汽車轉向器和傳動機構的結構和工作原理

齒輪軸6通過軸承7、10垂直安裝在殼體上，其上端通過花鍵與轉向軸上的萬向節相連，其下部是與軸製成一體的轉向齒輪9，轉向齒輪是轉向器的主動件，與它相咬合的從動件轉向齒條5水平布置，齒條背面裝有壓簧墊塊4.在壓簧3的作用下，壓簧墊塊4將轉向齒條5壓靠在轉向齒輪9上，保持兩者無間隙咬合。調整螺塞1可用於調整壓簧的預緊力。壓簧3不僅起消除咬合間隙的作用，而且還是一個彈性支承，可以吸收部分振動能量，緩和衝擊。

轉向齒條5的中部[有的是齒條兩端，如圖2-21（b）所示]通過拉杆支架12與左右轉向橫拉杆11連接。轉動轉向盤時，轉向齒輪9轉動，與之相咬合的轉向齒條9沿軸向移動，從而使轉向橫拉杆帶動轉向節13轉動，使轉向輪偏轉，實現汽車轉向。

齒輪齒條式轉向器結構簡單，加工方便、傳動效率高，操縱輕便，所以得到了廣泛的應用，如天津夏利轎車、一汽捷達和高爾夫及上海桑塔納轎車等。另外，南京依維柯輕型貨車也採用了這種轉向器。

（二）蝸桿曲柄指銷式轉向器的結構和工作原理

蝸桿指銷式轉向器的傳動副是蝸桿和指銷。按指銷數目的不同，可分為單銷式和爽銷式兩種。單銷式與雙銷式在結構上基本一樣。圖2-22所示為東風EQ1090E型汽車所採用的雙指銷式轉向器。

蝸桿指銷式轉向器主要由轉向蝸桿3、曲柄和指銷13、轉向搖臂軸11、殼體4、側蓋16及軸承組成。轉向蝸桿3通過兩個球軸承2和9支承在殼體4上，兩軸承的預緊度用調整螺塞7調整，用鎖緊螺母8鎖緊。在轉向蝸桿3的梯形斷面螺旋槽中裝有兩個錐形指銷13.指銷13通過一個圓柱滾子軸承14支承在搖臂軸11內端的曲柄上。螺母15可調整圓柱滾子軸承14的鬆緊度。轉向搖臂軸11通過粉末冶金襯套19和20支承在殼體4上。軸向位置及指銷與蝸桿的咬合間隙由調整螺釘17確定。

當汽車直線行駛時，兩個指銷分別與蝸桿的螺旋槽相咬合。汽車轉向時，駕駛員通過轉向盤帶動轉向蝸桿（主動件）轉動，與其相咬合的指銷（從動件）一邊自轉一邊以曲柄為半徑繞搖臂軸軸線在蝸桿的螺紋槽內做圓弧運動，從而帶動曲柄，進而帶動轉向搖臂擺動，並通過轉向傳動機構使汽車轉向輪偏轉而實現汽車轉向。

（三）循環球式轉向器的結構和工作原理

循環球式轉向器是目前國內外汽車應用最廣泛的一種轉向器。與其他形式的轉型期相比，循環球式轉向器在結構上的主要特點是有兩級傳動副。

圖2-23所示為解放CA1092型汽車的循環球-齒條齒扇式轉向器。第一級傳動副是轉向螺桿12和轉向螺母3，轉向螺母3的下平面加工成齒條，與齒扇軸21內側的齒扇相咬合，構成齒條和齒扇第二級傳動副。顯然，轉向螺母3既是第一級傳動副的從動件，也是第二級傳動副的主動件。通過轉向盤轉動轉向螺桿12時，轉向螺母3不能隨之轉動，而只能沿桿軸向移動，並驅動齒扇軸（即搖臂軸）轉動。

轉向螺桿12支承在兩個推力球軸承10上，推力球軸承10的預緊度可用調整墊片14調整。在轉向螺桿12上松套著轉向螺母3.為了減少它們之間的摩擦，兩者的螺紋並不直接接觸，其間裝有許多鋼球，以實現滾動摩擦。螺桿和螺母的螺紋都加工成截面近似為半圓形的螺旋槽，兩者的槽相配合即形成截面近似為原型的螺旋管狀通道。螺母側面有兩對通孔，可從此孔將鋼球裝入螺旋通道內。螺母外有兩根鋼球導管9，每根導管9的兩端分別插入螺母側面的一對通孔中。導管9內也裝滿鋼球。這樣，兩根導管9和轉向螺母3內的螺旋通道組合成兩條各自獨立封閉的鋼球「流道」。當轉動轉向螺桿時，通過鋼球將力傳給轉向螺母，使螺母沿桿軸向移動。同時，由於摩擦力的作用，所有鋼球便在螺桿12和轉向螺母3之間的螺旋通道內滾動。鋼球在螺旋通道內繞行兩周后，流出轉向螺母3而進入導管9的一端，再由導管9的另一端流迴轉向螺母3內。故在轉向器工作時，兩列鋼球只在各自的封閉流道內循環流動，而不會脫出。轉向螺母3下平面上加工出的齒條是傾斜的，與之相咬合的是變齒厚齒扇。只要使齒扇軸21相對於齒條做軸向移動，便可調整兩者的咬合間隙。調整螺釘18旋裝在側蓋上。齒扇軸21靠近齒扇的端部切有T形槽，螺釘的圓柱形斷頭嵌入此切槽中，端頭與T形槽的間隙用調整墊圈來調整。旋入螺釘，則齒條與齒扇的咬合間隙減小，旋出螺釘，則咬合間隙增大。調控好後用鎖緊螺母19鎖緊。轉向器的第一級傳動副（轉向螺桿-轉向螺母）因結構所限，不能進行咬合間隙的調整，零件磨損嚴重時，只能更換零件。

循環球式轉向器傳動效率高（正效率最高可達90%~95%），故操縱輕便，轉向結束后自動回正能力強，使用壽命長。但因其逆效率也很高，故容易將路面衝擊傳給轉向盤而產生「打手」現象。不過，隨著道路條件的改善，這個缺點並不明顯。因此，循環球式轉向器廣泛用於各類汽車。

（四）蝸桿滾輪式轉向器的結構與工作原理

如圖2-24所示為蝸桿滾輪式轉向器的結構圖。轉向器殼體固定在轉向器支架上，殼體內裝有傳動副蝸桿3和滾輪9.它的中段製成內凹圓弧曲面蝸桿，兩端有磨光的錐形面作為螺桿圓錐滾子軸承4的內圈。螺桿中間孔的下半段制有三角形的細齒花鍵，將具有相同花鍵的下轉向軸5壓入，並用擴孔的方法固接在一起。蝸桿兩端用圓錐滾子軸承4支承在轉向器殼體6內，下端裝有軸承蓋1，在軸承蓋1與殼體6之間裝有調整墊片2，用於調整蝸桿軸承的緊度。

轉向搖臂軸11中間的凹部上裝有一個三齒滾輪9.用大錐角軸承8支承在滾輪軸10上。滾輪與轉向搖臂軸合件裝入殼體后，滾輪的中間齒與蝸桿正中間的齒槽咬合。轉向搖臂軸11右端支撐在壓入殼體的青銅襯套上，襯套的外端在殼體6上還裝有自緊式油封，以防漏油。側蓋用螺釘固定在殼體上，用以支撐搖臂軸11的左端。螺母12擰緊在側蓋外螺紋上，並壓緊卡圈和調整墊片7，使滾輪與蝸桿中部既保持無間隙咬合又使搖臂軸11不會竄動。

二、轉向傳動機構的結構

轉向傳動機構的功用是：將轉向器輸出的運動和動力傳給轉向橋兩側的轉向節，使兩側轉向輪偏轉，並使兩轉向輪偏轉按一定的關係變化，以保證汽車轉向時車輪與地面的相對滑動儘可能小；吸收車輪傳到轉向盤的反衝力。

轉向傳動機構主要由轉向搖臂、轉向直拉杆、轉向節（包括轉向節臂和梯形臂）、轉向橫拉杆等組成。

（一）轉向搖臂

轉向搖臂（也稱轉向垂臂）連著轉向器和轉向直拉杆。轉向盤和轉向器的運動傳給轉向搖臂，再由轉向搖臂傳給轉向機構，使前輪轉向。

如圖2-25所示為常見轉向搖臂的結構形式。其大端具有三角形細齒花鍵錐形孔，用以與轉向搖臂外端相連接，並用螺母固定；其小端帶有球頭銷，以便與轉向直拉杆做空間鉸鏈連接。轉向搖臂安裝后從中間位置向兩邊擺動的角度應大致相等，故在把轉向搖臂安裝到搖臂軸上時，兩者相應的角位置應正確。為此，在搖臂大孔外端和搖臂軸外端有裝配標記，裝配時應將標記對齊。

（二）轉向直拉杆

轉向直拉杆是連接轉向搖臂和轉向節臂的桿件。如圖2-26所示為解放CA1092型汽車的轉向直拉杆。

直拉杆體3由兩端擴大了的鋼管製成。在擴大的端部力，裝有由球頭銷2、球頭座5、彈簧座7、壓縮彈簧6和端部螺塞4等組成的球鉸鏈。球頭銷2的錐形部分與轉向搖臂連接，並用螺母固定；球頭部分的兩側與兩個球頭座5配合，前球頭座壓靠在端部螺塞上，后球頭座在壓縮彈簧7的作用下壓靠在球頭座上，這樣，兩個球頭座5就將球頭緊緊夾持住。為保證球頭與座的潤滑，可從油嘴注入潤滑脂。

壓縮彈簧6能自動消除因球頭與座磨損而產生的間隙，並可緩和由轉向輪經轉向節臂球頭銷10傳來的向前的衝擊。彈簧座7的小端與球頭座5之間留有不大的間隙，作為彈簧緩衝的餘地，並可限制緩衝時彈簧的壓縮量。此外，當彈簧折斷時此間隙可保證球頭銷不致從管孔中脫出。端部螺塞4可以調整此間隙。為了使轉向直拉杆在受到向前或向後的衝擊力時，都有一個彈簧起緩衝作用，兩端的壓縮彈簧6應裝在各自球頭銷的同一側。

（三）轉向節臂和梯形臂

解放CA1092型汽車的轉向節臂和梯形臂如圖2-27所示。轉向直拉杆通過轉向節臂與轉向節相連。轉向橫拉杆兩端經左、右梯形臂帶錐形柱的一端與轉向節錐形孔相配合，用鍵和鎖緊螺母防止鬆動。臂的另一端帶有錐形孔，與相應的拉杆球頭銷錐形柱相配合，同樣用螺母緊固后插入開口銷將螺母鎖住。

（四）轉向橫拉杆

轉向橫拉杆是連接左右梯形臂的桿件。如圖2-28所示為解放CA1092型汽車的轉向橫拉杆。它由橫拉杆體2和旋裝在兩端的橫拉杆接頭1組成，兩端的接頭結構相同。其中球頭銷14的錐形部分與梯形臂相連。在橫拉杆兩端的接頭上裝有由球頭銷14等零件組成的球形鉸鏈。球頭銷的球頭部分被夾在上下球頭座9內，上下球頭用聚甲醛塑料製成，有良好的耐磨性。裝配時，兩球頭座的凹凸部分相互嵌合。彈簧12通過彈簧座13壓向球頭座9，以保證球頭銷與球頭座的緊密接觸，並起緩衝作用。其預緊力由螺塞調整。

橫拉杆體2用鋼管製成，兩端通過螺紋與橫拉杆接頭旋裝連接。橫拉杆接頭1的螺紋孔壁上的軸向切口具有彈性，旋裝到橫拉杆體2上后可用夾緊螺栓3夾緊。螺紋一端為左旋，另一端為右旋，因此在旋松夾緊螺栓3后，轉動橫拉杆體2，即可改變橫拉杆的長度，從而調整前輪前束。