【正文】 2 齒數(shù) z 8 壓力角 ? 20 ? 齒頂高系數(shù) ?ah 1 頂隙系數(shù) c 表 1 齒輪主要設(shè)計(jì)參數(shù)安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 齒輪齒條參數(shù)的計(jì)算齒輪計(jì)算過(guò)程如下 ?????hana .??df ?齒條的計(jì)算過(guò)程如下 mha2*????cf 5..1??*ah為齒頂高系數(shù)（=1）。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 在動(dòng)力缸的計(jì)算中需確定其缸直徑、活塞行程活塞桿直徑以及缸筒壁厚。轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比包括力傳動(dòng)比 pi和角傳動(dòng)比 woi。雖然電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)克服了液壓助力轉(zhuǎn)向的一些缺點(diǎn)。由此看出，我國(guó)的轉(zhuǎn)向器也在向大量生產(chǎn)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器發(fā)展。由于齒輪箱小,齒條本身具有傳動(dòng)桿系的作用,因此,它不需耍循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器上所使用的拉桿。 對(duì) 于轉(zhuǎn) 向 器 按結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型。轉(zhuǎn)向時(shí)內(nèi)外車輪間的轉(zhuǎn)角協(xié)調(diào)關(guān)系是通過(guò)合理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形來(lái)保證的。轉(zhuǎn)向角傳動(dòng)比不宜低于1516；也不宜過(guò)大，通常以轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和轉(zhuǎn)向輕便性來(lái)確定。 steering system。由此，接下來(lái)利用三維建模軟件 PROE 畫出轉(zhuǎn)向器的各部分零件，并由此得出各部分零件圖。轉(zhuǎn)向系還可以修正因路面傾斜等原因引起的汽車跑偏。汽車在作轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)時(shí)，車輪應(yīng)繞同一瞬心旋轉(zhuǎn)，不得有側(cè)滑；同時(shí)，轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致。轉(zhuǎn)向器作為轉(zhuǎn)向系的重要組成部分，其作用如下：增大來(lái)自轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)矩，使之達(dá)到足以克服轉(zhuǎn)向輪與路面之間的轉(zhuǎn)向阻力矩 ；將與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸連接在一起的主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換成齒條的直線運(yùn)動(dòng)而獲得所需要的位移 ；通過(guò)選取不同的螺（蝸）桿上的螺紋螺旋方向，達(dá)到使轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向方向與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向協(xié)調(diào)一致的目的。它的原理相當(dāng)于利用了螺母與螺栓在旋轉(zhuǎn)過(guò)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。 汽車轉(zhuǎn)向器國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀轉(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。 近年來(lái)，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(lái)愈多地采用電子器件。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 本次設(shè)計(jì)的課題來(lái)源于東風(fēng)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，以某款輕型汽車轉(zhuǎn)向器的參數(shù)作為依據(jù)，設(shè)計(jì)一款適用于本公司某輕型車的轉(zhuǎn)向器。對(duì)一定車型 woi都有一個(gè)大致的范圍，一般情況下，機(jī)械轉(zhuǎn)向的汽車，輕型車 i在 15~23 之間，中型車 25~30 之間。 1s的取值可根據(jù)同類汽車的活塞桿行程，初取 1s=131mm。 . ??????第三章 轉(zhuǎn)向器三維模型的建立此次設(shè)計(jì)使用三維設(shè)計(jì)軟件 Pro/E,即 Pro/ENGINEER（簡(jiǎn)稱 Pro/E）是美國(guó) PTC 公司開發(fā)的參數(shù)化三維設(shè)計(jì)軟件，它是當(dāng)今主流的三維 CAD/CAM 軟件之一，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車、航天、電子、通信、家電、玩具等各行各業(yè)。最后，對(duì)各個(gè)棱角倒圓角。D=m*zda=(z+2*ha)*mdf=(z2*ha2*c)*mdb=d*cos(alpha) 圖 38 關(guān)系對(duì)話框(4)輸入完成后，單擊【關(guān)系】對(duì)話框中的【確定】按鈕，完成關(guān)系式的創(chuàng)建。(2)單擊拉伸控制板中的【拉伸為實(shí)體】按鈕，將拉伸操作作為設(shè)置為實(shí)體模型。(1)點(diǎn)擊【插入】|【拉伸】 ，創(chuàng)建軸承端。在第一個(gè)選擇欄中選擇【方向】 ，將陣列數(shù)目設(shè)置為 21，將陣列距離設(shè)置為 5mm。整體效果如圖 311。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 313 整體效果圖安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 第四章 轉(zhuǎn)向器的運(yùn)動(dòng)仿真分析 軟件介紹ADAMS，即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，該軟件是美國(guó) MDI 公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件。導(dǎo)入的過(guò)程如下：安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 （1） 找到轉(zhuǎn)向器的 Pro/E 裝配文件 asm_25,點(diǎn)擊文件，由 Pro/E 打開后，依次執(zhí)行【文件】|【保存副本（A） 】 ，打開對(duì)話框后，填寫新名稱為 zhuangxiangqi_25，類型選擇為 Prasolid（*.x_t） ，單擊 OK 按鈕。則萬(wàn)向副 2 被建立。對(duì)齒條和齒條球頭副副套使用布爾求和，使這兩個(gè)零件連接成為一個(gè)整體，再點(diǎn)擊 按鈕，選擇 2 Bod1 Loc 及 Pick Feature，選擇實(shí)體，先選擇球頭副套，在選擇橫拉桿，中心選擇球頭副套中心，方向選擇軸方向，則球副 7 完成。再點(diǎn)擊Build下拉菜單中measure，選擇Angle在點(diǎn)擊New。（2）此款液壓助力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，也可從液壓方面對(duì)其進(jìn)一步研究，優(yōu)化其助力性能。由于此次設(shè)計(jì)時(shí)間緊迫，一人無(wú)法完成如此巨大的工程以及細(xì)致入微的設(shè)計(jì)，故不能真實(shí)反應(yīng)汽車轉(zhuǎn)向器的緊密運(yùn)動(dòng)狀況。 [18]圖 43 方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)角安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 44 轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向角 圖 45 齒條位移圖(一)圖 46 齒條位移圖（二）安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 結(jié)論與展望本次畢業(yè)設(shè)計(jì)做的是轎車齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，從拿到這個(gè)課題開始，我充分運(yùn)用了大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，查找相關(guān)的設(shè)計(jì)資料和期刊以及專利，從中摸索并認(rèn)真學(xué)習(xí)了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的內(nèi)部構(gòu)造，并查找了這次設(shè)計(jì)所運(yùn)用的數(shù)據(jù)。（10）將橫拉桿接頭和橫拉桿運(yùn)用布爾求和成其成為一個(gè)整體，再將橫拉桿和銷運(yùn)用布爾求和，使其成為一個(gè)整體。點(diǎn)擊 按鈕，選擇 2 Bod1 Loc 及 Pick Feature，選擇實(shí)體，先選擇下臂，在選擇齒輪，中心選擇下臂中心，方形沿軸線方向。點(diǎn)擊新建 model 按鈕，進(jìn)入新建模型對(duì)話框，修改工作目錄，點(diǎn)擊 OK，進(jìn)入工作頁(yè)面。根據(jù) 1999年機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真分析軟件國(guó)際市場(chǎng)份額的統(tǒng)計(jì)資料，ADAMS 軟件銷售總額近八千萬(wàn)美元、占據(jù)了 51%的份額,現(xiàn)已經(jīng)并入美國(guó) MSC 公司。（2）選擇【組件】 ，在【名稱】文本框中輸入文件名“zhuanxiangqi” ，單擊取消【使用缺省模板】復(fù)選框的缺省選中狀態(tài)，保持該對(duì)話框中其它缺省設(shè)置不變，單擊【確定】按鈕。整體效果如圖 310。整體效果如圖 39。(4)創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn) PNT0。(2)單擊選取“Front”面作為草繪平面。效果如圖 37。 轉(zhuǎn)向器方向盤的建立過(guò)程(1)單擊工具欄的文件 按鈕新建文件，彈出【新建】對(duì)話框。 c為動(dòng)力缸直徑，mm；t 為動(dòng)力缸殼體厚度，mm；n 為安全系數(shù)，n=～； s為殼體的屈服點(diǎn)。wi所組成，即 o= wi39。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第二章 轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)計(jì)算 轉(zhuǎn)向系主要參數(shù)的確定 轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比的確定轉(zhuǎn)向阻力矩 wM與前輪（轉(zhuǎn)向軸）負(fù)荷、輪胎尺寸和機(jī)構(gòu)、前輪定位參數(shù)、車速和道路條件等多種因數(shù)有關(guān)，要準(zhǔn)確計(jì)算轉(zhuǎn)阻力矩是很困難的，通常是以汽車在靜止時(shí)做原地轉(zhuǎn)向的阻力矩作為轉(zhuǎn)向阻力矩。電液助力轉(zhuǎn)向可以分為兩類 ：電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) EHPS（ElectroHydraulic Power Steering）和電控液壓助力轉(zhuǎn)向 ECHPS（Electronically Controlled Hydraulic Power Steering）。這四種轉(zhuǎn)向器型式，已經(jīng)被廣泛使用在汽車上。其基本結(jié)構(gòu)是一對(duì)相互嚙合的小齒輪和齒條。對(duì)轉(zhuǎn)向系提出的要求有：安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 1） 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，理想情況下全部車輪應(yīng)繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，車輪不應(yīng)有側(cè)滑。在任何行使?fàn)顟B(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不應(yīng)產(chǎn)生擺振。伴隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展而不斷進(jìn)步，高速公路和高架公路的出現(xiàn)，同向并行車輛的增多和行駛速度的提高及道路條件的變化，要求更加精確靈活的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。再在此基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)換格式，導(dǎo)入到 ADMAS 軟件中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析。關(guān)鍵詞:轎車；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；齒輪齒條；轉(zhuǎn)向器；傳動(dòng)比安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 Gear rack steering gear designAbstractThe design of pinion and rack steering gear is for cars. Papers detail the basic structure of the steering system, function, technical requirements and overall performance. At the same time, the steering rack and pinion, for a detailed layout and its spatial structure detailed analysis to determine the structure and arrangement of the steering, accurate analysis of the characteristics of the gear transmission and transmission efficiency. According to the data of cars which carry out design calculations determine the steering gear ratio and other geometric parameters. Thus, the use of 3 d modeling software PROE draw the steering parts, each part and draw the parts drawing. Further assembly。圖 11 轉(zhuǎn)向系1方向盤； 2轉(zhuǎn)向上軸 ；3托架； 4萬(wàn)向節(jié)； 5轉(zhuǎn)向下軸； 6防塵罩 ；7轉(zhuǎn)向器 ；8轉(zhuǎn)向拉桿一般來(lái)說(shuō)，對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的要求如下：轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比（方向盤轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角之比）和轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比。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。 完 全 靠 駕 駛 員 手力 操 縱 的 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 稱 為 機(jī) 械 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) ； 借 助 動(dòng) 力 來(lái) 操 縱 的 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 稱 為 動(dòng) 力 轉(zhuǎn) 向系 統(tǒng) 。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、質(zhì)量輕、剛性好、使用可靠，近年來(lái)在世界，特別是在歐洲得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在除了在轎車上使用外，在轎車上使用外，在輕型汽車、微型汽車、賽車上也得到了推廣。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)。電子控制裝置可根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)向速率、車速等汽車運(yùn)行參數(shù)，改變液壓系統(tǒng)助力油壓的大小，從而實(shí)現(xiàn)在不同車速下，助力特性的改變。1=55%*1210*=輪胎氣壓，取 aMP則 GMW31??= N 則 pi=*190/90= 動(dòng)力缸的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)轉(zhuǎn)向橫拉桿與車輪之間的垂直距離 L= 計(jì)算得：F= LMw=式中：F 為轉(zhuǎn)向橫拉桿上的理論推力。 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)具體零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，期中齒輪的設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)參數(shù)的確定，通過(guò)對(duì)齒面接觸應(yīng)力、齒根彎曲應(yīng)力的計(jì)算來(lái)校核其強(qiáng)度，從而確定具體尺寸。接著定義對(duì)話框中的軌跡，軌跡為半徑為 380mm 的圓，如圖 32，圖 33；截面為 35mm的圓，都完成之后，點(diǎn)擊確定。(3)在打開的【新文件選項(xiàng)】對(duì)話框中單擊選取“mmns_part_solid”選項(xiàng)，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入零件環(huán)境。(4)依次執(zhí)行【工具】|【關(guān)系】菜單命令，打開【關(guān)系】對(duì)話框。接著以點(diǎn) PNT0 和軸 A_1 創(chuàng)建面 DTM1。選擇 Top 面，創(chuàng)建一個(gè)直徑 38mm 的圓，點(diǎn)擊 。缸體作為其它零件的基準(zhǔn)，其它零件添加時(shí)，都以缸體作為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)定各自的位置。ADAMS 一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。命名模型名稱為 yu，再點(diǎn)擊 OK，轉(zhuǎn)向器的裝配圖即導(dǎo)入了ADAMS，進(jìn)入后，點(diǎn)擊【View】下的【Refresh】 ，轉(zhuǎn)向器的模型即可顯現(xiàn)，見(jiàn)下圖：圖 41 文件導(dǎo)入對(duì)話框圖 42 整體效果圖（4）通過(guò)點(diǎn)擊工具箱中 按鈕，將其變?yōu)閷?shí)體輪廓，然后通過(guò) 按鈕（或左鍵+R）旋轉(zhuǎn)，右擊整體圖中不同的 Part 分別進(jìn)行拼音重命名，這樣便于約束定義。選擇 2 Bod1 Loc 及 Pick Featur，然后選擇小齒輪和轉(zhuǎn)向器缸體。（11）在轉(zhuǎn)向節(jié)和轉(zhuǎn)向橫拉桿之間建立轉(zhuǎn)動(dòng)副 13，選擇 2 Bod1 Loc 及 Pick Feature，選擇實(shí)體，先選擇球頭副套，在選擇橫拉桿，中心選擇球頭副套中心，方向選擇軸方向，則球副 13 完成。在最短的時(shí)間內(nèi)回憶了以前學(xué)過(guò)的相關(guān)課程，同時(shí)不斷增加了新的知識(shí)和方法。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 致謝轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)四年已經(jīng)過(guò)去，畢業(yè)在即。汽車轉(zhuǎn)向器總體設(shè)計(jì)遵循需求分析，概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)這一程序，從結(jié)構(gòu)布局，再到具體零件尺寸的設(shè)計(jì)都依照前一階段的流程模型和機(jī)械設(shè)計(jì)準(zhǔn)