【正文】 我相信，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是我工作前的一次很好的學(xué)習(xí)和鍛煉。此外存在一些其他的問題需要解決，比如沒有對(duì)轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙分析，沒有考慮到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架的動(dòng)干涉問題，運(yùn)動(dòng)部件與車身上其他部件的干涉問題等，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中注意并加強(qiáng)這些解決問題的能力。圖44 斜齒圓柱齒輪輪齒受載及折斷　　將當(dāng)量齒輪的有關(guān)參數(shù)代入直齒圓柱齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式，考慮螺旋角使接觸線傾斜對(duì)彎曲強(qiáng)度有利的影響而引入螺旋角系數(shù)，可得到斜齒圓柱齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核公式[2]： （439）齒間載荷分配系數(shù)= 齒向載荷分配系數(shù) = 載荷系數(shù)K= = 1*1** = （440）齒形系數(shù) 校正系數(shù) = 螺旋角系數(shù) 由下圖查的 圖46 螺旋角影響系數(shù) 校核齒跟彎曲強(qiáng)度σ= = = 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)= 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 （441）——彎曲疲勞壽命系數(shù) = 可得， = *1000/ = 1000 MPa所以 σ 因此，本次設(shè)計(jì)及滿足了小齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度又滿足了小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，符合設(shè)計(jì)要求。即 P ca = KP =K （429） K——載荷系數(shù)載荷系數(shù)K包括 ：使用系數(shù)，動(dòng)載系數(shù)，齒間載荷分配系數(shù)及齒向載荷分布數(shù)，即 K = （430）使用系數(shù)是考慮齒輪嚙合時(shí)外部領(lǐng)接裝置引起的附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)。 = （426）齒條的材料我選擇是 45剛制造，因此：抗拉強(qiáng)度 690N/mm (沒有考慮熱處理對(duì)強(qiáng)度的影響)。據(jù)此可以確定轉(zhuǎn)向盤尺寸和轉(zhuǎn)向器效率要求及轉(zhuǎn)向節(jié)臂尺寸。齒輪模數(shù)多在2—3mm之間，主動(dòng)小齒輪齒數(shù)多數(shù)在5—7個(gè)齒范圍變化，壓力角去，齒輪螺旋角的取值范圍多為。α=20176。2）移動(dòng)副齒條的軸向載荷 Fy=Fttgβ2。同時(shí)小齒輪的變位系數(shù)不能太大，否則會(huì)造成齒條齒頂平面與小齒輪齒根圓柱面的間隙過小，對(duì)潤(rùn)滑不利，而且容易造成轉(zhuǎn)向器卡死的現(xiàn)象。圖35假設(shè)小齒輪的螺旋角為β1，齒條的齒傾角為β2，在嚙合處齒輪上的點(diǎn)的切向速度為V1，齒條上的點(diǎn)的速度為V2，則有 （34）將上式兩邊對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分 （35） 得 （36）上式中：n—小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)；dt—小齒輪的端面分度圓直徑。當(dāng)左旋小齒輪與右傾齒條相嚙合而且齒輪螺旋角β1與齒條傾斜角β2角相等時(shí)，則軸交角θ=0176。 根據(jù)齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向梯形相對(duì)前軸位置的不同，在汽車上有四種布置形式：轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸后方，前置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，后置梯形；轉(zhuǎn)向器位于前軸前方，前置梯形。轉(zhuǎn)向拉桿是細(xì)而長(zhǎng)的桿，在使用過程中會(huì)承受較大的壓力，故而需要進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性分析。這主要是考慮到在實(shí)際使用過程中球頭受到的是交變應(yīng)力，而且還有磨損，容易產(chǎn)生疲勞破壞。轉(zhuǎn)向拉桿與齒條軸線在水平面內(nèi)存在夾角，此夾角隨車輪轉(zhuǎn)角的不同而不同。將齒條的軸線右移到極限位置（如圖中前藍(lán)色的線），做相同的校核，得到相同的結(jié)果。圖22轉(zhuǎn)向梯形兩斷開點(diǎn)（即轉(zhuǎn)向橫拉桿的球頭中心）的坐標(biāo)為（，145，75）與（，145，75），由此可以根據(jù)橫拉桿球頭座與齒條的配合形式得到齒條的長(zhǎng)度。 輪胎上的原地轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力矩由經(jīng)驗(yàn)公式得[1]： MR= (22)式中，f—輪胎和路面間的滑動(dòng)摩擦因素，； G1—為轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷（N）；取前軸滿載720Kg p—為輪胎氣壓（MPa）。轉(zhuǎn)向系的間隙主要是通過各球頭皮碗和轉(zhuǎn)向器的調(diào)隙機(jī)構(gòu)來調(diào)整的。轉(zhuǎn)向靈敏性主要通過轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)來體現(xiàn)，主要由轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比來決定。汽車的穩(wěn)定行使，必須保證有合適的前輪定位參數(shù)，并注意控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的內(nèi)部摩擦阻力的大小和阻尼值。2轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)分析轉(zhuǎn)向系是用來保持或者改變汽車行使方向的機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向上、下軸、）、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)）等。大角度轉(zhuǎn)向位置轉(zhuǎn)向阻力大，但使用次數(shù)少，因此希望大角度位置速比大一些，以減小轉(zhuǎn)向力。專業(yè)化生產(chǎn)已成為一種趨勢(shì)，只有走這條道路，才能使產(chǎn)品質(zhì)量高、產(chǎn)量大、成本低，在市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占65％，齒條齒輪式占 35％。轉(zhuǎn)向器是轉(zhuǎn)向系主要構(gòu)成的關(guān)鍵零件，隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)也有很大變化。但是由于液壓系統(tǒng)的存在，它一樣存在液壓油泄漏的問題，而且電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)引入了驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得系統(tǒng)更加復(fù)雜，成本增加，可靠性下降。 近年來，隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也愈來愈多地采用電子器件。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也隨著汽車工業(yè)的發(fā)展歷經(jīng)了長(zhǎng)時(shí)間的演變。西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目 錄摘要 1Abstract 21 前言 3 3 4 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 62轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)的分析 7 7 11 14 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 93 轉(zhuǎn)向器總體方案設(shè)計(jì) 15 15 轉(zhuǎn)向器的分類 15 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu) 15 17 17 轉(zhuǎn)向器效率的理論分析 204轉(zhuǎn)向器的強(qiáng)度校核 23 26 齒條的受力分析 26 齒條桿部受拉壓的強(qiáng)度計(jì)算 28 29 30: 35結(jié)論 39總結(jié)與體會(huì) 40謝辭 41參考文獻(xiàn) 42某輕型車轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一款用于輕型汽車的轉(zhuǎn)向器。傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是機(jī)械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，汽車的轉(zhuǎn)向由駕駛員控制方向盤，通過轉(zhuǎn)向器等一系列機(jī)械轉(zhuǎn)向部件實(shí)現(xiàn)車輪的偏轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)因此進(jìn)入了電子控制時(shí)代，相應(yīng)的就出現(xiàn)了電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 為了規(guī)避電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)EPS（Electric Power Steering）便應(yīng)時(shí)而生。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)、齒條齒輪式(RP型)。我國(guó)的轉(zhuǎn)向器生產(chǎn)，除早期投產(chǎn)的解放牌汽車用蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器，東風(fēng)汽車用蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器之外，其它大部分車型都采用循環(huán)球式結(jié)構(gòu)，并都具有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和循環(huán)球式轉(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。由于循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器可實(shí)現(xiàn)變速比，應(yīng)用正日益廣泛。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)應(yīng)準(zhǔn)確，快速、平穩(wěn)地響應(yīng)駕駛員的轉(zhuǎn)向指令，轉(zhuǎn)向行使后或受到外界擾動(dòng)時(shí)，在駕駛員松開方向盤的狀態(tài)下，應(yīng)保證汽車自動(dòng)返回穩(wěn)定的直線行使?fàn)顟B(tài)。3） 轉(zhuǎn)向桿系和懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)共同作用時(shí)，必須盡量減小其運(yùn)動(dòng)干涉。操縱的輕便性也由轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比決定，但其與轉(zhuǎn)向靈敏性是一對(duì)矛盾，轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比越大，則靈敏性提高，輕便性下降。合理的選擇轉(zhuǎn)向梯形的斷開點(diǎn)可以減小轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)干涉。所以 MR = 277 Nm為了保證轉(zhuǎn)向時(shí)駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤輕便，要求轉(zhuǎn)向器的正效率高，影響正效率的因素有：轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造質(zhì)量等。拉桿端接頭球頭中心的坐標(biāo)為（，）與（，），據(jù)此又可以得到此時(shí)的轉(zhuǎn)向拉桿兩球頭的間距。這與實(shí)測(cè)的參照車內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角（176。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。而且球頭必須進(jìn)行滾擠壓加工。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。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。；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)。L—相應(yīng)的齒條行程。 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。齒條的徑向載荷 Fr= Fttgα/cosβ2。；齒條：mn=，z=28，β2=12176。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。根據(jù)車型不同，轉(zhuǎn)向盤的直徑在380—550m