第四节 机械式转向器的设计与计算一、转向系计算载荷的确定为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有．足够的强度。欲验算转向系零件的强度，需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。精确地计算出这些力是困难的。为此推举用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩M R (N⋅mm)M R=f3√G13p (7-9)式中，f 为轮胎和路面间的滑动摩擦因数，一般取O.7；G1为转向轴负荷(N)；p 为轮胎气压(MPa)。作用在转向盘上的手力为Fh=2L1 M RL2 Dswiωη+ (7-10)式中，L1为转向摇臂长；L2为转向节臂长；Dsw为转向盘直径；iω为转向器角传动比；η+ 为转向器正效率。对给定的汽车，用式(7-10)计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。然而，对于前轴负荷大的重型货车，用上式计算的力往往超过驾驶员生理上的可能，在此情况下对转向器和动力转向器动力缸以前零件的计算载荷，应取驾驶员作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力，此力为 700N。 二、齿轮齿条式转向器的设计齿轮齿条式转向器的齿轮多数采纳斜齿圆柱齿轮。齿轮模数取值范围多在 2～3mm 之间。主动小齿轮齿数多数在5～7 个齿范围变化，压力角取 20º，齿轮螺旋角取值范围多为9º～1 5º。齿条齿数应根据转向轮达到最大偏转角时，相应的齿条移动行程应达到的值来确定。变速比的齿条压力角，对现有结构在 12º～35º 范围内变化。此外，设计时应验算齿轮的抗弯强度和接触强度。主动小齿轮选用 16MnCr5 或 15CrNi6 材料制造，而齿条常采纳 45 钢制造。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。 三、循环球式转向器设计(一)主要尺寸参数的选择1、螺杆、钢球、螺母传动副 (1)钢球中心距 D、螺杆外径D1、螺母内径D2 尺寸 D、D1、D2如图 7-19 所示。钢球中心距是基本尺寸，螺杆外径D1 、螺母内径D2及钢球直径 d 对确定钢球中心距 D 的大小有影响，而 D 又对转向器结构尺寸和强度有影响。在保证足够的强度条件下，尽可能将 D 值取小些。选取 D 值的规律是随着扇齿模数的增大，钢球中心距 D 也相应增加(表 7—1)。设计时先参考同类型汽车的参数进行初选，经强度验算后，再进行修正。螺杆外径D1通常在 20～38mm 范围内变化，设计时应根据转向轴负荷 的 不 同...
