【正文】 畢業(yè)論文 論文題目： 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì) 作者姓名： 孫飛 班級(jí)學(xué)號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)教師： 2022 年 11 月 29 日 1 目錄 摘要 .................................................................. Ⅰ 1 緒論 ................................................................. 1 課題背景 ......................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................... 2 研究目的及意義 ................................................... 3 研究內(nèi) 容和設(shè)計(jì)方法 ............................................... 3 2 轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì) ......................................................... 4 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)簡介 ..................................................... 4 機(jī)械轉(zhuǎn)向系 ....................................................... 5 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) ................................................. 6 轉(zhuǎn)向器 ....................................................... 7 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ................................................. 9 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) ............................................... 9 轉(zhuǎn)向器的效率 ................................................. 9 傳動(dòng)比的變化特性 ............................................ 10 主要尺寸參數(shù)的選擇 .............................................. 12 螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副設(shè)計(jì) .................................. 14 齒條、 齒扇傳動(dòng)副設(shè)計(jì) ........................................ 16 .............................................. 17 ................................ 17 轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑的確定 ........................................ 19 3 二維工程圖 .......................................................... 20 二維工程圖 .................................................... 20 零件圖的繪制 ................................................ 20 總裝圖的繪制 ................................................ 22 4 結(jié)論 ................................................................ 23 參考文獻(xiàn) .............................................................. 24 I 輕型越野車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 的 設(shè)計(jì) [摘要 ] 汽車是一種性能要求高，負(fù)荷變化大的運(yùn)輸工具。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作 為汽車的關(guān)鍵部件之一，更需要了解和掌握 。 轉(zhuǎn)向器作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中最重要的組成部件，對(duì)它進(jìn)行深入的研究便顯得意義重大。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要由螺桿、螺母、鋼球、轉(zhuǎn)向器殼體等組成，具有較高的傳動(dòng)效率，操縱輕便，磨損較小，使用壽命長，近年來得到廣泛使用。根據(jù)現(xiàn)用的國家標(biāo)準(zhǔn)并依據(jù) BJ2020 汽車的循環(huán)球轉(zhuǎn)向器數(shù)據(jù)，按照汽車設(shè)計(jì)的原則 設(shè)計(jì)一款 循環(huán)球轉(zhuǎn)向器 ， 完成三維圖形和零件平面圖的繪制 ， 使 其 能夠滿足現(xiàn)代越野車的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。 [關(guān)鍵詞 ] 循環(huán)球 轉(zhuǎn)向器 設(shè)計(jì) 分析 越野車 1 1 緒論 課 題背景 轉(zhuǎn)向器 又名轉(zhuǎn)向機(jī)、方向機(jī)，它是轉(zhuǎn)向系中最重要的部件。轉(zhuǎn)向器的作用是：增大轉(zhuǎn)向盤傳到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的力和改變力的傳遞方向。 轉(zhuǎn)向器按結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型。目前較常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球 齒條齒扇式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。如果按照助力形 式，又可以分為機(jī)械式（無助力） 和動(dòng)力 式（有助力）兩種，其中動(dòng)力轉(zhuǎn)向器又可以分為氣壓動(dòng)力式、液壓動(dòng)力式、電動(dòng)助力式、電液助力式等種類。 （ 1） 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是一種最常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對(duì)相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒條便做直線運(yùn)動(dòng)。有時(shí)，靠齒條來直接帶動(dòng)橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。所以，這是一種最簡單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，轉(zhuǎn)向靈敏，體積小，可以直接帶動(dòng)橫拉桿。在汽車上得到廣泛應(yīng)用。 （ 2） 蝸桿曲柄銷式轉(zhuǎn)向器 蝸桿曲柄銷式轉(zhuǎn)向器是以蝸桿為主動(dòng)件，曲柄銷為從動(dòng)件的轉(zhuǎn)向器。 蝸桿具有梯形螺紋，手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上，曲柄與轉(zhuǎn)向搖臂軸制成一體。轉(zhuǎn)向時(shí)，通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)曲柄和轉(zhuǎn)向垂臂擺動(dòng)，再通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)向器通常用于轉(zhuǎn)向力較大的載貨汽車上。 （ 3） 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機(jī)構(gòu)將來自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行減速，使轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運(yùn)動(dòng)再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ，使連桿臂搖動(dòng)，連桿臂再使連動(dòng)拉桿和橫拉桿做直線運(yùn)動(dòng)，改變車輪的方向。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的原理相當(dāng)于利用了螺母與螺栓在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)，而在螺紋與螺紋之間夾入了鋼球以減小阻力，所有鋼球在一個(gè)首尾相連的封閉的螺旋曲線內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)，循環(huán)球式故而得名。 （ 4） 齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向器 齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向器，是相對(duì)于齒輪齒條機(jī)械轉(zhuǎn)向器而言的，主要是增加了轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油壺、轉(zhuǎn)向油管、轉(zhuǎn)向閥、轉(zhuǎn)向油缸等部件，以期達(dá)到改善駕駛員手感，增加轉(zhuǎn) 向助力的目的的轉(zhuǎn)向裝置。 進(jìn)入 90 年代以來，汽車已經(jīng)融入我們的生活， 我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，人民生活水平大幅度提高，同時(shí)也反映出民族汽車工業(yè)的巨大進(jìn)步?，F(xiàn)在我國已經(jīng)成為世界五大汽車強(qiáng)國。 作為汽車關(guān)鍵部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展 ， 基本已形成了專業(yè)化、系列化 2 生產(chǎn)的局面。有資料顯示 ， 國外有很多國家的轉(zhuǎn)向器廠 ， 都已發(fā)展成大規(guī)模生產(chǎn)的專業(yè)廠 ，年產(chǎn)超過百萬臺(tái) ， 壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn) ， 并且銷售點(diǎn)遍布了全世界。汽車轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)很多 ，從目前使用的普遍程度來看 ， 主要的轉(zhuǎn)向器類型有 4種 ： 有蝸桿 銷 式 (WP型 )、 蝸桿滾輪式 (WR型 )、 循環(huán)球式 (BS型 )、 齒 輪 齒 條 式 (RP型 )。 這四種轉(zhuǎn)向器型式 ， 已經(jīng)被廣泛使用在汽車上 ??1 。 綜合上述對(duì)有關(guān)轉(zhuǎn)向器品種的使用分析 ,得出以下結(jié)論 ： 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 ， 已成為當(dāng)今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器 ； 而蝸輪 蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿 銷 式轉(zhuǎn)向器 ， 正在逐步被淘汰或保留較小的地位 。 在小客車上發(fā)展轉(zhuǎn)向器的觀點(diǎn)各異 ， 美國和日本重點(diǎn)發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 ,比率都已達(dá)到或超過 90%； 西歐則重點(diǎn)發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 ， 比率超過 50%， 法國已高達(dá) 95%。 據(jù)了解，在全世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占 45%左右，有繼續(xù)發(fā)展之勢(shì)；齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器 在 40%左右；蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占 10%左右；其它型式的轉(zhuǎn)向器占 5%。所以可以說循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器在穩(wěn)步發(fā)展。而西歐小客車中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來越大，日本裝用不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的各類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中因使用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，由 60 年代占總數(shù)的 %發(fā)展到現(xiàn)今的 100%了 (蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器在公共汽車上已經(jīng)淘汰 )。大、小型貨車中，也大都采用