【正文】 設計中對齒輪齒條式轉向器各部分進行計算并校核，最終確定符合標準。 密封結構的確定 系統(tǒng)中的密封結構，對于油潤滑的軸承結構來說 ，為的是防止?jié)櫥屯饴┖突覊m屑末切削液等進入；對于脂潤滑的軸承結構來說，由于脂不會外泄，主要是防止上述外物。 潤滑方式的確定 轉向器的潤滑方式：人工定期潤滑 潤滑脂：石墨鈣基潤滑脂 (ZBE3600288)中的 ZGS 潤滑脂。= () 式中： α— 齒輪壓力角， α=20176。 即 πmn1cosα1=πmn2cosα2 計算出齒條的壓力角為： α2=20176。為減輕質量，殼體用鋁合金壓鑄。mm； L2— 轉向節(jié)臂長，單位為 mm； DSW— 轉向盤直徑， DSW =400mm； １５ iω— 轉向器角傳動比 ， iω=； η+— 轉向器正效率 ， η+=。欲驗算轉向系零件的強度，需首先確定作用在各零件上的力。 優(yōu)點：結構簡單、緊湊；殼體由鋁合金或鎂合金壓鑄而成，故質量比較??；傳動效率高達 90%；齒輪齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，可利用裝在齒條背部、靠近小齒輪的壓緊力可以調節(jié)的彈簧自動消除齒間間隙，在提高系統(tǒng)剛度的同時也可防止工作時產生沖擊和噪聲；轉向器占用體積??；沒有轉向搖臂和橫拉桿，可以增大轉向輪轉角；制造成本低。另外，還要把四輪轉向技術與其他主動安全技術 (如 ABS、 ASR、 VDC等 )相結合，獲得更高的車輛主動安全性。本文根據(jù)轉向盤轉動量傳遞途徑以及轉向輪動力來源的不同，對四輪轉向系統(tǒng)作如下的分類： (1)集中驅動四輪轉向系統(tǒng) : 當用機械傳動鏈將轉向盤的轉動量分別傳遞給前后輪轉向機構，從而在前后轉向輪偏轉量與轉向盤的轉動量之間形成確定的機械聯(lián)系時，即屬集中驅動四輪轉向系統(tǒng)。 前面所列僅為轉向器和轉向梯形機構結合的基本形式，實際使用中尚有許多情況，限于篇幅，在此不一一列出。 1857 年，英國的達吉恩蒸汽汽車 (Dudgeon Steamer)是首次采用方向盤的機動車輛。 (4)先進電子技術和控制技術在轉向系統(tǒng)中的應用 : 隨著傳感技術、控制技術的不斷發(fā)展及在汽車中的應用，可以從多方面改善轉向系統(tǒng)的各種性能，諸如汽車的低速行駛輕便性、汽車的穩(wěn)態(tài)轉向特性、汽車的回正能力、轉向盤中間位置操縱穩(wěn)定性、前輪的擺振等等。 近年來，隨著電子技術在汽車中的廣泛應用，轉向系統(tǒng)中也越來越多地采用電子器件。保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求，適時地改變行駛方向，并能在受到路面干擾偏離行駛方向時，與行駛系配合，共同保持汽車穩(wěn)定地直線行駛。首先對轉向器進行了結構上的設計，此轉向器選用的是側面輸入，兩端輸出的齒輪齒條式轉向器。design。從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全性行駛的角度，汽 車制造廣泛使用更先進的工藝方法，使用變速比轉向器、高剛性轉向器。中國轉向機行業(yè)市場現(xiàn)狀，為外資企業(yè)入駐中國創(chuàng)造了條件，國際許多轉向機行業(yè)企業(yè)已經看中在中國低成本拓展市場的機會，隨著外資投入逐步加大，中國國內企業(yè)改革重組迅速加快。 (3)低成本、低耗能、大批專業(yè)化生產 : ４ 隨著國際經濟形勢的惡化，石油危機造成經濟衰退，汽車生產愈來愈重視經濟性，因此。弗頓(Daimler Phantom)敞篷車上?；趦奢嗈D向方式的汽車轉向技術發(fā)展至今，應該說已經到了一個頂峰，就目前的技術和經濟性而言，兩輪轉向在性能上難以再有突破性 進展。對于機電控制式集中驅動四輪轉向系統(tǒng)，后輪偏轉角大小由轉向盤操縱，而后輪偏轉方向則根據(jù)傳感器獲取的前輪偏轉方向與角度以及車速信息由控制單元確定。駕駛員通過操縱轉向系統(tǒng)，使汽車保持直線或轉彎運動狀態(tài)，或者上述兩種運動狀態(tài)相互轉換。 優(yōu)點：在螺桿和螺母之間有可以循環(huán)流動的鋼球，將滑動摩擦轉變?yōu)闈L動摩擦，傳動效率可達 75%85%；轉向器傳動比可以變化；工作平穩(wěn)可靠；齒條齒扇間間隙調整工作容易進行；適合做整體式動力轉向器。 方向盤的轉角和駕駛員同側的轉向輪轉角之比稱為轉向系角傳動比 向器傳動比 io 轉向傳動裝置角傳動比 ip 所組成． =5 0 0 02 7 5 0==s in RLα 錯誤 !未找到引用源。m 取 dmin=15mm 主動齒輪軸的計算 ? ? 2m a x ??? ???? ????Mnd () 式中： [η]=140MPa 取 dmin=18mm 齒輪齒條式轉向器的設計 齒輪齒條式轉向器的設計要求 齒輪齒條式轉向器若用直齒圓柱齒輪則會使運轉平穩(wěn)性降低、沖擊大、噪聲增加。因此，轉向盤的旋轉使齒條橫向移動已操縱前輪。 2)齒輪彎曲疲勞強度校核： 經查《機械設計手冊》得： [ζF]= SFlim= YST=2 YN=1 (接觸次數(shù)取 8106 次 ) ? ? M P 12300limlim ?????FNSTFF S YY?? () ２０ ? ?Fn ZSF dbm KTYYYY ?? ?? ?? 11F 2 () 式中： YF— 外齒輪的齒形系數(shù)， YF =(由《機械設計手冊》查得 ) YS— 外齒輪齒根應力修正系數(shù)， YS =(由《機械設計手冊》查得 ) Yβ— 螺旋角系數(shù)， Yβ=(由《機械設計手冊》查得 ) Yη— 重合度系數(shù)， Yη=(由《機械設計手冊》查得 ) 11F2 dbmKTYYYYnZSF ??? ? M 3 3 2 8 0 05 8 7 ??? ??????? ζF =≤ [ζF]= 故齒輪彎曲疲勞強度符 合要求。 = () 查得： 應力集中系數(shù)： Kζ=， Kx=； 表面狀態(tài)系數(shù)： β=； 尺寸系數(shù)： εx=， εζ=； 安全系數(shù)：設為無限壽命， KN=1 1 ????????maKbNKS ??? ????? ?? () 2 2 51 1 ???? ??????mxaKNxxxKS ??? ??? () ? ?SSS SSSxx ???? ?? 查得許用安全系數(shù) [S]=，顯然 S≥ [S] 故軸的安全系數(shù)校核符合安全標準 本章小結 本章主要是齒輪軸的設計計算，通過受力分析繪制出齒輪軸的彎矩圖、扭矩圖，并進行軸的強度校核，最終校核結果符合要求。各種滾動軸承適 用脂潤滑或油潤滑，油潤滑適用什么樣的潤滑方式的 dn 值，可以查《機床設計手冊》。甩油環(huán)密封結構，在工作時就能起到防漏和疏導作用。結果顯示，設計后的齒輪齒條式轉向器達到國家規(guī)定的標準要求?；赜涂字睆綉M量大一些。 (2)油潤滑 [13] 油潤滑適用一切轉速，既可以起潤滑作用，又能起沖洗降溫作用。 4)自由高度 H0 H0≈nt+=+5= () 穩(wěn)定性驗算 高徑比 b： 2 9 ＜??? DHb () 故滿足穩(wěn)定性要求。機器中作回轉運動的零件就裝在軸上。齒條代替梯形轉向桿系的搖桿和轉向搖臂，并保證轉向橫拉桿在適當?shù)母叨纫允顾麄兣c懸架下擺臂平行。齒條齒數(shù)應根據(jù)轉向輪達到最大偏 １６ 轉角時，相應地齒條移動行程應達到的值來確定。； ωK 錯誤 !未找到引用源。 通過對不同形式的轉向器對比，最終選擇采用齒輪齒條式轉向器。如果按照助力形式，又可以分為機械式 (無助力 )，和動力式 (有助力 )兩種，其中動力轉向器又可以分為氣壓動力式、液壓動力式、電動助力式、電液助力式等種類 齒輪齒條式轉向器 [79]: 齒輪齒條式轉向器是一種最常見的轉向器，其基本結構是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。 目前，四輪轉向技術研究的潮流主要表現(xiàn)在對控制理論等軟件技術的研究上。根據(jù)轉向時前、后輪偏轉方向的異同分為同向偏轉及逆向 偏轉兩類。 (a) (b) (c) 圖 與非獨立懸架配用的轉向機構 1— 轉向搖臂 2— 轉向直拉桿 3— 轉向節(jié)臂 4— 梯形臂 5— 轉向橫拉桿 2)轉向梯形前置，轉向直拉桿縱置： 在發(fā)動機較低或轉向橋兼驅動橋的情況下，為避免干涉，往往將轉向梯形布置在前橋之前，如圖 (b)所示。因此從運動學角度來看，兩輪轉向機構的設計涉及到的關鍵技術主要是： (1)機構的形式設計，即確定能滿足轉向傳動功能要求的機構結構組成； (2)機構的尺度設計，即確定能近似再現(xiàn)式 ()關系的機構運動尺寸。微型貨車用循環(huán)球式轉換器占 65%，齒輪齒條式占 35%。由于工作可靠、技術成熟至今仍被廣泛應用。 轉向器國內外研究現(xiàn)狀 從世界第一輛汽車問世至今，汽車工業(yè)已經經歷了百年歷程。 本科學生畢業(yè)設計 汽車齒輪齒條式轉向器設計 院 系 名稱 ： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級 ： 車輛工程 學生姓名 ： 指導教師 ： 職 稱 ： 實驗師 The Graduation Design for Bachelor39。特別是在車輛高速化、駕駛人員 非職業(yè)化、車流密集化的今天，汽車轉向系的設計工作顯得尤為重要。液壓助力系統(tǒng) HPS是機械式轉向系統(tǒng)的基本上增加了一個液壓系統(tǒng)而成。日本汽車轉向器的特點是循環(huán)球式轉換器占得比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動機的類型汽車，采用不同類型轉向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉換器，已由 60年代的 %，發(fā)展到現(xiàn)今的 100%了，大、小型貨車大都循環(huán)球式轉換器，但齒輪齒條式轉換器也有所發(fā)展。對于兩輪轉向汽車，為減小車輪側滑，轉向機構應使兩前輪偏轉角在整個轉向過程中始終盡可能精確地滿足式 ()關系。解放CA14東風 EQ140 等 汽車都是采用這種轉向機構。其中后輪偏轉角一般不超過 5176。硬件技術的發(fā)展體現(xiàn)在如何采用新材料、新工藝、新結構等來更好地發(fā)揮出四輪轉向的優(yōu)勢，更好地實現(xiàn)四輪轉向系統(tǒng)所預定的目標；研究和開發(fā)高靈敏度、高精度、低成本的傳感器和控制系統(tǒng)，為 4WS 系統(tǒng)的具體應 用提供可靠成熟的技術條件。其中第二、第四種分別是第一、第三種的變形形式，而蝸桿滾輪式則更少見。這種轉向器通常用于轉向力較大的載貨汽車上。 =1260176。之間。轉向器殼體是安裝在前橫梁或前圍板的固定位置上的。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。=， 取 α=6176。另外填充油脂時不要用手抹（因手上有汗，會腐蝕軸承），應該用針筒注入，使?jié)L道和每個滾動體都粘上脂。環(huán)形槽應有 23 條。 至此，對汽車齒 輪齒條式轉向器的設計基本完成。潤滑油經軸承后，向右經螺母外流。 (1)脂潤滑 [12] 脂潤滑可用于 dn 值較低，又不需要冷卻的場合。 ２７ 第 5 章 轉向器間隙調整彈簧的設計計算 設計要求：設計一圓柱形壓縮螺旋彈簧，載荷平穩(wěn)，要求 Fmax=205N 時， λmax＜ 10mm，彈簧總的工作次數(shù)小于 104，彈簧中要能寬松地穿過一根直徑為 的軸，彈簧兩端固定，外徑 D≤ 30mm，自由高度 H0≤ 45mm。 齒輪齒條的基本參數(shù) 齒輪齒條的基本參數(shù)如下表所示： 表 齒輪齒條轉向器的齒輪齒條的基本參數(shù) 名稱 公式 齒輪 齒條 法向模數(shù) mn 壓力角 α 20176。齒輪軸由安裝在轉向器殼體上的球軸承支承。齒輪齒條 式轉向器的齒輪多數(shù)采用斜齒圓柱齒輪。 =176。 缺點：逆效率高，結構復雜，制造困難，制造精度要求高。 機械轉向系的能量來源是人力，所有傳力件都是機械的，由轉向操縱機構、轉向器、轉向傳動機構三大部分組成。集中驅動四輪轉向系統(tǒng)的制造 成本較低，但當傳動鏈零件磨損后不能精確保證前后輪轉角大小關系。 四輪轉向及其實現(xiàn)技術 : 鑒于兩輪轉向方式存在的諸多不足，日本于 20世紀 60年代首先提出通過四輪轉向方式來提高汽車的操縱穩(wěn)定性，到 20 世紀 80 年代末，四輪轉向系統(tǒng)得到實際應用。 1890 年戴姆勒要設計低成本、低耗能的汽車和低成本、合理化生產線，盡量實現(xiàn)大批專業(yè)化生產 。同時新的行業(yè)制度等政策的頒布和實施將促使我國轉向機行業(yè)洗牌，企業(yè)兼并重組將在政策的促使下大力發(fā)展?！白兯俦群透邉傂浴笔悄壳笆澜缟仙a的轉向器結構的方向 幾十年來，各種汽車都使用循環(huán)球式轉向器。check . 目 錄 摘要 ........................