【正文】 臂軸來調(diào)節(jié)齒扇與齒條的嚙合間隙。由于轉(zhuǎn)向器經(jīng)常處于中間位置工作，因此齒扇與齒條的中間齒磨損最厲害。為了消除中間齒磨損后產(chǎn)生的間隙而又不致在轉(zhuǎn)彎時使兩端齒卡住，則應(yīng)增大兩端齒嚙合時的齒側(cè)間隙。這種必要的齒側(cè)間隙的改 變可通過使齒扇各齒具有不同的齒厚來達(dá)到。即齒扇由中間齒向兩端齒的齒厚是逐漸減小的。為此可在齒扇的切齒過程中使毛坯繞工藝中心 1O 轉(zhuǎn)動，如圖 28所示， 1O 相對于搖臂軸的中心 O 有距離為 n的偏心。這樣加工的齒扇在齒條的嚙合中由中間齒轉(zhuǎn)向兩端的齒時 ， 齒側(cè)間隙 s? 也逐漸加大，s? 可表達(dá)為 ]c osc os[tan2tan2 2222 nrnnrrs ww ???????? ???? （ 216） 式中 r? —— 徑向間隙； ? —— 嚙合角； wr —— 齒扇的分度圓半徑； ? —— 搖臂軸的轉(zhuǎn)角。 17 圖 28 為獲得變化的齒側(cè)間隙齒扇的加工原理和計算簡圖 圖 29 用于選擇偏心 n的線圖 當(dāng) ? ， wr 確定后，根據(jù)上式可繪制如圖 212所示的線圖，用于選擇適當(dāng)?shù)?n 值，以便使齒條、齒扇傳動副兩端齒嚙合時，齒側(cè)間隙 s? 能夠適應(yīng)消除中間齒最大磨損量所形成的間隙的需要。 齒條、齒扇傳動副各對嚙合齒齒側(cè)間隙 s? 的改變也可以用改變齒條各齒槽寬而不改變齒扇各輪齒齒厚的辦法來實現(xiàn) ??10 。一般是將齒條 (一般有 4個齒 )兩側(cè)的齒槽 寬制成比中間齒槽大 ～ 即可。本次設(shè)計采用直齒齒輪。 轉(zhuǎn)向器的計算和校核 為了進行強度計算，首先要確定其計算載荷 ??11 。式 (213)曾給出了汽車在粗糙的硬路面 18 上作原地轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向阻力矩，利用它可求得轉(zhuǎn)向搖臂上的力矩和在轉(zhuǎn)向盤上的切向力，它們均可作為轉(zhuǎn)向系的最大計算載荷。但對前軸 負(fù)荷 大的重型載貨汽車，用關(guān)系式計算出來的力，往往會超過司機在體力上的 所能施展的力量 。這時在計算轉(zhuǎn)向器的零件 具體參數(shù)時，可 取司機作用在轉(zhuǎn)向盤輪緣上的最大瞬時力。確定計算載荷后，即可計算轉(zhuǎn)向系零件的強度。 汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩（ N﹒ m）即 pGfMR313? （ 217） f 取 ； 1G 為前軸負(fù)荷（ N）； p 輪胎氣壓（ MPa）。由查得的資料 可知道 BJ2020前軸負(fù)荷 757Kg,因此 NG ??? ； Mpap ? )( 6 3 ???RM 確定計算載荷后，即可計算轉(zhuǎn)向系零件的強度。 轉(zhuǎn)向系力傳動比 ： aDii swp 20?? （ 218） 0?i 為轉(zhuǎn)向系角傳動比 ?? ?? ii ； SWD 為轉(zhuǎn)向盤直徑取 435mm； a 為主 銷偏移距通常 a 的值在 ～ 倍輪胎的胎面寬度尺寸范圍內(nèi)選取。 取 ???a mm， 所以 ?? ??pi 輪胎與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力 WF 和作用在轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向阻力 RM 有如下關(guān)系 NaMF RW 3m a x ???? ? 再根據(jù)hWp FFi 2? 可求出作用在方向盤上的手力 NiFF pWh ???? （ 1） 齒的彎曲應(yīng)力 w? 齒扇齒的彎曲應(yīng)力為26BsFhw ??，許用彎曲應(yīng)力為 ? ? MPaw 540?? 式中， F 為作用在齒扇上的圓周力； h 為齒扇的齒高； B 為齒扇的齒寬； s 為基圓齒厚。 齒扇嚙合半徑 mmmzr ???? ；mmmhhh ca 1 2 )2( ????? ； mmms ?? ； B取 mm27 NrMF R 3m a x ???? ? MP aMP aBsFhw 22 ??? ????? 19 轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑的確定 轉(zhuǎn)向搖臂軸的直徑可根據(jù)轉(zhuǎn)向阻力矩 RM 及材料的扭轉(zhuǎn)強度極限 0? 由下式確定： 3 ??? RkMd （ 221） 式中 ， k —— 安全系數(shù)，根據(jù)使用條件可取 ～ ，取 k 為 ； RM —— 轉(zhuǎn)向阻力矩 ， mNM R ?? ； 0? —— 扭轉(zhuǎn)強度極限 ， MPa2022 ?? ； mmmkMd R 3 630???????? ? 轉(zhuǎn)向搖臂 軸一般采用 20CrMnTi、 22CrMnMo 或 20CrNi 3A鋼制造，表面滲碳，滲碳層深為～ ，重型汽車和前軸負(fù)荷大的汽車，則為 ～ 。淬火后表面硬度為 58—63HRC。 轉(zhuǎn)向器殼體采用球墨鑄鐵 QT400— 18 或可鍛鑄鐵 KTH350— 10， KTH370— 12 制造 ??12 。 20 3 二維工程圖 二維工程圖 零件圖的繪制 圖 37 齒扇 圖 37為測量完齒扇軸的相關(guān)數(shù)據(jù)后繪制齒扇 的零件圖 [12]。 圖 38 螺桿 圖 38 為測量轉(zhuǎn)向螺桿的數(shù)據(jù)后繪制螺桿的零件圖。 21 圖 39 螺母主視圖 圖 39為根據(jù)外形及參考數(shù)據(jù)繪制螺母的零件主視圖。 圖 310 螺母左視圖 圖 310為根據(jù)外形及參考數(shù)據(jù)繪制螺母的零件左視圖。 22 總裝圖的繪制 圖 311總裝配圖主視圖 圖 311為最后將所有零件圖進行組裝，畫出的總裝圖主視圖。 圖 312 總裝配圖左視圖 圖 312為最后將所有零件圖進行組裝，畫出的總裝圖左視圖。 23 4 結(jié)論 根據(jù)一些指定的參數(shù)結(jié)合 《汽車設(shè)計》和其他相關(guān)書籍中關(guān)于轉(zhuǎn)向器的理論知識來 設(shè)計此轉(zhuǎn)向器的其他相關(guān)參數(shù) ， 使設(shè)計出的轉(zhuǎn)向器符合其基本的功能 ， 齒輪齒扇的尺寸基本能滿足一般輕型越野車的需求。 在 現(xiàn)代越野車設(shè)計中，選擇變齒用于 齒條齒扇傳動副上 是其前沿發(fā)展趨勢 ， 本論文中只是 采用直齒齒輪 完成了初步的設(shè)計，因而其實物在 傳動時 將 造成相關(guān)零件 的 磨損。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器效率高、操縱輕便；有一條平滑的操縱力特性曲線；布置方便，特別對大中型車輛易于和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)配合使用；易于傳遞駕駛員操縱信號，逆效率高、回位好，與液壓助力裝置的動作配合得好；可以實現(xiàn)變速比，滿 足了操縱輕便性的要求。中間位置轉(zhuǎn)向力小、且經(jīng)常使用，轉(zhuǎn)向靈敏，減小轉(zhuǎn)向力。 根據(jù)現(xiàn)行的汽車參數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和參照相似類型車輛的技術(shù)狀況， 本論文借用 BJ2020 汽車相關(guān)參數(shù)完成了初步的設(shè)計， 達(dá)到 了 設(shè)計 初衷 。 應(yīng)用三維制圖軟件繪制的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的模型圖， 應(yīng)用 AUTO CAD 工程制圖軟件繪制 了 詳細(xì)和準(zhǔn)確的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器圖形； 分析 計算并 選取了循環(huán)球轉(zhuǎn)向器設(shè)計過程中所需要的主要參數(shù)，最終完成了自己的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計。 通過此次的輕型越野車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計，初步掌握了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計的原則，同時 鍛煉了自己綜合解決問題 的能力。 24 參考文獻 [1] 余志生主編 .汽車?yán)碚?[M].機械工業(yè)出版社 .2022： 2327． [2] 陳家瑞主編 .汽車構(gòu)造 [M]（下冊） .人民交通出版社 .2022： 5354． [3] 王望予主編 .汽車設(shè)計 [M].機械工業(yè)出版社 .2022： 7578． [4] 中國汽車技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)化研究所 .汽車標(biāo)準(zhǔn)匯編 [S].中國汽車技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn) 化研究所 .2022. [5] 濮良貴 、 紀(jì)名剛 主編 .機械設(shè)計 [M].高等教育出版社 .2022： 5759． [6] 孫桓 、陳作模主編 .機械原理 [M].高等教育出版 社 .2022： 3537． [7] 陳啟新 .循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器螺桿 螺母總成裝配方法的選擇 .汽車工藝與材料 [J].2022. 29(03A)： 1921． [8] 朱福培 、 張楓念 .循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計中的一些問題探討 .汽車研究與開發(fā) [J].2022. 14(06A)： 6768． [9] 鐘天飛 .循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器導(dǎo)球特性 .汽車工程 [J].(01A)： 4547． [10] 王玉梅 、 劉亞梅 、 王立威 、 岳靜 .微型汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器齒扇設(shè)計參數(shù)分析 .長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報 [D](自然科學(xué)版 ).2022年 02 期 . [11] 林世裕 .循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的強度計算 .拖拉機與農(nóng)用運輸車 [J]. 2022. 34(04A)： 5658． [12] 曾東建主編 .汽車制造工藝學(xué) [M].機 械工業(yè)出版社 .2022： 98100． [13] 王望予主編 .汽車設(shè)計 [M].機械工業(yè)出版社 .2022： 5658． [14] 孫桓 、陳作模主編 .機械原理 [M].高等教育出版社 .2022： 4243． [15] 朱福培 、 張楓念 .循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計中的一些問題探討 .汽車研究與開發(fā) [J].2022. 14(06A)： 4552．