转向器的结构型式多种多样，这主要取决于所采用的转向传动副。齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式以及蜗杆指销式等都是常见的类型。在选择转向器的结构形式时，必须综合考虑汽车的类型、前轴负荷、使用条件等多个因素。同时，还需要评估各种转向器的效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性，以及其他性能、寿命和制造工艺等方面。乘用车通常选用齿轮齿条式转向器，而球面蜗杆滚轮式转向器则曾在轻型和中型汽车上得到广泛应用。

例如，对于前轴负荷不超过2.5吨且无动力转向，或前轴负荷不超过4吨并配备动力转向的汽车，均可选择采用这种结构型式。然而，这种结构型式目前已较少见。相比之下，循环球式转向器在轻型及以上的客车和货车上得到了广泛应用，如图所示。

轿车与客车常在路况良好的道路上行驶，因此可以选择正效率高、可逆性强的转向器。而对于在矿山、工地或越野环境中行驶的汽车，由于经常面临坏路或无路地带，极限可逆式转向器则更为适用。但若系统中配备了液力式动力转向或转向横拉杆上装有减振器，那么正、逆效率均高的转向器便是一个合适的选择，因为这些设备能够吸收路面的冲击，避免转向盘出现“打手”现象。接下来，我们将深入探讨齿轮齿条式转向器的特点。

齿轮齿条式转向器

齿轮齿条式转向器的核心传动部件是齿轮与齿条，其结构简约、布局灵活且易于制造。但需注意，其转向传动比通常较小（一般不超过15），且齿条磨损在长度方向上并不均匀。因此，这种转向器主要被广泛应用于微型汽车和轿车上。

在此类转向器中，主动件为一斜齿圆柱小齿轮，它与装在外壳中的从动件——齿条相互啮合。外壳则稳固地固定在车身或车架上。齿条则通过两个球接头与两根分开的左、右横拉杆相连结，再经由梯形臂与球接头相接。为了实现转向的轻便性，主动小齿轮的直径被设计得尽可能小。通常，这类转向器的齿轮模数范围在2～3mm，压力角设定为20°，主动小齿轮拥有5～8个齿，而螺旋角则在9°～15°之间。通过调整小齿轮螺旋角和齿条倾斜角的大小及方向，可以灵活构建出不同的传动方案。

齿轮齿条式转向器的传动方案

当左旋小齿轮与右倾齿条相啮合，且齿轮螺旋角β1与齿条倾斜角β2相等时，轴交角θ为0°，如图5-7(a)所示。若β1＞β2，则轴交角θ为正值，即θ=β1-β2，如图5-7(b)所示。相反，若β1＜β2，则轴交角θ为负值，表示在齿条轴线的另一侧，如图5-7(c)所示。当左旋小齿轮与左倾齿条或右旋小齿轮与右倾齿条相啮合时，不论这些角度的具体大小如何，其轴交角均为θ=β1+β2，如图5-7(d)所示。在选择这些角度时，需综合考虑整车布置需求、转向系传动比及效率等因素。

此外，齿轮齿条式转向系的角传动比可用以下公式表示：

i0w = L/r × cosθ

其中，L代表梯形臂长度，单位为mm；r为主动小齿轮的节圆半径，单位为mm；θ为齿轮与齿条的轴交角，具体数值可参考相关图示。

5－7，轴交角θ的取值范围

在齿轮齿条式转向器的传动方案中，轴交角θ的取值范围是一个关键参数。根据不同的啮合情况，θ的值会有所不同。当左旋小齿轮与右倾齿条相啮合，且齿轮螺旋角β1与齿条倾斜角β2相等时，轴交角θ为0°。若β1＞β2，则轴交角θ为正值，即θ=β1-β2；反之，若β1＜β2，则轴交角θ为负值。此外，当左旋小齿轮与左倾齿条或右旋小齿轮与右倾齿条相啮合时，不论这些角度的具体大小如何，其轴交角均为θ=β1+β2。在选择这些角度时，需要综合考虑整车布置需求、转向系传动比及效率等多个因素。
在齿轮齿条式转向器的传动方案中，轴交角θ的取值范围通常位于0°至30°之间。这种转向器的正效率η可以达到70％至80％。对于主动小齿轮，通常采用低碳合金钢进行制造，例如20MnCr5、20MnCr4或15CrNi6（根据德国标准DIN 17210），并经过渗碳淬火处理。而齿条则可以选择中碳钢或中碳合金钢进行制造。
45号钢或41Cr4钢（遵循德国标准DIN 17200）经过高频淬火处理后，其表面硬度需达到HRC 56及以上。此外，壳体通常采用铝合金进行压铸而成。