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图6-5 变厚齿扇齿形计算简图
基准剖面（1-1剖面）的齿形计算：
表6－3 1-1剖面基准剖面齿形值
名称 分度圆直径 齿顶高 公式 结果(mm) D=97.5 D?mZ =5.5 S02hS?R[?2(inv??inv?)]1?xm1 12220r齿根高 齿全高 齿顶圆直径 分度圆齿厚 h2?x2m h?hh1?2 DZ?(?2x?2?)m 111h2=7.5 h=13 D1=102 S01?2S?(??tan?)m 01=7.25 210顶圆压力角 r??cos(cos?) 10R1?1?1=39.75° 顶圆齿厚 S0S?R[?2(inv??inv?)] 11110rS11=4
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最大变位系数剖面（2-2剖面）齿顶变尖核算：
表6－4 2-2剖面齿顶变位系数
名称 最大变位系数 公式 结果（mm） ?max=0.3702 B ???????tan?)max1?212mZ R?(?x??)m21max2齿顶圆半径 R2=50.3264 齿顶圆压力角 r??cos(cos?) 20R2?1?2=40.125° 分度圆齿厚 ?2S?(??022max tan?)m0S02=9.3627 齿顶圆齿厚 S12=2.256 S02 S?R[?2(inv??inv?)]12220r
§6.5 转向系主要性能参数确定
§6.5.1 转向系的角传动比?
?=i?1?i?2 （6-12）
式中i?1为转向器的角传动比，i?1=30.615；i?2为转向传动机构的角传动比，一般选择i?2=1。代入公式（6-12） 得 ?=30.615 §6.5.2 转向盘旋转圈数n
转向盘从一个极端位置转到另一个极端位置时所转过的圈数称为转向盘的总转动圈数。它与转向轮的最大转角及转向系的角传动比有关，并影响转向的操纵轻便性和灵敏性。轿车转向盘的总转动阁数较少，一般约在3.6圈以内；货车一般不宜超过6圈。 n??P.R (6-13) ?360
式中?P.R为转向盘从一个极限位置到另一个极限位置所转过的角度，且
?i(???) ? P.R?maxmax27
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=30.615?（29.6°+37.2°） =2045.082°
所以 n=2045.082°?360°=5.68 (圈) 符合货车圈数n?6
§6.5.3 转向系计算载荷的确定
转向系全部零件的强度，是根据作用在转向系零、部件上的力进行确定的。影响这个力的因素很多，如前轴负荷和路面阻力的变化等。驾驶员转向轮所需要克服的阻力，主要是车轮转动阻力、车轮稳定阻力和转向系中特别是在转向器和转向节中的摩擦阻力等所组成。通过将转向系中的滑动摩擦转变为滚动摩擦，可以使转向器和转向节内摩擦阻力减少到较小的程度。
汽车在沥青或者混凝土路面上原地转向阻力矩：
fG13 Mr= （6-14）
3p Mr=1978692.9N.m
式中 f——轮胎和路面的滑动摩擦系数取0.7
G1 ——前轴负荷 (33653.2N) p——轮胎气压 0.53 MPa 作用在方向盘上的力为 Fh=
L1Mr （6-15）
L2Rswiw?? Fh=334N<360N
满足设计要求,不必使用助力转向系。
式中 L1 ——转向摇臂长 参考同类车型为240mm
L2——转向节臂长(240mm) Rsw——方向盘半径(250mm) iw——转向器的角传动比iw= 30.615 ?? ——转向器的效率，77.4%
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§6.6 转向系其他元件的选择及材料的确定
转向主销选用圆柱实心型，D=38mm；一般选用20Cr。转向节臂和梯形臂有中碳钢或中合金钢如35Cr，40，40Cr等模锻加工而成，一般选用40Cr。转向纵、横拉杆应选用质量较轻刚性较好的20，30或40无缝钢管制造，选用40钢。球头销用合金结构钢12CrNiB、15CrMo、20CrMnTi或液体碳氮共渗钢35Cr、35CrNi等制造（如图6-6所示结构），一般选用20CrMnTi。
图6-6 转向主销
1-球头销 2-球头碗 3-压紧弹簧
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第七章 转向系主要零件的强度计算
§7.1 计算载荷的确定
转向系全部零件的强度，是根据作用在零部件上的力来确定的。一般来说汽车在沥青或混凝土路面上的园地转向阻力Mr，用经验公式计算： Mr??G133p N.mm （7-1）
表7－1 自卸汽车设计参数
载重 空载 满载 前轴负荷（N） 30184 33653.2 质心高度(mm) 1580 1300 数据代入（7-1）得 Mr= 1978692.9N.mm 由于力矩平衡，所以转向上节臂受反方向力矩M=M所受到的拉力P=
r=15.2?105 N.mm，
M=15.2?105/240?6342N。 l2§7.2 主要零件的强度计算
图7-1 转向摇臂受力图
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