循環球式轉向器

循環球式轉向器主要由螺桿、螺母、轉向器殼體以及許多小鋼球等部件組成，所謂的循環球指的就是這些小鋼球，它們被放置於螺母與螺桿之間的密閉管路內，起到將螺母螺桿之間的滑動摩擦轉變為阻力較小的滾動摩擦的作用，當與方向盤轉向管柱固定到一起的螺桿轉動起來後，螺桿推動螺母上下運動，螺母在通過齒輪來驅動轉向搖臂往復搖動從而實現轉向。在這個過程當中，那些小鋼球就在密閉的管路內循環往復的滾動，所以這種轉向器就被稱為循環球式轉向器。

相比齒輪齒條式轉向器，循環球式轉向器由於更多依靠滾動摩擦，所以具有較高的傳動效率，操縱起來比較輕便舒適，機械部件的磨損較小，使用壽命相對較長。

循環球式轉向器的基本結構如圖2所示。

它由兩級傳動副、殼體、鋼球和間隙調整裝置等組成。第一級傳動副是螺桿—螺母傳動副，第二級是齒條—齒扇傳動副。

一級傳動副是轉向螺桿(steering screw)和轉向螺母(steering nut)，轉向螺桿與轉向軸連接；另一級傳動副是齒條(rack)和齒扇(sector)，在轉向螺母下平面上加工成齒條，齒扇與齒扇軸形成一體。轉向螺母既是第一級傳動副的從動件，又是第二級傳動副的主動件。為了減少轉向螺桿與轉向螺母之間的摩擦與磨損，二者的螺紋不直接接觸，而是做成內外滾道，滾道中間裝有許多鋼球，以實現滾動摩擦。轉向螺母上裝有兩個鋼球導管，鋼球導管內裝滿了鋼球，鋼球導管與滾道連通，形成兩條獨立的供鋼球循環滾動的封閉通道。

圖3所示為可變傳動比循環球式轉向器齒輪機構。

當轉向盤轉動時，轉向軸帶動轉向螺桿旋轉，通過鋼球將力傳給轉向螺母，使得轉向螺母沿軸向移動，鋼球則在鋼球導管與滾道通道內循環滾動；通過螺母上的齒條帶動齒扇及軸轉動，進而帶動轉向搖臂擺動，通過其他轉向傳動裝置的傳動，實現車輪的偏轉。如果將齒條的齒頂面製成鼓形弧面，齒扇上的每一個齒的節圓半徑也相應變化，使得中間齒節圓半徑小，兩端齒節圓半徑大，便可得到變傳動比的轉向器，這樣操縱省力，轉向輕便。

不過，隨着轉向助力技術的廣泛應用，齒輪齒條式轉向器很快後來居上，因為它的結構更簡單從而更利於安裝助力裝置，另外，和循環球式轉向器相比，齒輪齒條式轉向器的轉向更直接，反饋也更靈敏，這在強調路感的運動風格乘用車上更受歡迎，但對於經常在複雜路況上駕駛的越野車來説，循環球式轉向器倒是更加安全也更加皮實，比如奔馳G級、吉普牧馬人，以及過去的大小切諾基、豐田巡洋艦、三菱帕傑羅等等。

在中、大型商用汽車上循環球式轉向器還扮演着重要角色，但是在小型乘用車當中，採用循環球式轉向器的已經越來越少了，就連一直堅持用循環球轉向的奔馳也逐步轉變為齒輪齒條。 ^[1]