【導(dǎo)讀】一個(gè)重要總成，是影響汽車操縱穩(wěn)定性和行駛安全性的關(guān)鍵系統(tǒng)之一。盤(pán)上的手力N等。其次進(jìn)行了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)型式選擇及其設(shè)。度的校核，結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。最后設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。到車輛上時(shí)具有良好的轉(zhuǎn)向性能。

　　

【正文】 )d0。 則 {d1 ( ) mmd mmD1 ( ) mmD mm D ，符合要求。 圖 34 循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的橢圓滾道截面 滾道截面有四點(diǎn)接觸式、兩點(diǎn)接觸式和橢圓滾道截面（見(jiàn)圖 34）等。四點(diǎn)接觸式滾道截面由四段圓弧組成，螺桿和螺母的滾道截面各為兩段圓弧。四點(diǎn)接觸式滾道截面可獲得最小的軸向間隙，以避免軸向定位的不穩(wěn)定，受載后基本上可消除軸向位移，但滾道與鋼球間仍應(yīng)有間隙以貯存磨屑、減小磨損。雖然其制造工藝較復(fù)雜，但仍得到廣泛應(yīng)用。兩點(diǎn)接觸式滾道截面由兩段圓弧組成，其螺桿和螺母滾道均為單圓弧，形狀簡(jiǎn)單。當(dāng)螺桿受有軸向載荷時(shí)，螺桿與螺母間產(chǎn)生軸向相對(duì)位移使軸向定位不穩(wěn)定，增加了轉(zhuǎn)向盤(pán)的自由行程，這對(duì)裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向系特別不利，因?yàn)樗档土朔峙溟y的靈敏度，從而影響轉(zhuǎn)向性能。橢圓滾道的螺桿部分 為橢圓截面、螺母部分為圓弧截面（圖 34）。鋼球以三點(diǎn)（見(jiàn)圖 34 中的 A， B， C）與滾道接觸，被精確地定位于滾道中心，軸向定位精確，但加工較復(fù)雜。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 螺桿滾道應(yīng)倒角以避免尖角劃傷鋼球。 接觸角 θ是指鋼球與螺桿滾道接觸點(diǎn)的正壓力方向與螺桿滾道法面軸線間的夾角。增大 θ將使徑向力增大而軸向力減小；反之則相反。通常 θ多取 45176。，以使徑向力與軸向力的分配均勻。 螺距 t和螺旋線導(dǎo)程角 α0：前者影響轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比；后者影響傳動(dòng)效率。選擇時(shí)應(yīng)滿足角傳動(dòng)比的要求和保證有較高的正效率，而反行程時(shí)不發(fā)生自鎖現(xiàn)象。 工作鋼球的總?cè)?數(shù) ：決定于接觸強(qiáng)度?？?cè)?shù)增多鋼球亦增多，則可降低接觸應(yīng)力、提高承載能力。一般有 、 3 和 5 圈的，當(dāng) 時(shí)則應(yīng)采用兩個(gè)獨(dú)立的環(huán)路 [7]。 螺桿和螺母一般采用 CrM T 、 CrM M 、 CrN 鋼制造，表面滲碳，滲碳層深度為 ，重型汽車和前軸負(fù)荷大的汽車的轉(zhuǎn)向器，滲碳層深度可達(dá) 1,45mm。淬火后表面硬度為 HRC58 64。 螺桿 鋼球 螺母?jìng)鲃?dòng)副的高可靠性、長(zhǎng)壽命、小的摩擦損失以及達(dá)到實(shí)際上的無(wú)隙配合（螺桿的軸向間隙不應(yīng)大于 ），是通過(guò)對(duì)滾道的高精度加工，使?jié)L道表面具有高光潔度，采用標(biāo)準(zhǔn)的高精度的鋼球（可用二、三級(jí)精度的），并對(duì)螺桿、鋼球及螺母的尺寸進(jìn)行選配來(lái)達(dá)到的。 167。 齒條 齒扇傳動(dòng)副 齒條 齒扇傳動(dòng)副如圖 31 的 4 所示。齒扇通常有 5 個(gè)齒，它與搖臂軸為一體。齒扇的齒厚沿齒長(zhǎng)方向是變化的，這樣即可通過(guò)軸向移動(dòng)搖臂軸來(lái)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(shí)使兩端齒卡住，則應(yīng)增大兩端齒嚙合時(shí)的齒側(cè)間隙。這種必要的齒側(cè)間隙的改變可通過(guò)使齒扇各齒具有不同的齒厚來(lái)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(guò)程中使毛坯繞工藝中心O1轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 45 所示， O1相對(duì)于搖臂軸的中心 O有距離為 的偏心。這樣加工的齒扇在與齒條的嚙合中 由中 間齒轉(zhuǎn)向兩端的齒時(shí)，齒側(cè)間隙 也逐漸加大， 可表達(dá)為 rta α ta α[rw β √ 2 2β rw2 2] （ 39） 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 圖 35 為獲得變化的齒側(cè)間隙齒扇的加工原理和計(jì)算簡(jiǎn)圖 式中 r——徑向間隙； α——嚙合角； rw——齒扇的分度圓半徑； β——搖臂軸的轉(zhuǎn)角。 當(dāng) α， rw確定后，根據(jù)上式可繪制如圖 36 所示的線圖，用于選擇適當(dāng)?shù)?值，以便使齒條、齒扇傳動(dòng)副兩端齒嚙合時(shí)，齒側(cè)間隙 能夠適應(yīng)消除中間齒最大磨損量所形成的間隙的需要。 圖 36 用于選擇偏心 的線圖 1 5相應(yīng)于 ， ， ， ， mm 齒條、齒扇傳動(dòng)副各對(duì)嚙合齒齒側(cè)間隙 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(lái)實(shí)現(xiàn)。一般是將齒條（一般有 4 個(gè)齒）兩側(cè)的齒槽寬制成比中間齒槽大 即可 [10]。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 齒扇的齒厚沿齒寬方向變化，故稱為變厚齒扇。其齒形外觀與普通的直齒圓錐齒輪相似。用滾刀加工變厚齒扇的切齒進(jìn)給運(yùn)動(dòng)如圖 37 所示。滾刀 圖 37 用滾刀加工變厚齒扇的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 相對(duì)工件作垂向進(jìn)給的同時(shí)，還以一定的比例作徑向進(jìn)給，兩者合成為斜向進(jìn)給。這樣即可得到變厚齒扇。變厚齒扇的齒頂及齒根的輪廓面為圓錐面，其分度圓上的齒厚是成比例變化的，形成變厚齒扇，如圖 38 所示。在該圖中若 00 截面原始齒形的變位系數(shù) ，則位于其兩側(cè)的截面 Ⅰ Ⅰ 和 Ⅱ Ⅱ分別具有 和 ，即截面 Ⅰ Ⅰ 的齒輪為正變位齒輪，而截面 Ⅱ Ⅱ 的齒輪為負(fù)變位齒輪。即變厚齒扇在其整個(gè)齒寬方向上是由無(wú)窮多的原始齒形變位系數(shù)逐漸變化的圓柱齒輪所形成。因?yàn)樵谂c 00 平行的不同截面中，其模數(shù) m不變、齒數(shù)亦同，故其分度圓及基圓亦不變，即為分度圓柱和基圓柱。其不同截面位置上的漸開(kāi)線齒形，均為在同一基圓柱上展開(kāi)的漸開(kāi)線，僅僅是其輪齒的漸開(kāi)線齒形離基圓的位置不同而已，故應(yīng)將其歸入圓柱齒輪范疇，而不應(yīng)歸于直齒圓錐齒輪范圍，雖然它們從外觀上更相似，因?yàn)橹饼X圓錐齒輪輪齒的漸開(kāi)線齒形的形成基準(zhǔn)是基錐 。 變厚齒扇齒形參數(shù)的計(jì)算 : 通常取齒扇寬度的中間位置作基準(zhǔn)截面，如圖 39 所示的截面 AA。由該截面至大端（截面 BB）時(shí)，各截面處的變位系數(shù) 均取正，向小端（截面CC）時(shí)，變位系數(shù) 由正變?yōu)榱悖ń孛?00）再變 為負(fù)值。設(shè)截面 00 至截面AA 的距離為 a0，則 a0 t （ 310） 式中 ——在截面 AA 處的原始齒形變位系數(shù)； 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 圖 38 變厚齒扇的截面 m——模數(shù)； ——切削角 ， （見(jiàn)圖 39） 。 由式（ 310）可知：當(dāng)齒扇的模數(shù) m及切削角 選定后，各截面處的變位系數(shù) 取決于該截面與基準(zhǔn)截面間的距離 a（見(jiàn)圖 39）。 圖 39 變厚齒扇的齒形計(jì)算用圖 變厚齒扇基準(zhǔn)截面（截面 AA）處的齒形計(jì)算可按表 32 進(jìn)行，計(jì)算前應(yīng)將先選定的參數(shù)也列在該表中。其中齒扇模數(shù) m是根據(jù)前橋負(fù)荷及汽車的車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 29 裝載質(zhì)量的不同參考表 31 選?。环ㄏ驂毫?α0一般為 20176。 30 ；切削角 常見(jiàn)的有 6176。3039。和 7176。3039。兩種；齒頂高系數(shù) 1一般取 或 ；整圓齒數(shù) 一般在12 18 范圍內(nèi)選取；齒扇寬度 一般在 22 28mm, 范圍內(nèi)選取 [12]。 表 31 各類汽車循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的齒扇模數(shù) 各類汽車循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的齒扇模數(shù) 齒扇模數(shù) m/mm 轎 車 排量 /m? 550 1000 1800 1600 2021 2021 2021 前橋負(fù)荷 /kN 11 大客車和貨 車 前橋負(fù)荷 /kN 24 17 37 23 44 最大 載質(zhì)量 /kg 350 1000 2500 2700 4000 6000 8000 表 32 變厚齒扇基準(zhǔn)截面（ AA）處的齒形參數(shù)選擇與計(jì)算 mm 參數(shù)名稱 參數(shù)的選擇與計(jì)算 參數(shù)名稱 參數(shù)的選擇與計(jì)算 整圓齒數(shù) ?? 通常在 12 18 范圍內(nèi)選取 齒頂高 ???? ???? ?????? 模數(shù) ?? ??參考表 41選取 齒根高 ???? ???? ?????? 法向壓力角 ???? 20176。 30176。 齒全高 ?? ?? ???? ???? (???? ????) ?? 切削角 ?? 常用 6176。3039。和 7176。3039。 徑向間隙 ?? ?? ???? ???? (???? ????)?? 齒扇寬度 ?? 通常取 22 38 齒頂圓直徑 ?? ?? (?? ?????? ??????)?? 齒頂高系數(shù) ???? 或 分度圓弧齒厚 ?? ?? (???? ????????????????)?? 齒根高系數(shù) ???? ???? 齒頂圓壓力角 ???? ???? ??????。??(??????????????) 變位系數(shù) ???? ???? 齒頂圓弧齒厚 ???? ???? ??*???? (?????????? ??????????)+ 分度圓直徑 ?? ?? ???? 說(shuō)明：基準(zhǔn)截面見(jiàn)圖 39 的截面 AA，為齒扇寬度的中間位置處的截面。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 最大變位系數(shù)截面即截面 BB（見(jiàn)圖 39），應(yīng)對(duì)該截面的齒形作齒頂變尖的核算，如表 33 所示。 表 34 給出了循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的一些參數(shù)，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。 表 33 最大變位系數(shù)截面（截面 BB）齒頂變尖核算 mm 參數(shù)名稱 參數(shù)的選擇與計(jì)算 該截面相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)截面的變位系數(shù) ???? ???? 最大變位系數(shù) ???????? ???????? ???? ???? ???? ?????????????? 截面 BB 處的齒頂圓直徑 ???? ???? (?? ?????? ??????????)?? 截面 BB 處的齒頂圓壓力角 ???? ???? ??????。??( ????????????????) 截面 BB 處的分度圓弧齒厚 ???? ???? (???? ????????????????????)?? 截面 BB 處的齒頂圓弧齒厚 ?????? ?????? ????*?????? (?????????? ??????????)+ 說(shuō)明：一般容許的齒頂圓弧齒厚的最小值為： ( )m 當(dāng) m 時(shí) ( )m 當(dāng) m 時(shí) ( )m 當(dāng) m 時(shí) 表 34 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的一些結(jié)構(gòu)參數(shù) mm 模數(shù)?? 螺桿 外徑 螺紋升程 螺母 長(zhǎng)度 鋼球直徑 齒扇 壓力角 齒扇 切削角 搖臂 軸外徑 20 ?? ??????(??′′????) 40 ?? ??????(??′′????) 22176。3039。 6176。3039。 7176。3039。 22 23 ?? ??????(????′′???? ) 45 ?? ??????(??′′????) 22176。3039。 6176。3039。 7176。3039。 26 25 ?? ??????(??′′?? ) 48 ?? ??????(??′′?? ) 22176。3039。 6176。3039。 7176。3039。 29 29 ???? ??????(????′′???? ) 62 ?? ??????(??′′????) 27176。 6176。3039。 7176。3039。 35 34 ???? ??????(????′′???? ) 72 ?? ??????(??′′????) 27176。 6176。3039。 7176。3039。 38 38 ???? ??????(????′′???? ) 82 ?? ??????(??′′????) 27176。 6176。3039。 7176。3039。 42 根據(jù) 表 3表 34，選取轉(zhuǎn)向器主要參數(shù)，列于表 35， 變厚齒扇基準(zhǔn)截面（ AA）處的齒形參數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 36，最大變位系數(shù)截面（截面 BB）齒頂變尖核算結(jié)果見(jiàn)表 37。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 表 35 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要參數(shù) 參數(shù)名稱 參數(shù)值 參數(shù)名稱 參數(shù)值 齒扇模數(shù) 鋼球中心距 25mm 搖臂軸直徑 30mm 鋼球直徑 螺距 工作圈數(shù) 螺母長(zhǎng)度 50mm 環(huán)流行數(shù) 2 齒扇齒數(shù) 5 齒扇整圓齒數(shù) 13 齒扇壓力角 22176。3039。 齒扇切削角 6176。3039。 齒扇寬 25mm 表 36 變厚齒扇基準(zhǔn)截面（ AA）處的齒形參數(shù)計(jì)算結(jié)果 mm 參數(shù)名稱 參數(shù)的選擇與計(jì)算 參數(shù)名稱 參數(shù)的選擇與計(jì)算 整圓齒數(shù) ?? 13 齒頂高 ???? 4 模數(shù) ?? 齒根高 ???? 5 法向壓力角 ???? 22176。3039。 齒全高 ?? 9 切削角 ?? 6176。3039。 徑向間隙 ?? 1 齒扇寬度 ?? 25 齒頂圓直徑 ?? 齒頂高系數(shù) ???? 分度圓弧齒厚 ?? 齒根高系數(shù) ???? 齒頂圓壓力角 ???? 38176。1139。 變位系數(shù) ???? 齒頂圓弧齒厚 ???? 分度圓直徑 ?? 52 表 37 最大變位系數(shù)截面（截面 BB）齒頂變尖核算結(jié)果