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作用在转向盘上的手力为
2L1MrFh??207NL2i?DSW??（5-2）
??式中， L1为转向摇臂长；L2为转向节臂长；DSW为转向盘直径；i?为转向器角传动比；
为转向器正效率。
5.2转向器设计
5.2.1参数的选取[9]
摇臂轴直径/mm 钢球中心距D/mm 螺杆外径D1/mm 钢球直径d /mm 螺距P /mm 工作圈数W 螺母长度L /mm 导管壁厚 /mm
钢球直径与导管内径间隙e/mm
螺线导程角齿扇压力角
42 40 38 8.000 11.000 2.5 80 1.0 0.5 730’ 2730‘ 45 2
??a0a0/o /o
?接触角?/o 环流行数
5.2.2计算参数
1.螺母内径D2应大于D1，一般要求
D?D21?(5%~10%)D （5-3）
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D=D21+（5%~10%）D=38+8%?40=41.2mm
2. 钢球数量n=
?DW≈39个 （5-4） d3. 滚道截面半径R2=（0.51~0.53）d=0.52?8.0=4.16 mm （5-5）
5.3循环球式转向器零件强度计算[10]
5.3.1钢球与滚道之间的接触应力?
F3E2(R2?r)2?=k3 =1217 MP （5-6）
(R2r)2式中，k为系数，根据A/B值查表，A=[（1/r）-(1/R2)]/2, B=[(1/r)+(1/R1)]/2; R2为滚道截面半径，k取1.50；r为钢球半径；R1为螺杆外径；E为材料弹性模量，等于2.1?10MPa；
5F3为钢球与螺杆之间的正压力，即F3=
a0F2 ＝737N （5-7）
ncosa0cos?o式中，
为螺杆螺线的导程角；?o为接触角；n为参与工作的钢球数；F为作用在螺杆上
2的轴向力,
FhRSWcot?0F2?D/2?b/2o=19904N
当接触表面硬度为58~64HRC；拍－时，许用接触应力[?]=2500 MPa 由于?=1217 MP <[?],因此满足强度。
5.3.2转向摇臂直径的确定
转向摇臂直径d为
d?KMR 0.2?0式中，K为安全系数，根据汽车使用条件不同可取2.5~3.5；MR为转向阻力矩；强度极限。
?0为扭转
摇臂轴用20CrMnTi钢制造，表面渗碳，渗碳层深度在0.8~1.2mm。对于前轴负荷大的汽车，渗碳层深度为1.05~1.45mm。表面硬度为58~63HRC
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6.动力转向机构设计
6.1对动力转向机构的要求及选取
6.1.1对动力转向机构的要求
1.运动学上应保持转向轮转角和驾驶员转动转向盘的转角之间保持一定的比例关系。 2.随着转向轮阻力的增大（或减小），作用在转向盘上的手力必须增大（或减小），称之为“路感”。
3.当作用在转向盘上的切向力Fh≥0.025～0.190kN时，动力转向器就应开始工作。 4.转向后,转向盘应自动回正，并使汽车保持在稳定的直线行驶状态。 5.工作灵敏，即转向盘转动后，系统内压力能很快增长到最大值。 6.动力转向失灵时，仍能用机械系统操纵车轮转向。 7.密封性能好，内、外泄漏少。
6.1.1对动力转向机构的选取
整体式动力转向器多用在轿车和前桥载重在15t以下的货车上，本设计的货车的前桥的载重为2.4t,所以采用整体式动力转向器.
6.2液压式动力转向机构的计算
6.2.1动力缸尺寸计算
动力缸的主要尺寸有动力缸内径、活塞行程、活塞杆直径和动力缸体壁厚。 动力缸产生的推力F为
F?FL11L
式中，L1为转向摇臂长度；L为转向摇臂轴到动力缸活塞之间的距离。
F1为直拉杆上的力，
F1=
Mar=20170N
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推力F与工作油液压力p和动力缸截面面积S之间有如下关系
S?FL11pL (6-1)
因为动力缸活塞两侧的工作面积不同，应按较小一侧的工作面积来计算，即
S??4 (D?dp) （6-2）
22式中，D为动力缸内径；dp为活塞杆直径，初选dp＝0.35D，压力p＝8Mpa。 联立式(6-1)和式（6-2）后得到
D?4F1L1?pL ?dp=68 mm （6-3）
2 所以 dp=0.35D =23.8mm 取L1?0.8
L活塞行程是车轮转制最大转角时，由直拉杆的的移动量换算到活塞杆处的移动量得到的。活塞厚度可取为B=0.3D。
动力缸的最大长度s为
s?10?(0.5~0.6)D?0.3D?s1 =200mm (6-4)
动力缸壳体壁厚t, 根据计算轴向平面拉应力
?z来确定，即
?z?p[?s （6-5）]? 2n4(Dt?t)D2式中，p为油液压力；D为动力缸内径；t为动力缸壳体壁厚；n为安全系数，n=3.5~5.0 取4;
?s为壳体材料的屈服点。壳体材料用球墨铸铁采用QT500－05，抗拉强度为500MPa,
屈服点为350MPa。
t=3mm
活塞杆用45刚制造，为提高可靠性和寿命，要求表面镀铬并磨光。
6.3动力转向的评价指标
１．动力转向器的作用效能
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