【正文】 5bdd? ? ? ? ?176。轉(zhuǎn)向器扭距低，受到中等沖擊，工作環(huán)境較惡劣，材料選擇十分重要。 齒寬系數(shù) d? 在 ～ 之間 ，取 齒條的齒寬 2b ddb ?12 ? =25=15mm () 齒輪的齒寬 1b 取 ?1b 32mm 法向模數(shù) tm ???? 15c os3c os ?nt mm () 端面齒形角和法向齒形角的換 算關(guān)系為： ??? costantan nt ?= ??15cos20tan () 法向齒形角 t? ?t? 176。 13 第 3 章 轉(zhuǎn)向器 機械部分的設(shè)計 齒輪齒條幾何尺寸結(jié)構(gòu)的設(shè)計 主動小齒輪應(yīng)該采用斜齒圓柱小齒輪，并采用變位齒輪 法向模數(shù) nm 在 2～ 3mm 之間取值，取 3mm(GB/T1357— 1987) 齒輪的齒數(shù) 1Z 取 1Z =8 為避免根切， 應(yīng)采用變位齒輪，則變位系數(shù) 8141714 1m in ????? Zx () 取法向變位系數(shù) ?1nx 齒輪螺旋角多在 9176。wD = Nmm； 1G 為 轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷， 單位： N； 1G =mgc m為輕型貨車滿載質(zhì)量， 輕型載貨汽車 的滿載質(zhì)量為 m=（ 1760+815) ㎏ =2575 ㎏； c 為 汽車的轉(zhuǎn)向軸載荷分配系數(shù)， 輕型載貨汽車 的轉(zhuǎn)向軸為前軸，前軸載荷分配系數(shù)為 55﹪ 。 蝸桿類和螺桿類轉(zhuǎn)向 器， 效率可以用下面的公式計算： （ ） ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 0 tan tan 11 ? ?00tantan ? ??? ??? （ ） 式中： 0? 為 蝸桿或螺桿的導(dǎo)程角， ????0 12176。 極限可逆式轉(zhuǎn)向器介于上述兩者之間。屬于可逆式的轉(zhuǎn)向器有齒輪齒條式和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 路面作用在車輪上的力，經(jīng)過轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤，這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。第一種結(jié)構(gòu)除滾輪與滾針之間有摩擦損失外，滾輪側(cè)翼與墊片之間還存在滑動摩擦損失，故這種轉(zhuǎn)向器的效率 ly+僅有 54％。 計算轉(zhuǎn)向器效率 轉(zhuǎn)向器正效率 η + 影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有：轉(zhuǎn)向器的類型、 結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。處理好使用 8 與制造之間的關(guān)系，首先應(yīng)滿足使用需求，這是由工藝設(shè)備的特性決定的。同時，在螺桿及螺母與鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動，形成 球流 。轉(zhuǎn)向螺母外有兩根鋼球?qū)Ч?，每根?dǎo)管的兩端分別插入螺母側(cè)面的一對通孔中。 為了減少轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個鋼球，以實現(xiàn)滾動摩擦。經(jīng)綜合考慮選擇側(cè)面輸入兩端輸出的方式并采用斜齒齒輪，齒條。 6 圖 21 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器在轉(zhuǎn)向系中的位置 圖 22 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器傳動副的布置方案 如果齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器采用直齒圓柱齒輪，直齒齒條嚙合，則運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性降低，沖擊大，噪聲增加。 隨著經(jīng)濟全球化和我國加入 WTO，我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將有重大調(diào)整，而制造業(yè)在工業(yè)化過程中起著主導(dǎo)作用，是經(jīng)濟發(fā)展中的主要增長點之一，沒有制造業(yè)的提高和發(fā)展，其它產(chǎn)業(yè)也不可能良性發(fā)展，因此制造業(yè)將是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的主要著力點之一。 （ 3） 積極開拓國際市場，加大高新技術(shù)產(chǎn)品在國際市場上的占有率。這種方式結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝布置，但液壓產(chǎn)生的動力不能太大，所以適用排量小的汽車。尤其有利于中置發(fā)動機后輪驅(qū)動的汽車。因此，目前液壓式動力轉(zhuǎn)向器仍然占據(jù)著很大的市場份額，其性能也在不斷地提高。 壓式動力轉(zhuǎn)向裝置 液壓式動力轉(zhuǎn)向裝置重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，利于改善轉(zhuǎn)向操作感覺，但液體流量的增加會加重泵的負(fù)荷，需要保持怠速旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。 動力轉(zhuǎn)向機是利用外部動力協(xié)助司機輕便操作轉(zhuǎn)向盤的裝置。主要是從減輕駕駛員疲勞，提高操縱輕便性和穩(wěn)定性出發(fā)。 在小客車上發(fā)展轉(zhuǎn)向器的觀點各異，美國和日本重點發(fā)展循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，比率都已達(dá)到或超過 90％；西歐則重點發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，比率超過 50％，法國已高達(dá)95％。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動機的各類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，已由 60 年代的62． 5％，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)被 淘汰 )。 轉(zhuǎn)向機構(gòu)總成完全封閉 ,可免于維護(hù)。 齒輪齒條的優(yōu)點： 構(gòu)造筒單 ,結(jié)構(gòu)輕巧。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由螺桿和螺母共同形成的螺旋槽內(nèi)裝有鋼球構(gòu)成的 傳動副，以及螺母上齒條與搖臂軸上齒扇構(gòu)成的傳動副組成 。 循環(huán)球式這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機構(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)運動變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運動，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠 螺桿的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運動再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，使連桿臂搖動，連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動，改變車輪的方向。由于這種方式容易由車輪將反作用力傳至轉(zhuǎn)向盤，所以具有對路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏的優(yōu)點，但同 時也容易產(chǎn)生打手和擺振等現(xiàn)象。 齒條齒輪式齒輪組有兩個作用： 將方向盤的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成車輪轉(zhuǎn)動所需的線性運動。 其工作機制非常簡單。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了純機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 3 個基本發(fā)展階段。 低成本、低油耗、大批量專業(yè)化生產(chǎn)隨著國際經(jīng)濟形勢的惡化，石油危機造成經(jīng)濟衰退，汽車生產(chǎn)愈來愈重視經(jīng)濟 性，因此，要設(shè)計低成本、低油耗的汽車和低成本、合理化生產(chǎn)線，盡量實現(xiàn)大批量專業(yè)化生產(chǎn)。在汽車轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)行業(yè)里， 70年代推廣循環(huán)球轉(zhuǎn)向器，80年代開發(fā)和推廣了循環(huán)球變傳動比轉(zhuǎn)向器，到了 90年代，駕駛員對汽車轉(zhuǎn)向器性能的要求有了進(jìn)一步的提高，要求轉(zhuǎn)向更輕便，操縱更靈敏。 幾十年來，汽車都使用蝸桿扇形齒輪轉(zhuǎn)向器，現(xiàn)在的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器也是這種轉(zhuǎn)向器的一種變型，轎車也經(jīng)常使用。轉(zhuǎn)向器一般固定在汽車車架或車身上，轉(zhuǎn)向操縱力通過轉(zhuǎn)向器后一般還會改變傳動方向。 Steering system. III 目 錄 摘要 ………………………………………………………………………… …………… Ⅰ Abstract ???????????? ? ?????????????????? Ⅱ 第 1 章 緒論 ????????????????????????????? 1 研究 的目的意義 ?? ?? ?? ? ???????????????? 1 轉(zhuǎn)向器的發(fā)展現(xiàn)狀 ?? ?? ?? ? ???????????????? 1 確定設(shè)計方案 ?? ?? ?? ? ??? ??? ????????????? 5 本章小結(jié) ?? ?? ? ????? ? ? ???????????????? 7 第 2 章 主要性能參數(shù)的確定 ?? ??????????????? ? ??? 9 確定轉(zhuǎn)向盤直徑 ??????? ????? ???????? ????? 9 計算轉(zhuǎn)向系效率???????? ??? ???????? ?????? 9 計算轉(zhuǎn)向系傳動比?????? ?? ???????????????? 11 本章小結(jié)?????????????????????? ?????? 12 第 3 章 轉(zhuǎn)向器機械部分的設(shè)計計算 ????? ???? ????????? 13 齒輪齒條尺寸結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ?? ?????? ???????? ????? 13 齒輪齒條幾何傳動的關(guān)系???? ??? ?????????????? 14 齒輪強度的校核?????? ?? ???????????????? 16 本章小結(jié)???????????? ?????????? ?????? 26 第 4 章 轉(zhuǎn)向器液壓動力輔助系統(tǒng)設(shè)計 ?? ?????? ???????? 27 液壓動力缸直徑設(shè)計 ?? ????? ??? ??? ????? ????? 27 分配閥有關(guān)參數(shù)確定???? ????? ?????????????? 28 反作用閥和回位彈簧參數(shù)確定??????????????????? 29 油罐容積和油泵排量設(shè)計??????????????? ?????? 30 結(jié)論???????? ????????? ??????? ?????? 30 結(jié)論 ???????? ????????????????????????? 31 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????? 32 致謝 ????????????????????????????????? 33 附錄 A????????????????????????????????? 34 IV 附錄 B????????????????????????????????? 36 1 第 1 章 緒 論 研究的目的和意義 汽車上用來改變或恢復(fù)其行駛方向的專設(shè)機構(gòu)稱為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。最后查閱有關(guān)資料對其進(jìn)行動力輔助液壓裝置的相關(guān)設(shè)計， 主要對液壓動力缸直徑的計算，分配閥和反作用閥有關(guān)參數(shù)的確定，油罐容積和油泵排量的設(shè)計等， 根據(jù)計算利用 AutoCAD 畫出裝配圖和零件圖。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 輕型貨車液壓轉(zhuǎn)向器設(shè)計 院系 名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級 ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 實驗師 The Graduation Design for Bachelor39。 設(shè)計的主要內(nèi)容包括總體設(shè)計方案的確定、主要性能參數(shù)的確定、齒輪齒條轉(zhuǎn)向器 的尺寸計算和齒輪齒條的幾何傳動關(guān)系 計算， 對齒輪齒條進(jìn)行了設(shè)計計算并進(jìn)行了校核，其中著重對主動小齒輪的齒根彎曲強度進(jìn)行了校核。 Rackand pinion。轉(zhuǎn)向器將轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動變?yōu)檗D(zhuǎn)向搖臂的擺動或齒條軸的直線往復(fù)運動，并對轉(zhuǎn)向操縱力進(jìn)行放大的機構(gòu)。這場爭論曠日持久，導(dǎo)致了今天的汽車分成了兩大類方向盤裝置法： 一類以美國，中國，俄羅斯等世界上大多數(shù)國家和地區(qū)采用的左置方向盤，實行右上左下的汽車行駛規(guī)則；另一類以英國及英聯(lián)邦，日本等少數(shù)國家和地區(qū)采用的右置方向盤，實行右下左上的汽車行駛規(guī)則。 近年來隨著我過汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，作為汽車的重要安全部件 — 汽車轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)水平也有了很大的提高。從人類工程學(xué)的角度考慮操縱的輕便性，已逐步采用可調(diào)整的轉(zhuǎn)向管柱和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。特別是在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，針對更多不同水平的駕駛?cè)巳?，汽車的操縱設(shè)計顯得尤為重要。 齒條齒輪式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已成為汽車、小型貨車及 SUV 上普遍使用的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型。齒條各齒端的橫拉桿連接在轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向臂上。 齒輪齒條方式的最大特點是剛性大，結(jié)構(gòu)緊湊重量輕，且成本低。不過齒輪嚙合過緊也并非好事，它使得轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時的操作力過大，人會感到吃力。兩種結(jié)構(gòu)的調(diào)整間隙方法均是利用調(diào)整螺栓移動搖臂軸來進(jìn)行調(diào)整。所以循環(huán)球轉(zhuǎn)向器憑借這些特點在汽車中得到了廣泛應(yīng)用。 滑動和轉(zhuǎn)動阻力小 ,轉(zhuǎn)矩傳遞性 能較好 ,因此 ,轉(zhuǎn)向力非常輕。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。綜合上述對有關(guān)轉(zhuǎn)向器品種的使用分析， 4 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)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，不僅在重型汽車上必須裝備，在高級轎車上應(yīng)用的也較多，在中型汽車上的應(yīng)用也逐漸推廣。從發(fā)展趨勢上看，國外整體式轉(zhuǎn)向器發(fā)展較快，而整體式轉(zhuǎn)向器中轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)是目前發(fā)展的方向。所以在高速時要適當(dāng)減低動力，但這種變化必須平順過度。雖然這種轉(zhuǎn)向器具有很多優(yōu)點，在目前的技術(shù)水準(zhǔn)下它仍然存在某些不足之處，例如助力較小等 。由于不直接使用發(fā)動機的動力，所以大大降低了發(fā)動 5 機的功率損失 (液壓式最大損失 510馬力 )，且不需要液壓管路，便于安裝。因為是計算機控制，所以轉(zhuǎn)向助力泵不必經(jīng)常工作，節(jié)省 了發(fā)動機的功率。 （ 2） 在自力更生研究開發(fā)的同時，積極引進(jìn)、吸收國外的先進(jìn)技術(shù)與系統(tǒng)，并加以創(chuàng)新，提高加工精度，減小誤差，保證制造產(chǎn)品的合格率。采取有效的協(xié)同研發(fā)方式以及符合市場經(jīng)濟規(guī)