課程 汽車設(shè)計(jì)題目 電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 指導(dǎo)教師 日期 2016年6月15日--#-目錄TOC\o"1-5"\h\z一.轎車轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)方案的選擇 -1-.轎車參數(shù)的確定 -1-.對(duì)轉(zhuǎn)向系的要求 -2-3。轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -2-1）轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) -2-2）轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) -3-3）機(jī)械轉(zhuǎn)向器 -3-二.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要性能參數(shù) -4-轉(zhuǎn)向系的效率 -4-1）轉(zhuǎn)向系的正效率 -4-2）轉(zhuǎn)向系的逆效率 -5-2.飛向系傳動(dòng)比的確定 -5-1）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比的組成 -5-2）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳動(dòng)比和角傳動(dòng)比的關(guān)系 -5-3）傳動(dòng)系傳動(dòng)比的計(jì)算 -6-3。轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)副的嚙合間隙 -6-1）轉(zhuǎn)向器的嚙合特征 -7-2）轉(zhuǎn)向盤(pán)的自由行程 -7-4。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 -7-1）轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角的計(jì)算 -8-2）轉(zhuǎn)向器參數(shù)的選取 -8-3）選擇齒輪齒條材料 -8-4）軸承的選擇 -8-5。轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)的總?cè)?shù) -8-三.電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) -9-1。轉(zhuǎn)矩傳感器 -9-2。減速機(jī)構(gòu) -9電磁離合器 -9電動(dòng)機(jī) -9-5。車速傳感器 -io-6。電子控制單元 -10-四。轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) -10-1。轉(zhuǎn)向梯形理論特性 -10-2。轉(zhuǎn)向梯形的布置 -11-3。轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)尺寸的初步確定 -11-生梯形校核 -11-一.轎車轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)方案的選擇轎車參數(shù)的確定

本次轎車轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)的整車相關(guān)參數(shù)如下：表1整車相關(guān)參數(shù)驅(qū)動(dòng)形式4x2R軸星巨L/mm2471輪距前/后mm1429/1422整備質(zhì)量m0/kg1060空載時(shí)前軸分配負(fù)荷60%輪胎壓力P/MPa0。3最高車速180km/h最大爬坡度35%制動(dòng)距離（初速30km/h）5.6m最小轉(zhuǎn)彎直徑11m最大功率/轉(zhuǎn)速74kW/5800rpm最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速150N?m/4000rpm對(duì)轉(zhuǎn)向系的要求1）汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)；2）操縱輕便，作用于轉(zhuǎn)向盤(pán)上的轉(zhuǎn)向力小于200N;3）轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比在15~20之間，正效率在60%以上,逆效率在50%以上；4）轉(zhuǎn)向靈敏;5）轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中應(yīng)有間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)；6）轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置轉(zhuǎn)向系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向盤(pán)，轉(zhuǎn)向軸,轉(zhuǎn)向管柱.轉(zhuǎn)向盤(pán)的直徑根據(jù)JB4505—1986標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)計(jì)為380mm.轉(zhuǎn)向軸采用一根無(wú)縫鋼管制成，為了布置方便，減小由于裝置位置誤差及部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的附加載荷，提高汽車正面碰撞的安全性以及便于拆裝，在轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器的輸入端之間安裝轉(zhuǎn)向萬(wàn)向節(jié)。采用柔性萬(wàn)向節(jié)可減少傳至轉(zhuǎn)向軸上的振動(dòng),但柔性萬(wàn)向節(jié)如果過(guò)軟，則會(huì)影響轉(zhuǎn)向系的剛度。所以一般選用剛性萬(wàn)向節(jié)，剛性萬(wàn)向軸多是十字軸式，可采用單萬(wàn)向節(jié)，也可采用雙萬(wàn)向節(jié),雙萬(wàn)向節(jié)要求布置適當(dāng)，達(dá)到等角速度運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)向臂、轉(zhuǎn)向操縱拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向梯形臂以及轉(zhuǎn)向橫拉桿等.轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于把轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳給左、右轉(zhuǎn)向輪按一定關(guān)系進(jìn)行偏轉(zhuǎn)。機(jī)械轉(zhuǎn)向器機(jī)械轉(zhuǎn)向器是司機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動(dòng)(或齒條沿轉(zhuǎn)向車軸軸向的移動(dòng)),并按一定的角轉(zhuǎn)動(dòng)比進(jìn)行傳遞的機(jī)構(gòu)。機(jī)械轉(zhuǎn)向器分為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器、蝸桿曲柄指銷式轉(zhuǎn)向器。由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；質(zhì)量輕,剛性大；正、逆效率都高以及便于布置;齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙以后,利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動(dòng)消除齒間間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用體積小適于在微車上采用；沒(méi)有轉(zhuǎn)向搖臂和直拉桿,轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角可以增大，轉(zhuǎn)向靈敏，制造容易，成本低;而且適用于與麥弗遜式獨(dú)立懸架。所以選用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器.根據(jù)輸入齒輪位置和輸出特點(diǎn)不同,齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器有四種形式:中間輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，兩端輸出;側(cè)面輸入，中間輸出；側(cè)面輸入,一端輸出。采用側(cè)面輸入，中間輸出方案時(shí)，與齒條連的左、右拉桿延伸到接近汽車縱向?qū)ΨQ平面附近。由于拉桿長(zhǎng)度增加,車輪上、下跳動(dòng)時(shí)拉桿擺角減小，有利于減少車輪上、下跳動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)詳細(xì)與懸架系的運(yùn)動(dòng)干涉。拉桿與齒條用螺栓固定連接,因此,兩拉桿與齒條同時(shí)向左或向右移動(dòng)，為此在轉(zhuǎn)向器殼體上開(kāi)有軸向的長(zhǎng)槽，從而降低了他的強(qiáng)度。采用兩端輸出方案時(shí)，由于軸向拉桿長(zhǎng)度受到限制,容易與懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。側(cè)面輸入,一端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，常用在平頭貨車上.由于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器采用直齒圓柱齒輪與直齒齒條嚙合，則運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)降低，沖擊大，工作噪聲增加。此外,齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角只能是直角.采用斜齒圓柱齒輪與斜齒齒條嚙合的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，重合度增加，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沖擊與工作噪聲均下降,而且齒輪軸線與齒條軸線之間的夾角易于滿足總體設(shè)計(jì)的要求。因?yàn)樾饼X工作時(shí)有軸向力作用,所以轉(zhuǎn)向器應(yīng)該采用推力軸承，使軸承壽命降低,還有，斜齒輪的滑磨比較大是它的缺點(diǎn)。齒條斷面形狀有圓形、V形和Y形三種。圓形斷面齒條的制作工藝比較簡(jiǎn)單,V形和Y形斷面齒條與圓形斷面比較，消耗的材料少，約節(jié)省20%,故質(zhì)量小;位于齒下面的兩斜面與齒條托座接觸，可用來(lái)防止齒條繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；Y形斷面齒條的齒寬可以做的寬些,因而強(qiáng)度得到增加.在齒條與托座之間通常裝有用減磨材料（如聚四氟乙烯）做的墊片，以減少滑動(dòng)摩擦.當(dāng)車輪跳動(dòng)、轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向器工作時(shí),如在齒條上作用有能使齒條旋轉(zhuǎn)的力矩時(shí)，應(yīng)選用V形和Y形斷面齒條用來(lái)防止因齒條旋轉(zhuǎn)而破壞齒輪、齒條的齒不能正確嚙合的情況出現(xiàn)。為了防止齒條旋轉(zhuǎn),也有在轉(zhuǎn)向器殼體上設(shè)計(jì)導(dǎo)向槽，槽內(nèi)鑲嵌導(dǎo)向塊,并將拉桿、導(dǎo)向塊與齒條固定在一起。齒條移動(dòng)時(shí)導(dǎo)向塊在導(dǎo)向槽內(nèi)隨之移動(dòng)，齒條旋轉(zhuǎn)時(shí)導(dǎo)向塊可防止齒條旋轉(zhuǎn)。要求這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)向滑塊與導(dǎo)向槽之間的配合要適當(dāng)。配合過(guò)緊會(huì)為轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)向輪回正帶來(lái)困難，配合過(guò)松齒條仍能旋轉(zhuǎn)，并伴有敲擊噪聲。根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器廣泛應(yīng)用于乘用車上。載荷質(zhì)量不大，前輪采用獨(dú)立懸架的貨車和客車有些也用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。二.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的主要性能參數(shù)轉(zhuǎn)向系的效率根據(jù)效率定義,因功率輸入來(lái)源不同，轉(zhuǎn)向器的效率有正、逆效率之分。功率由轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂輸出所求得的效率稱為正效率，用符號(hào)n+表示，反之稱為逆效率,用符號(hào)n—表示。轉(zhuǎn)向系的正效率影響轉(zhuǎn)向系的正效率的因素有：轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和質(zhì)量制造等，同一類型的轉(zhuǎn)向器因結(jié)構(gòu)不同，效率也有較大的差別。對(duì)于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，如果只考慮嚙合副的摩擦損失，忽略軸承和其它地方的摩擦損失。其效率可以用下式計(jì)算:= (2-1)+式中--齒輪的螺旋角(齒條的傾斜角)——摩擦角由于該轉(zhuǎn)向器為可逆轉(zhuǎn)向器，故摩擦角要比齒輪螺旋角小，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的效率一般為70—80％.取n+=75%,=10°由于=則=4040’‘轉(zhuǎn)向系的逆效率轉(zhuǎn)向系的逆效率影響汽車的使用性能和駕駛員的安全。對(duì)于逆效率高的轉(zhuǎn)向器而言，路面作用在車輪上的力，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可大部分傳遞到方向盤(pán),這種轉(zhuǎn)向器稱為可逆式的。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器屬于可逆式的轉(zhuǎn)向器。設(shè)計(jì)的時(shí)候,為滿足操縱的方便性，希望轉(zhuǎn)向器的正逆效率要高。和計(jì)算正效率的公式一樣，如果只考慮嚙合副的摩擦，忽略軸承和其他地方的摩擦損失。逆效率可用以下的公式計(jì)算：(2-2)轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比的確定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳動(dòng)比的組成轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比由轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比所組成。從輪胎接地中心作用在兩個(gè)輪上的合力和與作用在方向盤(pán)上的手力之比稱為力傳動(dòng)比.方向盤(pán)的轉(zhuǎn)角和駕駛員同側(cè)的轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之比，稱為轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的力傳動(dòng)比和角傳動(dòng)比的關(guān)系如上所述，力傳動(dòng)比可以用以下的式子表示：= (2—3)輪胎和地面之間的轉(zhuǎn)向阻力和作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力有以下關(guān)系:= (2—4)——車輪轉(zhuǎn)臂,指主銷延長(zhǎng)線至地面的交點(diǎn)到輪胎接地中心的距離。作用在方向盤(pán)上的手力可以由下面的式子來(lái)表示：(2—5)式中作用在方向盤(pán)上的力矩，式中--方向盤(pán)的作用半徑.將公式(3-4)和(3-5)代入(3-3)后,得TOC\o"1-5"\h\z= (2—6)如果忽略摩擦損失，可以表示：== (2-7)將(2-7)代入(2—6)之后，得到=- (2-8)由(2—8)可知,力傳動(dòng)比與、和有關(guān).車輪轉(zhuǎn)臂越小,力傳動(dòng)比越大，轉(zhuǎn)向越輕便。但是a值過(guò)小的話，會(huì)由于車輪和路面的之間的表面摩擦力的增加，反而增大了轉(zhuǎn)向阻力.對(duì)于一定的車型，可以用實(shí)驗(yàn)方法確定值的最小極限值。通常貨車的值在40—60mm之間，轎車的值取0.4-0。6的輪胎胎面的寬度.對(duì)于一定的汽車而言，和都是一個(gè)常值，故力傳動(dòng)比與角傳動(dòng)比成正比關(guān)系。傳動(dòng)系傳動(dòng)比的計(jì)算汽車在瀝青或者混凝土路面的原地轉(zhuǎn)向阻力矩,可用下面的半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：= (2-9)式中——前軸靜負(fù)荷，；——輪胎和地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù),一般在0.7左右；——輪胎氣壓，?？蛰d時(shí)前軸負(fù)荷60％，所以=1060X60%X9.8=6233即=由于輪胎選用160/65R13型號(hào)，其寬度為160,那么，=0.4X160=64;因?yàn)?lt;=200，則==>=38.2由于二?，即二?二38。2X〉=12。9轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)副的嚙合間隙轉(zhuǎn)向器的嚙合特征所謂嚙合間隙是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動(dòng)副之間的間隙。嚙合間隙又稱為傳動(dòng)間隙。研究嚙合特性的意義，在于它與直線行駛狀態(tài)的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向器的使用壽命有密切關(guān)系。汽車處于直線行駛狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的嚙合間隙可能有兩種情況：沒(méi)有間隙或者有間隙.在后一種情況下,一旦轉(zhuǎn)向器受到側(cè)向力的作用，就能在間隙的范圍內(nèi)，允許轉(zhuǎn)向輪偏離原來(lái)的行駛位置，而使汽車失去安穩(wěn)性。為了防止出現(xiàn)這樣的情況，要求傳動(dòng)副的嚙合間隙在方向盤(pán)處于中間或附近位置上時(shí)要極小，最好無(wú)間隙,以保證汽車直線行駛的穩(wěn)定性。因?yàn)槠囉眯∞D(zhuǎn)彎行駛的次數(shù)多于大轉(zhuǎn)彎，所以轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副工作表面磨損不均勻.傳動(dòng)副中間位置的磨損要大于兩端的磨損.當(dāng)中間位置的間隙達(dá)到一定程度的時(shí)，駕駛員將無(wú)法確保行駛的穩(wěn)定性，此時(shí)要對(duì)間隙進(jìn)行重新調(diào)整，借以消除所產(chǎn)生的間隙，調(diào)整后要求方向盤(pán)能及時(shí)圓滑地從中間位置轉(zhuǎn)到兩端，而無(wú)卡住現(xiàn)象。如果設(shè)計(jì)的時(shí)使轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)副各處具有均勻的間隙,就不能達(dá)到上述的要求，因?yàn)楫?dāng)中間位置磨損出現(xiàn)間隙后，經(jīng)過(guò)調(diào)整,該處的間隙雖然可以消除，但是在方向盤(pán)轉(zhuǎn)到底以前必然要卡住，使之不能繼續(xù)使用.為了延長(zhǎng)轉(zhuǎn)向器的使用壽命，應(yīng)當(dāng)使傳動(dòng)副的嚙合間隙在離開(kāi)中間位置以后逐漸增大.轉(zhuǎn)向盤(pán)的自由行程就轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的靈敏度而言,最好是轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向節(jié)運(yùn)動(dòng)能同步開(kāi)始并能同步結(jié)束。然而,這在實(shí)際上是不可能的，因?yàn)樵谡麄€(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，各個(gè)傳動(dòng)件之間必存在著轉(zhuǎn)配間隙，而且，這些間隙將隨著零件的磨損而逐漸增大。在轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的開(kāi)始階段，駕駛員對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)向力矩很小，因?yàn)橹挥脕?lái)克服轉(zhuǎn)向系的內(nèi)部摩擦，稱為轉(zhuǎn)向盤(pán)的空轉(zhuǎn)階段。此后，才需要對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)施加更大的力來(lái)克服從車輪傳到轉(zhuǎn)向節(jié)的阻力矩，從而實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向.轉(zhuǎn)向盤(pán)在空轉(zhuǎn)階段的角行程，稱為轉(zhuǎn)向盤(pán)的自由行程。轉(zhuǎn)向盤(pán)的自由行程對(duì)于緩和路面沖擊及避免使駕駛員過(guò)度緊張是有利的，但不宜過(guò)大，以免影響靈敏度，一般來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向盤(pán)從相應(yīng)于汽車直線行駛的中間位置向任何一方的自由行程最好也不超過(guò)10—15度，當(dāng)零件磨損嚴(yán)重到轉(zhuǎn)向盤(pán)的自由行程超過(guò)25-30度時(shí)，必須進(jìn)行調(diào)整。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)和計(jì)算轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角的計(jì)算圖1轉(zhuǎn)向側(cè)輪偏轉(zhuǎn)角計(jì)算圖sin=otan36.40轉(zhuǎn)向器參數(shù)的選取齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的齒輪采用斜齒輪，齒輪模數(shù)在之間，主動(dòng)小齒輪齒數(shù)在之，壓力角取，螺旋角在之間.故取小齒輪,，右旋,壓力角，精度等級(jí)8級(jí)。表2齒輪齒條參數(shù)名稱 符號(hào)公式齒輪齒條齒數(shù)631分度圓直徑15。231 變位系數(shù)1齒頂高52。5齒根高0。6253。12齒頂圓直徑25.231齒根圓直徑13.981齒輪中圓直徑20。231螺旋角10°齒寬30203)選擇齒輪齒條材料小齒輪：40CrC-N共滲淬火、回火43—53HRC齒條：45調(diào)質(zhì)處理 229—286HBS4)軸承的選擇軸承1深溝球軸承6004(GB/T276-1994)軸承2滾針軸承NA4901 (GB/T5801-1994)轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)的總?cè)?shù)方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)總?cè)?shù)與轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角。和6有關(guān)，可通過(guò)下式初算轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)總?cè)?shù)：“=葭（。+陽(yáng)360~對(duì)貨車和轎車轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)總?cè)?shù)有不同的要求。不裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向的重型汽車一般方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的總?cè)?shù)不應(yīng)該超過(guò)7圈，對(duì)于轎車不宜超過(guò)3.6圈。取n=3。5,可得：fw0=194電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩傳感器扭矩傳感器用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向盤(pán)扭矩的大小和方向，以及轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角的大小和方向，它是EPS的控制信號(hào)之一。扭矩傳感器主要有接觸式和非接觸式兩種。常用的接觸式（主要是電位計(jì)式）傳感器有擺臂式、雙排行星齒輪式和扭桿式三種類型，而非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器主要有光電式和磁電式兩種.前者的成本低，但受溫度與磨損影響易發(fā)生漂移、使壽命較低，需要對(duì)制造精度和扭桿剛度進(jìn)行折中，難以實(shí)現(xiàn)絕對(duì)轉(zhuǎn)角和角速度的測(cè)量.后者的體積小，精度高，抗干擾能力強(qiáng)、剛度相對(duì)較高，易實(shí)現(xiàn)絕對(duì)轉(zhuǎn)角和角速度的測(cè)量，但是成本較高。因此扭轉(zhuǎn)傳感器類型的選取根據(jù)EPS的性能要求中和考慮。減速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)用來(lái)增大電動(dòng)機(jī)傳遞給轉(zhuǎn)向器的轉(zhuǎn)矩.它主要有兩種形式：雙行星齒輪減速機(jī)構(gòu)和渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)。由于減速機(jī)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)工作性能的影響較大,因此在降低噪聲,提高效率和左右轉(zhuǎn)向操作的對(duì)稱性方面對(duì)其提出了較高要求.裝配有離合器的EPS，多采用渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，裝配在減速機(jī)構(gòu)的一側(cè)。電磁離合器電動(dòng)式EPS轉(zhuǎn)向助力一般都是工作在一個(gè)設(shè)定的范圍.當(dāng)車速低于某一設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)向助力,保證轉(zhuǎn)向的輕便性;當(dāng)車速高于某一設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)提供阻尼控制,保證轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性；而當(dāng)車速處于兩個(gè)設(shè)定值之間時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止工作，系統(tǒng)處于Standy狀態(tài)，離合器分離，以切斷輔助動(dòng)力。另外，當(dāng)EPS系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，離合器應(yīng)自動(dòng)分離,此時(shí)仍可利用手動(dòng)控制轉(zhuǎn)向，保障系統(tǒng)的安全性。EPS系統(tǒng)中電磁離合器應(yīng)用較多的為單片干式電磁離合器.電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)根據(jù)ECU的指令輸出適宜的轉(zhuǎn)矩，一般采用無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī)，無(wú)刷永磁電機(jī)具有無(wú)激磁損耗、效率較高、體積較小等特點(diǎn)。電機(jī)是EPS的關(guān)鍵部件之一，對(duì)EPS的性能有很大的影響.由于控制系統(tǒng)需要根據(jù)不同的工況產(chǎn)生不同的助力轉(zhuǎn)矩,具有良好的動(dòng)態(tài)特性并容易控制,這些都要求助力電機(jī)具有線性的機(jī)械特性和調(diào)速特性。此外還要求電機(jī)低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩、波動(dòng)小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、尺寸小、質(zhì)量輕、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。車速傳感器車速傳感器的輸出信號(hào)可以是磁電式交流信號(hào)，也可以是霍爾式數(shù)字信號(hào)或者是光電式數(shù)字信號(hào)，車速傳感器通常安裝在驅(qū)動(dòng)橋殼或變速器殼內(nèi)，車速傳感器信號(hào)線通常裝在屏蔽的外套內(nèi)，這是為了消除有高壓電火線及車載電話或其他電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁及射頻干擾，用于保證電子通訊不產(chǎn)生中斷,防止造成駕駛性能變差或其他問(wèn)題，在汽車上磁電式及光電式傳感器是應(yīng)用最多的兩種車速傳感器，在歐洲、北美和亞洲的各種汽車上比較廣泛采用磁電式傳感器來(lái)進(jìn)行車速（VSS）、曲軸轉(zhuǎn)角久好）和凸輪軸轉(zhuǎn)角（CMP）的控制。電子控制單元電子控制單元的功能是根據(jù)轉(zhuǎn)矩傳感器和車速傳感器傳來(lái)的信號(hào)，進(jìn)行邏輯分析和計(jì)算后發(fā)出指令，控制電動(dòng)機(jī)和離合器的動(dòng)作。轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系的要求，除了機(jī)動(dòng)性、輕便性和操縱穩(wěn)定性之外，還必須保證轉(zhuǎn)向軸的內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪有一定的比例關(guān)系，是汽車轉(zhuǎn)向過(guò)程中所有的車輪都是純滾動(dòng)或有極小的滑移，這一要求一般由轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)近似地實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)向梯形理論特性為了使汽車轉(zhuǎn)向時(shí)只有純滾動(dòng)，兩轉(zhuǎn)向輪應(yīng)繞后軸延長(zhǎng)線的。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，且內(nèi)外輪的轉(zhuǎn)角應(yīng)保證下列關(guān)系:圖2.理論上的轉(zhuǎn)向特性曲線cot90—cot斗=K/L式中，練是外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，斗是內(nèi)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，K是兩主銷延長(zhǎng)線至地面交點(diǎn)間的距離，L是兩主銷延長(zhǎng)線與地面交點(diǎn)至后軸間的距離。圖中的GD線上任何一點(diǎn)與A和B連線所成的角分別為%和卦,GD線為理論特性曲線.進(jìn)行轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要保證內(nèi)、外輪轉(zhuǎn)角符合或接近純滾動(dòng)關(guān)系式，目前的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)還不能絕對(duì)保證符合轉(zhuǎn)向梯形理論特性曲線。由于受到車輪、前軸布置的影響，梯形設(shè)計(jì)時(shí)在常用的范圍150~200內(nèi)偏差應(yīng)盡量小，以減小汽車在高速行駛時(shí)輪胎的磨損；至于轉(zhuǎn)向輪在大轉(zhuǎn)角時(shí)，汽車速度較低，偏差大些也沒(méi)問(wèn)題。由于彈性輪胎存在著橫向偏離問(wèn)題，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，所有的車輪不是繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，而是繞O1轉(zhuǎn)動(dòng)，O1點(diǎn)的位置取決于前輪的橫向側(cè)偏角和后輪的橫向側(cè)偏角。由于影響輪胎的橫向偏離因素太多，目前無(wú)法用簡(jiǎn)單方法加以確定，所以暫時(shí)不考慮橫向偏離問(wèn)題。圖3.理論與實(shí)際轉(zhuǎn)向中心轉(zhuǎn)向梯形的布置為保證汽車行駛的安全性，在一般情況下應(yīng)盡量將梯形布置在前軸之后,橫拉桿的高度應(yīng)在前軸下表面以上15mm處，以避免障礙物的撞擊。只有在發(fā)動(dòng)機(jī)的位置很低或車前軸是驅(qū)動(dòng)軸時(shí)，由于梯形臂的橫拉桿難于布置時(shí)才不得不把轉(zhuǎn)向梯形放在前軸之前，此時(shí)橫拉桿應(yīng)盡量高些.轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)尺寸的初步確定轉(zhuǎn)向梯形的基本尺寸主要是梯形底角9和梯形臂長(zhǎng)m。梯形臂長(zhǎng)主要根據(jù)布置空間而定，它直接影響到橫拉桿軸向力的大小。圖4.轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)橫拉桿軸向力ll%=%r％msine式中，F(xiàn)Q是縱拉桿對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)上臂的作用力,一般可用前軸負(fù)荷G1的一般計(jì)算，l是縱拉桿作用力臂，11是橫拉桿軸向力Fs的作用力臂。從式子可以看出，梯形臂不宜過(guò)短，因?yàn)闄M拉桿軸向力與梯形臂m成反比，m減小導(dǎo)致Fs增大。但梯形臂長(zhǎng)度也不宜過(guò)大，否則會(huì)使其布置困難。通常汽車上梯形臂長(zhǎng)度m與兩主銷中心距K'的比值約為0.1