan(?)0??其中?0为螺杆的螺线导程角，选8°；为摩擦角，=arctan?；?为摩擦因数，选0.04，则=2.29°。
数据代入公式（6-8） 解得 ??=77.4% 逆效率的计算公式：
22
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???tan(?)0?? （6-9）
tan?0
?? =71.1%。
§6.4.2 主要参数的选择
表6－2 循环球式转向器主要参数
6.齿扇模数/mm 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 0 32 摇臂轴直径/mm 22 26 30 32 35 23 钢球中心距/mm 20 25 23 螺杆外径/mm 20 25 5.556 钢球直径/mm 5.556 6.350 9.525 螺距/mm 7.938 8.731 9.525 10.000 1.2 工作圈数 1.5 2.5 环流行数 2 56 45 螺母长度/mm 41 52 47 62 46 58 59 78 82 72 80 2.5 11.000 6.350 7.144 8.000 10.000 7.144 25 28 29 34 38 25 28 32 60 35 40 40 45 38 42 6.5 23
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续表
3 齿扇齿数 5 13 12 齿扇整圆齿数 13 15 22°30′ 齿扇压力角 27°30′ 6°30′ 切削角 6°30′ 7°30′ 13 14 5 30 22 齿扇宽/mm 25 27 28 38 25 25 30 28~32 34 38 35
参考表6-2，循环球式转向器主要参数选取如下数据：
齿扇模数m=6.5mm，摇臂轴直径D=45mm，钢球中心距D1=40mm，螺杆外径
D2=38mm,钢球直径d=8mm,螺距P=11mm,工作圈数W=2.5，环流行数b=2，齿扇
齿数z=5，齿扇整圆齿数Z=15，齿扇压力角为27°30′，切削角?=6°30′，齿扇宽B=35mm。
§6.4.3 螺杆、钢球和螺母传动副
螺母内径D3=D2+7?=41mm 每个环路中钢球的数量为： n??DW?D1W1=39 ?dcos?0d24
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其中?0为螺杆的螺线导程角，选8°。
接触角θ是钢球与螺杆滚道接触点的正压力方向与螺杆滚道法向截面轴线间的夹角，一般取45°，以使轴向力和径向力分配均匀。
图6-4 螺杆,钢球,螺母传动副
转向盘转动?角，对应螺母移动距离s为：
?P (6-10) 2? s?与此同时齿扇节圆转过的弧长等与s，相应摇臂轴转过?p角，其关系：
S=?pr (6-11) 其中r为齿扇节圆半径。 联立（6-10）（6-11）得?=为：
i?1
§6.4.4 齿条、齿扇传动副设计
循环球式转向器的齿扇为变厚齿扇，它的齿顶和齿根的轮廓是圆锥的一部分，分度圆上的齿厚是变化的，所以此传动副的设计主要是变厚齿扇的设计。
2?r?p ，将?对?p求导，得转向器角传动比i?1P12??mZ2?r?mZ2=30.615 ???PPP25