曹飞红，赵海军，朱威冲

（1.碧桂园控股有限公司广东皓耘科技有限公司，广东 佛山 528311；2.天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津 300222）

1 前言

转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转角关系，机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器[1]。齿轮齿条式转向器由转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。与其他形式的转向器相比，齿轮齿条转向器最主要的优点：结构简单、紧凑；壳体一般采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小，传动效率高达90%。齿条背部靠近小齿轮处还有调节弹簧，可自动消除齿间间隙，还可以提高系统刚度，减小工作时的冲击和噪声[2]。许多工程技术人员进行了齿轮齿条式转向器的优化，刘向丽进行了齿轮齿条式转向器的 CAD建模，并进行了CAE分析[3]，张瑛进行了转向机最大齿条力的分析与优化[4]。即使到目前普遍采用电动助力转向系统，齿轮齿条式转向器在转向系统教学演示、现场培训及后市场服务中仍发挥重要作用[5][6]。本文首先建立齿轮齿条式转向器结构、使用条件、受力等参数关系，然后介绍TOPSIS法的原理，最后以工程案例进行详细的齿轮齿条转向器的具体参数。

2 理论基础

2.1 参数关系

转向器的设计，需要求出作用在方向盘上的手力Fh、转向器的传动比iw、转向器力传动比ip、转向阻力矩MR、转向阻力Fw、转向盘转动的圈数n、主销偏移距a、内、外转向偏转角β、α，以及最小转弯半径R等。……