【正文】 n 0?? nl RFN h （ 15） hF —— 轉(zhuǎn)向盤圓周力； ， )tan(tan 0 0 ?? ?? ??? ；=600N； D 為鋼球中心距， 35mm； R —— 轉(zhuǎn)向盤輪緣半徑； 取 R=210mm； 0? —— 螺桿螺線導(dǎo)程角； ??60? ； ? —— 鋼球與滾道間的接觸角； ??45? ； n —— 參與工作的鋼球數(shù)； 39?n ； l ―― 鋼球接觸點(diǎn)至螺桿中心線之距離 ， 四川大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)循環(huán)球式 汽車 方向機(jī)總體設(shè)計(jì)及 三維裝配 設(shè)計(jì) 32 l ??? 代入數(shù)據(jù)求得 j? =21500N＜ max? 齒 的彎曲應(yīng)力 齒扇通常用 20CrMnTi 鋼制造，需用彎曲應(yīng)力 Wmax? =540MPa。 齒扇的彎曲應(yīng)力可由下式算得： 2W BSPh6??（ 16） 式中： P—— 設(shè)計(jì)載荷， 17150N h—— 齒扇的齒高， 6mm B—— 齒扇的齒寬， 30mm S—— 齒扇的齒厚， 帶入數(shù)據(jù)得 W? = Wmax? 轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑的確定 轉(zhuǎn)向搖臂軸的直徑可由下式 計(jì)算 ： 30 ?? （ 17） 式中： k—— 安全系數(shù)，一般 取 ～ ，這里取 3； Mr —— 轉(zhuǎn)向阻力距，已知 610? N178。 mm； 0? —— 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限， 20CrMnTi 鋼為 300MPa=300N/mm2。 帶入數(shù)據(jù)得： D=36mm，而我們選取的轉(zhuǎn)向搖臂軸的直徑為 38mm 大于這個(gè)最小值，故而復(fù)合要求。 本章小結(jié) 本章對(duì)鋼珠與滾道的接觸應(yīng)力，齒的 彎曲應(yīng)力和搖臂軸直徑的校核。 四川大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)循環(huán)球式 汽車 方向機(jī)總體設(shè)計(jì)及 三維裝配 設(shè)計(jì) 33 第 五 章 轉(zhuǎn)向器的 PRO/E三維 裝配 設(shè)計(jì) PRO/E 軟件的介紹 PRO/E 軟件全稱為 Pro/Engineer，該 軟件 是美國參數(shù)技術(shù)公司（ PTC)旗下的CAD/CAM/CAE 一體化的三維軟件。 Pro/Engineer 軟件以參數(shù)化著稱， 在世界上 是參數(shù)化技術(shù)的應(yīng)用 最早 的一個(gè)軟件 ， PRO/E 在目前的 三維造型 軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。 Pro/E作為當(dāng)今世界 機(jī)械 CAD/CAE/CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE 軟件之一，特 別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置 ，另外其他相似的軟件還有 SoliDworks、 UG、 Catia 等等 。 Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、 裝配設(shè)計(jì) 、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。 其主要特性 有： 參 數(shù)化設(shè)計(jì) 、基于 特征建模 、 單一 數(shù)據(jù)庫 （全相關(guān)） 等。 轉(zhuǎn)向器主要零件的三維設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向螺桿的三維設(shè)計(jì) 如下圖 5圖 52所示，螺桿分為三段，左端這一段是閥套，閥套長 ，外徑為 48mm，內(nèi)徑為 24mm，閥槽長 ，寬 5mm， 閥槽上間隔著開了 3 個(gè)直徑為 4mm 的油孔 閥套內(nèi)孔的右端做臺(tái)肩以便閥芯能夠更好的定位防止軸向竄動(dòng)。中間這一段是螺桿部分，螺距為 12mm，鋼球中心距 35mm，螺桿外徑 34mm，導(dǎo)程角為 6176。，旋向?yàn)樽笮?。右端為螺母和螺桿的直接接觸部分，外徑 35mm 螺桿中心孔直徑為 12mm，最右端的內(nèi)孔直徑為10mm，徑向開有直徑 4mm的銷孔 。 形位公差及精度如下： 閥套內(nèi)孔與主軸同軸度為 ，螺桿 直徑 34mm 的 外圓部分并不與螺母直徑接觸 ， 加工精度達(dá)到 即可 ，滾道的表面要精加工，粗糙度達(dá) 。右端直徑 35mm 的外圓 部分與中心軸同軸度 ，表面粗糙度要達(dá)到 ，內(nèi)孔與中心軸同軸度達(dá)到 ，內(nèi)表面粗糙度 ，最右端直徑為 4mm 的銷孔精度 ，其余的各個(gè)面精度均為 。 圖 51 螺桿三維圖 四川大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)循環(huán)球式 汽車 方向機(jī)總體設(shè)計(jì)及 三維裝配 設(shè)計(jì) 34 圖 52 螺桿二維圖 螺母的三維設(shè)計(jì) 圖 53 螺母三維圖 四川大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)循環(huán)球式 汽車 方向機(jī)總體設(shè)計(jì)及 三維裝配 設(shè)計(jì) 35 圖 54 螺母二維圖 如上圖所示，螺母總長 118mm，外徑 100mm，螺母上開有 2 個(gè)裝導(dǎo)管的直徑為 10mm 的孔，以及兩個(gè)公稱直徑為 M5 的螺紋孔，齒條部分齒 全高 。螺母與油缸接觸的外圓部分粗糙度為 ，內(nèi)孔和外圓與軸心線同軸度為 ，內(nèi)孔滾道粗糙度為 ，螺母與螺桿直接接觸的部分表面粗糙度 。 齒扇軸的三維設(shè)計(jì) 圖 55 齒扇軸三維圖 圖 56 齒扇軸二維圖 如圖，根據(jù)前面計(jì)算的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)齒扇軸，總長為 210mm，齒扇寬 30mm，齒扇基圓半徑為 30mm。 閥芯的三維設(shè)計(jì) 圖 57 閥芯的三維圖 四川大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)循環(huán)球式 汽車 方向機(jī)總體設(shè)計(jì)及 三維裝配 設(shè)計(jì) 36 圖 58 閥芯的二維圖 閥芯總長 217mm，閥芯槽寬 ，長 ，閥芯上間 隔開有 3個(gè)油孔，外表面和閥套相配合部分表面粗糙度 ，內(nèi)孔和外表面與軸心線的同軸度為 。 各零件的總裝配三維圖 圖 59 殼體的三維圖 三維圖轉(zhuǎn)二維圖 總的二維裝配圖如下： 圖 510 二維裝配圖 本章小結(jié) 本章主要介紹了螺桿螺母、齒扇軸、閥芯的三維設(shè)計(jì)，以及三維裝配圖導(dǎo)出成二維圖。 四川大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)循環(huán)球式 汽車 方向機(jī)總體設(shè)計(jì)及 三維裝配 設(shè)計(jì) 37 第六章 課程總結(jié)與展望 課程的總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)起來大概有四個(gè)階段： 所選課題的認(rèn)識(shí)、理解與資料搜集 在這一階段，主要是 在趙老師的指 導(dǎo)下系統(tǒng)性、概念性的理解設(shè)計(jì)題目，并且自己通過四川大學(xué)圖書館、 SCI 數(shù)據(jù)庫、百度文庫等來搜集、整理資料。 回顧之前所作設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、方法、要求等，并引以為參考；了解設(shè)計(jì)課題的概念、重要性、設(shè)計(jì)方法、發(fā)展?fàn)顟B(tài)及發(fā)展趨勢(shì)。 相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)及研究 通過前一階段的對(duì)大量文獻(xiàn)的閱讀 ，結(jié)合設(shè)計(jì)題目的要求， 更深入地 學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向器相關(guān)的原理和結(jié)構(gòu)，并深入學(xué)習(xí)其 設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟、關(guān)鍵技術(shù)等 。還學(xué)習(xí)了 相關(guān) 軟件 技術(shù)（ PRO/E 軟件以及 CAD 軟件）。 總體設(shè)計(jì) 先分析轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)需求，然后對(duì)其原理進(jìn)行分析， 接著對(duì)轉(zhuǎn)向器進(jìn)行概要設(shè)計(jì)（抽象），最后是詳細(xì)的設(shè)計(jì)（具體）。不管從結(jié)構(gòu)選型還是具體零件的設(shè)計(jì)，都要遵循以上的設(shè)計(jì)流程。在完成所有零件的設(shè)計(jì)后，對(duì)零件進(jìn)行三維建模。 對(duì)轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化 在設(shè)計(jì)過程中，難免會(huì)有出錯(cuò)或者是不完善的地方，比如說零件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠，零件裝配不上等問題，這就需要我們?cè)谧詈笕S設(shè)計(jì)及其二維圖繪制時(shí)進(jìn)行修改和優(yōu)化。 展望 汽車工業(yè)的發(fā)展越來越快，人們對(duì)汽車的性能要求也越來越高，其中對(duì)轉(zhuǎn)向技術(shù)的要求更為嚴(yán)格，因此汽車的轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展極為迅速，電動(dòng)助力的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正在占領(lǐng)國際市場(chǎng)，而線控轉(zhuǎn)向技術(shù)也將越來越成熟。但是液壓助力的存在仍然占領(lǐng)著一定的地位，尤其是循環(huán)球式液壓助力轉(zhuǎn)向器。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器固然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是挑剔的人類對(duì)它的要求總會(huì)隨時(shí)代的變遷而慢慢變高，因此，在未來，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器將會(huì)有一個(gè)大的躍進(jìn)！ 四川大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)循環(huán)球式 汽車 方向機(jī)總體設(shè)計(jì)及 三維裝配 設(shè)計(jì) 38 參考文獻(xiàn) [1] 陳家瑞 .汽車構(gòu)造（下冊(cè)） .人民交通出版社第五版 .吉林大學(xué)汽車工程系， 2021： 267 [2] 劉惟信 .汽車 設(shè)計(jì) .清華大學(xué)出版社 .2021 [3] 王若平 .蔣軍 .高翔 .汽車轉(zhuǎn)閥式液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向器性能分析與試驗(yàn) .農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) , 第37 卷第 11 期 .2021 年 11 月 . 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