【正文】 齒輪： （413）齒頂圓壓力角 齒輪： （414） 齒寬 根據(jù) 求得 H——齒條中心線至分度線的距離，H = 齒條： b = = （415） ——軸交角， 齒條齒部結(jié)構(gòu)尺寸見下表：表2 齒輪齒條的結(jié)構(gòu)尺寸名稱齒輪齒條分度圓直徑齒頂高 齒根高 齒全高 h齒頂圓 齒根圓 基圓直徑 齒頂圓壓力角 齒寬b 齒條的受力分析　　駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切力是轉(zhuǎn)向輕便性的另一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)微車來說，有動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)向力約為20—50N；無動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)為50—100N。 齒輪齒條的受力狀況類似于斜齒輪，齒條的受力分析如圖 圖41 齒條的受力分析如圖，作用于齒條齒面上的法向力Fn，垂直于齒面，將Fn分解成沿齒條徑向的分力（徑向力）Fr，沿齒輪周向的分力（切向力）Ft，沿齒輪軸向的分力（軸向力）Fx 。 圖42 齒條齒部示意圖齒條牙齒的單齒彎曲應(yīng)力： （425） 式中： ——齒條齒面切向力 b—— 危險(xiǎn)截面處沿齒長方向齒寬 ——齒條計(jì)算齒高 S ——危險(xiǎn)截面齒厚 從上面條件可以計(jì)算出齒條牙齒彎曲應(yīng)力： =上式計(jì)算中只按嚙合的情況計(jì)算的，即所有外力都作用在一個(gè)齒上了，（理論計(jì)算值），在嚙合過程中至少有2個(gè)齒同時(shí)參加嚙合，因此每個(gè)齒的彎曲應(yīng)力應(yīng)分別降低一倍?！∮?jì)算斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的接觸應(yīng)力時(shí)，推導(dǎo)計(jì)算公式的出發(fā)點(diǎn)和直齒圓柱齒輪相似，但要考慮其以下特點(diǎn)：嚙合的接觸線是傾斜的，有利于提高接觸強(qiáng)度 ；重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)。因此在計(jì)算載荷的強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按接觸線單位長度上的最大載荷，即計(jì)算Pca （單位N/mmm）進(jìn)行計(jì)算。齒輪受載時(shí)，齒根所受的彎矩最大，因此齒根處的彎曲疲勞強(qiáng)度最弱?！⌒饼X輪嚙合過程中，接觸線和危險(xiǎn)截面位置在不斷的變化，要精確計(jì)算其齒根應(yīng)力是很難的，只能近似的按法面上的當(dāng)量直齒圓柱齒輪來計(jì)算其齒根應(yīng)力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首先借助設(shè)計(jì)參考書和其他的參考資料對(duì)現(xiàn)實(shí)汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了分析，然后進(jìn)入正題對(duì)總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，進(jìn)而細(xì)化任務(wù)，主要是對(duì)轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)。根據(jù)參考車的轉(zhuǎn)向器的參數(shù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)，在這期間，借鑒了多本參考書籍，并對(duì)齒輪齒條進(jìn)行強(qiáng)度校核繪圖過程中，由于自己繪圖水平有限，沒有對(duì)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器進(jìn)行3D圖繪制。設(shè)計(jì)中我也看到了自己的不足之處，特別是由于以前接觸到的只是純理論性的東西，實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足。感謝您對(duì)我的細(xì)心指導(dǎo)，使我學(xué)到了很多在以后工作中很有用的知識(shí)。同時(shí)向所有給過我?guī)椭娜酥乱陨钌畹闹x意！參考文獻(xiàn)[1] ：[2] 濮良貴、：高等教育出版社2001[3] ：人民交通出版社2001[4] ：[5] ：[6] ：機(jī)械工業(yè)出版社1992[7] ：[8] ：[9] ：機(jī)械工業(yè)出版社2000[10] ：[11] ，2000[12] [13] [14] [15]。謝辭經(jīng)過近半個(gè)學(xué)期的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在唐嵐老師和長安陳永林老師的指導(dǎo)下得以順利完成，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。經(jīng)過這次畢業(yè)實(shí)際之后，我學(xué)會(huì)了怎樣把大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)用運(yùn)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，也使我對(duì)以前所學(xué)的理論知識(shí)有了更深刻的理解和認(rèn)識(shí)?？偨Y(jié)與體會(huì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)汽車轉(zhuǎn)向器，從開始到現(xiàn)在，先是對(duì)設(shè)計(jì)中相關(guān)的知識(shí)做了詳細(xì)的理解，接著查閱相關(guān)設(shè)計(jì)參考書和其他的參考資料，進(jìn)行方案分析，確定最終設(shè)計(jì)方案，接著進(jìn)行裝配圖的繪制，然后是零件圖的繪制，同時(shí)編寫畢業(yè)論文。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，效率高，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)隙，轉(zhuǎn)向梯形簡單，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角大，轉(zhuǎn)向剛度高，制造成本低等，很多中級(jí)轎車和商用車都用。綜上所述，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求。根據(jù)分析，齒根所受的最大玩具發(fā)生在輪齒嚙合點(diǎn)位于單對(duì)齒嚙合最高點(diǎn)時(shí)。 = 動(dòng)載系數(shù) 齒輪傳動(dòng)制造和裝配誤差是不可避免的，齒輪受載后還要發(fā)生彈性變形，因此引入了動(dòng)載系數(shù)[2]。沿齒面接觸線單位長度上的平均載荷P（單位為N/mm）為 P = （428） Fn ——作用在齒面接觸線上的法向載荷L ——沿齒面的接觸線長，單位mm法向載荷Fn 為公稱載荷，在實(shí)際傳動(dòng)中，由于齒輪的制造誤差，特別是基節(jié)誤差和齒形誤差的影響，會(huì)使法面載荷增大。齒部彎曲安全系數(shù) S = / = （427）因此，齒條設(shè)計(jì)滿足彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。d——齒輪軸分度圓的直徑， 齒條齒面的法向力：Fn=Ft/(cos*cosβ1) = 4051N （421） 齒條牙齒受到的切向力： = （422）齒條桿部受到的力： β2 = （423） 齒條桿部受拉壓的強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算出齒條桿部的拉應(yīng)力： = F / A =（424） F——齒條受到的軸向力 A——齒條根部截面積 ，A = 由于強(qiáng)度的需要，齒條長采用45鋼制造，其抗拉強(qiáng)度極限是 = 690N/mm,(沒有考慮熱處理對(duì)強(qiáng)度的影響)[2]。根據(jù)車型不同，轉(zhuǎn)向盤的直徑在380—550mm, 對(duì)微車來說，一般選用380mm規(guī)格的轉(zhuǎn)向盤，那么，—19Nm。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，齒輪齒條的主要參數(shù)見下表：表1 齒輪齒條的主要參數(shù)名稱齒輪齒條齒數(shù)Z628模數(shù)Mn壓力角螺旋角β1= (左旋)β2=（左旋）變位系數(shù)Xn0根據(jù)轉(zhuǎn)向器本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及中心距的要求，應(yīng)合理選取齒輪軸的變位系數(shù)。齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角時(shí)，相應(yīng)的齒條移動(dòng)行程應(yīng)達(dá)到的值來確定。π/cosβ2=6176。；齒條：mn=，z=28，β2=12176。3）滾動(dòng)軸承對(duì)于非EPS狀態(tài)的轉(zhuǎn)向器，代入?yún)?shù)，計(jì)算的其正、逆效率為η+=η=4轉(zhuǎn)向器的強(qiáng)度校核轉(zhuǎn)向器有EPS與非EPS兩種狀態(tài)，兩種狀態(tài)都有相應(yīng)的轉(zhuǎn)向器與之匹配。齒條的徑向載荷 Fr= Fttgα/cosβ2。下面的計(jì)算認(rèn)為轉(zhuǎn)向器中摩擦副的摩擦因數(shù)為常數(shù)，而且作用的齒條上的力是沿齒條軸線方向的。 轉(zhuǎn)向器效率的理論分析轉(zhuǎn)向器的效率分為正效率η+與逆效率η。π/cosβ2 （mm/rev） （310）可見齒輪齒條傳動(dòng)的傳動(dòng)比只與齒條的齒傾角、小齒輪的法向模數(shù)和小齒輪的齒數(shù)有關(guān)。L—相應(yīng)的齒條行程。當(dāng)小齒輪軸線與齒條軸線不垂直時(shí)，小齒輪齒廓與齒條齒廓間的接觸為點(diǎn)接觸，輪齒所受的壓強(qiáng)較大，產(chǎn)生的接觸應(yīng)力也比較大，輪齒磨損很快，所以齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比不能太大。；若β1＞β2，則θ=β1－β2；若β1＜β2，則θ=β1－β2為負(fù)值，表示在齒條軸線的另一側(cè)。所以齒條的齒廓為直齒廓（如圖34所示），齒廓上各點(diǎn)的法線是平行的，而且在傳動(dòng)時(shí)齒條是平動(dòng)的，齒廓上各點(diǎn)速度的大小和方向也相同，所以齒條齒廓上個(gè)點(diǎn)的壓力角相同，大小等于齒廓的傾斜角。圖3—3 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種布置形式齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器廣泛應(yīng)用于微型、普通級(jí)、中級(jí)和中高級(jí)轎車上。 拉桿與齒條用螺栓固定連接，因此兩拉桿與齒條同時(shí)向左或者向右移動(dòng)，為此在轉(zhuǎn)向器殼體上開有軸向的長槽， 從而降低它的強(qiáng)度。3 轉(zhuǎn)向器總體方案設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系中的重要部分，其主要作用有三個(gè)方面：一是增大來自轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩，使之達(dá)到足以克服轉(zhuǎn)向輪與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力矩；二是減低轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，并帶動(dòng)搖臂軸移動(dòng)使其達(dá)到所需要的位置；三是使轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向協(xié)調(diào)一致。轉(zhuǎn)向拉桿總成兩球頭副的旋轉(zhuǎn)力矩及搖動(dòng)力矩需要嚴(yán)格控制。而且球頭必須進(jìn)行滾擠壓加工。本次設(shè)計(jì)某輕型汽車的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要是轉(zhuǎn)向拉桿總成。圖25示的為在中間位置時(shí)轉(zhuǎn)向拉桿與齒條軸線在水平面上的投影，176。此外，我們?cè)谶M(jìn)行上述的模擬分析時(shí)的坐標(biāo)原點(diǎn)位于車身上，并且認(rèn)為坐標(biāo)原點(diǎn)是固