辽宁工程技术大学毕业设计（论文）
表1-3关于汽车的分类
Tablet.1-3 Automobile classification
汽车类型
乘员数座位数最大设计总质量/kg
说明
M
至少有四个车
Ⅲ级 M3类 Ⅱ级
Ⅰ级
?22（?9）
M1类
－（?9）
— 包括驾驶员座位在内的座位数不超过9
座的载客车辆
M2
A级 B级
?22（?9）
可载乘员数（不包括驾驶员）不多于22人 可载乘员数（不包括驾驶员）多
于22人
允许乘员站立
不许乘员站立 允许乘员站立，并且乘员可以自由走动 只允许乘员站立在过道和/或提供不超过相当于两人双人座位的
站立面积 不许乘员站立
Ⅰ级
?22（?9）
<5000
类 Ⅱ级
类 轮，
并且用于载客的机动车辆
A级 B级
?22（?9）
>5000
可载乘员数（不包括驾驶员）不多于22人 可载乘员数（不包括驾驶员）多
于22人
许乘员站立
不许乘员站立 允许乘员站立，并且乘员可以自由走动 只允许乘员站立在过道和/或提供不超过相当于两人双人座位的
站立面积
Ⅲ级 不许乘员站立
1.2.2 汽车的载客量和装载质量
（1）汽车的载客量 乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座，又称之为M1类汽车，
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寇庆华：微型汽车转向系统设计
其他M2、M3类汽车的座位数、乘员数及汽车的最大设计总质量见表1-3。
（2）汽车的载质量me 汽车的载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定载质量。汽车在碎石路面上行驶时，载质量约为好路面的75％～85％。越野汽车的载质量是指越野汽车行驶时或在土路上行驶的额定在质量。
商用货车载质量me的确定，首先应与企业商品规划符合，其次要考虑到汽车的用途和使用条件。原则上，货流大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车以利降低运输成本，提高效率；对货源变化频繁、运距短的市内运输车，宜采用中、小吨位的货车比较经济。
1.2.3质量系数?
m0质量系数?是指汽车载质量与整车整备质量的比值，即?=me。该系数反映了汽车
m0m0m0的设计水平和工艺水平，?值越大，说明该汽车的结构和制造工艺越先进。
m01.2.4汽车总质量ma
汽车总质量ma是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。
乘用车和商用客车的总质量ma由整备质量m0、乘员和驾驶员质量以及乘员的行李质量三部分构成。其中，乘员和驾驶员每人质量按65kg计，于是
ma?m0?65n??n （1-2）
式中，n为包括驾驶员在内的载客数；?为行李系数。
商用货车的总质量ma由整备质量m0、载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成，即
ma?m0?me?n165kg （1-3）
式中，n1为包括驾驶员以及随行人员在内的人数，应等于座位数。
1.2.5轴荷分配
汽车的轴荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵
件和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大的影响。因此，在总体设计时应根
据汽车的布置型式、使用条件及性能要求合理地选定其轴荷分配。汽车的布置型式对轴荷分配影响较大，例如对载货汽车而言，长头车满载时的前轴负荷分配多在28％上下，而平头车多在33％～35％。对轿车而言，前置发动机前轮驱动的轿车满载时的前轴负荷最好在55％以上，以保证爬坡时有足够的附着力；前置发动机后轮驱动的轿车满载时的后轴
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负荷一般不大于52％；后置发动机后轮驱动的轿车满载时后轴负荷最好不超过59％，否则，会导致汽车具有过多转向特性而使操纵性变坏。
在确定轴荷分配时也要考虑到汽车的使用条件。对于常在较差路面上行驶的载货汽车，为了保证其在泥泞路而上的通过能力，常将满载前轴负荷控制在26％～27％，以减小前轮的滚动阻力并增大后驱动轮的附着力。对于常在潮湿路面上行驶的后驱动轮装用单胎的4×2平头货车，空载时后铀负荷应不小于41％，以免引起例滑。
在确定轴荷分配时还要充分考虑汽车的结构特点及性能要求。例如：重型矿用自卸汽车的轴距短、质心高，制动或下坡时质量转移会使前轴负荷过大，故在设计时可将其前轴负荷适当减小，使后轴负荷适当加大。为了提高越野汽车在松软路面和无路地区的通过
1.3轮胎的选择
轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始数据之一，因此，
在总体设计开始阶段就应选定，而选择的依据是车型、使用条件、轮胎的静负荷、轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。当然还应考虑与动力—传动系参数的匹配以及对整车尺寸参数(例如汽车的最小离地间隙、总高等)的影响
轮胎所承受的最大静负荷与轮胎额定负荷之比，称为轮胎负荷系数。大多数汽车的轮胎负荷系数取为0.9～1.0，以免超载。轿车、轻型客车及轻型货车的车速高、轮胎受动负荷大，故它们的轮胎负荷系数应接近下限；对在各种路面上行驶的货车，其轮胎不应超载；对在良好路面上行驶且车速不高的货车，其轮胎负荷系数可取上限甚至达1.1；对车速高的重型货车、重型自卸汽车，此系数亦可偏大些。但过多超载会使轮胎早期磨损，甚至发生胎面剥落及爆胎等事故。试验表明：轮胎超载20％时，其寿命将下降30％左右。
为了提高汽车的动力因数、降低汽车及其质心的高度、减小非簧载质量，对公路用车在其轮胎负荷系数以及汽车离地间隙允许的范围内应尽量选取尺寸较小的轮胎。采用高强度尼龙帘布轮胎可使轮胎的额定负荷大大提高，从而使轮胎直径尺寸也大为缩小。例如装载员4t的载货汽车在20世纪50年代多用的9.0～20轮胎早己被8.25—20，7.50~20至8.25～16等更小尺寸的轮胎所取代。越野汽车为了提高在松软地面上的通过能力常采用胎面较宽、直径较大、具有越野花纹的超低压轮胎。山区使用的汽车制动频繁，制动鼓与轮辋之间的间隙应大一些，以便散热，故应采用轮辋尺寸较大的轮胎。轿车都采用直径较小、面形状扁平的宽轮辋低压轮胎，以便降低质心高度，改善行驶平顺性、横向稳定性、轮胎的附着性能并保证有足够的承载能力。
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1.4数据的确定
根据以上的论述，本次设计初选数据如下：
轮距L/mm 2340 内转向轮最大转角?45o imax/?
整备质量m880 0/kg 总质量m1255 a/kg 轮胎
175/60R14 转向轴的载荷5647.5 G1/N
轮胎压力p/MPa
0.45
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2. 转向系设计概述
2.1对转向系的要求[3]
1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。
2）汽车转向行驶时，在驾驶员松开转向盘的条件下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。
3）汽车在任何行驶状态下，转向轮都不得产生自振，转向盘没有摆动。
4）转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。
5）保证汽车有较高的机动性，具有迅速和小转弯行驶能力。 6）操纵轻便。
7) 转向轮碰撞到占该物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。
8) 转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。 9) 在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身变形而共同后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻上海的防伤装置。
10) 进行运动校核，保证转向轮与转向盘转动方向一致。
2.2转向操纵机构
转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。
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