【正文】 inch accuracy and smoothness, antiworm or worminch accuracy, smoothness and surface hardness and magic → for testing。39。 。 ，以及借助前人的研究成果尋求解決問題的思維方法，對新信息和新知識及時做筆記。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我在各個方面都有了很大的提高，具體地表現(xiàn)在以下幾個方面： ，找到了各種學(xué)科之間的交叉點(diǎn)，同時構(gòu)成了一個知識網(wǎng)絡(luò)，形成了一個整體的知識體系，進(jìn)一步完善了自己的知識結(jié)構(gòu)。 （ 6－ 9） 表 62 系數(shù) K與 BA 的關(guān)系 BA K BA K 學(xué)士學(xué)位論文 32 鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力 ? ? =K 322253 222)()()()2()2(3????????rRrREF =? [? ]； （ 6－ 10） 上述三式中， R1 為螺桿外半徑； R2為滾道截面半徑； r為鋼球半徑； E為材料彈性模量，等于 210? 2mmN 。 （ 6－ 6） 鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力校核 螺桿受力 作用在螺桿上的軸向力 F2 477225MF 2 1 4 6 8 3 . 8 565d 22? ??（ 6－ 7） 上式中 d 為變厚齒扇的分度圓直徑； 鋼球與螺桿之間的正壓力 F3 F3=。 在此條件下，應(yīng)盡量縮短滾道長度。 （ 6－ 4） 圓整后取 R2=4mm。 圓整后取 D2=。 齒扇齒數(shù) Z=5。 螺桿外徑 D1=29mm。 螺桿軸設(shè)計計算及主要零件的校核 材料選擇 螺桿軸用 20CrMnTi 鋼制造，熱處理鋼球滾道處滲碳層深度在 ～，表面淬火 HRC 58～ 63。 （ 6－ 1） 齒扇的齒高 h=ha+hf=4+=。 齒頂圓直徑 da=d+2ha=65+2?4=73mm。； 整圓齒數(shù)為 13；齒扇齒數(shù)為 z=5； 變位系數(shù) X1=； 分度圓直徑 d=mz=5?13=65mm。 表 61 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器齒扇齒模數(shù) 齒扇齒模數(shù)m/mm 轎 車 排量/mL 500 1000 ～ 1800 1600 ～ 2021 2021 2021 前軸負(fù)荷/N 3500 ～ 3800 4700 ～ 7350 7000 ～ 9000 8300 ～ 11000 10000 ～ 11000 貨車和大客車 前軸負(fù)荷/N 3000 ～ 5000 4500 ～ 7500 5500 ～ 18500 7000 ～ 19500 9000 ～ 24000 17000 ～ 37000 23000 ～ 44000 最大轉(zhuǎn)載質(zhì)量/Kg 350 1000 2500 2700 3500 6000 8000 首先根據(jù)汽車的前軸負(fù)荷 G1=14140N， 查表 ,選取齒扇的模數(shù) m=5mm。 （ 2）變厚齒形齒扇的計算 變厚齒形齒扇的計算，如圖 62 所示，一般將中間剖面 AA 定義為基準(zhǔn)平面。 外花鍵小徑 Die= m() =?()=； 漸開線花鍵的校核計算 漸開線花鍵連接強(qiáng)度 可按擠壓、彎曲和剪切來計算。 =?36 =。 學(xué)士學(xué)位論文 25 圖 61轉(zhuǎn)向搖臂軸結(jié)構(gòu)簡圖 本軸的漸開線花鍵可選擇 45176。 學(xué)士學(xué)位論文 24 6 軸的設(shè)計計算及校核 轉(zhuǎn)向搖臂軸（即齒形齒扇軸）的設(shè)計計算 材料的選擇 搖臂軸用 20CrMnTi 鋼制造，由于前軸負(fù)荷不大，螺紋、三角花鍵和卡簧槽部表面不滲碳，其余表面滲碳層深度在 ～ 。為轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪要克服阻力 ,包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷轉(zhuǎn)動的阻力、車輪穩(wěn)定阻力、輪胎變形阻力和轉(zhuǎn)向系中的內(nèi)摩擦力等。 30180。 30180。 30180。螺距一般在1218mm 內(nèi)選取 . （ 6）工作鋼球圈數(shù) W 多數(shù)情況下，轉(zhuǎn)向器用兩個環(huán)路，而每個環(huán)路的工作鋼球圈數(shù)又與接觸強(qiáng)度有關(guān)：增加工作鋼球圈數(shù)，參加工作的鋼球增多，能降低接觸 應(yīng)力 ，提高承載能力；但鋼球受力不均勻、螺桿增長而 使 剛度降低。 ,以使軸向力和徑向力分配均勻 。圖中滾道與鋼球之間的間隙，除用來貯存潤滑油之外，還能貯存磨損雜質(zhì)。每個環(huán)路中的鋼球數(shù)可用下式計算 n= dDWd DW ??? ?0cos （ 41） 學(xué)士學(xué)位論文 20 式 41中， D 為鋼球中心 距 ； W為一個環(huán)路中的鋼球工作圈數(shù)； n 為不包括環(huán)流導(dǎo)管中的鋼球數(shù)； 0? 為螺線導(dǎo)程角，常取 0? =5186。 增加鋼球數(shù)量 n，能提高承載能力，但是鋼球流動性變壞，從而使傳動效率降低。選取規(guī)律是隨著扇齒模數(shù)的增大，鋼球中心距也相應(yīng)增加。由于循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器在結(jié)構(gòu)上便于與液力轉(zhuǎn)向加力器設(shè)計為一個整體，而液力系統(tǒng)又正可以緩和路面的沖擊，因此，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器得到日益廣泛的應(yīng)用。將調(diào)整螺釘旋入，則嚙合間隙減少；反之，則嚙合間隙增大。 學(xué)士學(xué)位論文 18 與齒條相嚙合的齒扇，其齒厚是在分度圓上沿齒扇軸線按線性關(guān)系變化的，故為變厚齒扇。 轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動時，通過鋼球?qū)?力傳給轉(zhuǎn)向螺母，螺母即沿軸向移動。兩者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道，這樣可以使轉(zhuǎn)向螺母和轉(zhuǎn)向螺桿軸向定位好，滾道和鋼球間有間隙，可以用來貯存碎屑和潤滑油，有助于減少螺母和螺桿之間的磨損。可見，轉(zhuǎn)向螺母即 是第一級傳動副的從動件，也是第二級傳動副（齒條 齒扇傳動副）的主動件（齒條）。 轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，與轉(zhuǎn)向軸連為一體的螺桿帶動方形螺母作軸向移動（因螺桿在軸向方向固定在轉(zhuǎn)向器殼上），螺母的下端制成齒條，因而能帶動與轉(zhuǎn)向 搖 臂軸做成一體的齒扇的轉(zhuǎn)動。有動力轉(zhuǎn)向器時，不得超過 120N。為了使汽車具有良好的機(jī)動性能，必須使轉(zhuǎn)向輪有盡可能大的轉(zhuǎn)角，并要達(dá)到按前外輪車輪軌跡計算，其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達(dá)到汽車軸距的 倍。 （ 9） 在車禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身的變形而后移時，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕 傷害的防傷裝置。 （ 5） 保證汽車有較高的機(jī)動性，具有快速和小轉(zhuǎn)彎能力。不滿足這項要求會加速輪胎磨損，并降低汽 車的行駛穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)備有吸收汽車碰撞時產(chǎn)生的沖擊能的裝置， 許多國 家都規(guī)定轎車 必須 安裝吸能式轉(zhuǎn)向柱。 轉(zhuǎn)向盤的端子與組合開關(guān)的端子用電纜線連接，電纜盤將電線卷入盤內(nèi)，在轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，電線靠卷筒自由伸縮。轉(zhuǎn)向盤的集電環(huán)：轉(zhuǎn)向盤上有喇叭開關(guān)，必須時刻與車身電器線路相連，而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向盤與組合開關(guān)之間顯然不能用導(dǎo)線直接相連，因此就必須采用集電環(huán) 裝置。～ 35176。轉(zhuǎn)向盤自由行程對于緩和路面沖擊及避免使駕駛員過度緊張是有利的，但不宜過大，以免過分影響靈敏性。因此，轉(zhuǎn)向器角傳動比變化曲線應(yīng)選用大致呈中間小兩端大些的下凹形曲線，如圖 21所示 ： 轉(zhuǎn)向盤在中間位置的轉(zhuǎn)向器角傳動比不宜過小。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小，在轉(zhuǎn)向盤全轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，駕駛員不存在轉(zhuǎn)向沉重問題。 循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器的角傳動比 iw =2π r／ P。 考慮到 iwo≈ iw ，由 iwo 的定義可知：對于一定的轉(zhuǎn)向盤角速度，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)向器角傳動比成反比?，F(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)中， L2 與 Ll的比值大約在 0． 85～ 1． 1之間，可近似認(rèn)為其比值為 iwo≈ iw=dφ ／ dβ 。通常轎車的 a 值在 0． 4～ 0． 6 倍輪胎的胎面寬度尺寸范圍內(nèi)選取，而貨車的 d 值在 40～ 60mm 范圍內(nèi)選取。 搖臂軸轉(zhuǎn)動角速度 ω p 與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度 ω k 之比，稱為轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的角傳動比 iw′ ，即 iw=ω p/ω k= (dβp /dt)/ (dβk /dt)。 學(xué)士學(xué)位論文 10 傳動比的變化特性 1） 轉(zhuǎn)向系傳動比 轉(zhuǎn)向系的傳動比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動比和轉(zhuǎn)向系的力傳動比 從輪胎接地面中心作用在兩個轉(zhuǎn)向輪上的合力 2Fw 與作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力之比，稱為力傳動比，即 ip=2Fw／ Fh 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動角速度 ω w 與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度 ω k 之比，稱為轉(zhuǎn)向系角傳動比 ，即 iwo=ω w/ω k=( dφ /dt)/( dβk dt),式中， dφ 為轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角增量； dβk 為轉(zhuǎn) 向節(jié)轉(zhuǎn)角增量； dt 為時間增量。為此，導(dǎo)程角必須大于摩擦角。它的逆效率較低，在不平路面上行駛時，駕駛員并不十分緊張，同時轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的零件所承受的沖擊力也比不可逆式轉(zhuǎn)向器要小。該沖擊力由轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)的零件承受，因而這些零件容易損壞。但是，在不平路面上行駛時，車輪受到的沖擊力，能大部分傳至轉(zhuǎn)向盤，造成駕駛員 “ 打手 ” ，使之精神狀態(tài)緊張 。 2） 轉(zhuǎn)向器逆效率 η － 根據(jù)逆效率大小不同，轉(zhuǎn)向器又有可逆式、極限可逆式和不可逆式之分。 同一類型轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同其正效率也不一樣。為了保證汽車轉(zhuǎn)向后轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤能自動返回到直線行駛位置，又需要有一定的逆效率。轉(zhuǎn)向助力裝置 有以下幾種： (1)液壓式動力轉(zhuǎn)向裝置 (2)電動式動力轉(zhuǎn)向裝置 (3)電動 液壓式動力轉(zhuǎn)向裝置 學(xué)士學(xué)位論文 8 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 轉(zhuǎn)向器的效率 轉(zhuǎn)向器的輸出功率與輸入功率之比，稱為轉(zhuǎn)向器的傳動效率。但在轉(zhuǎn)向加力裝置失效時，一般還應(yīng)當(dāng)能由駕駛員獨(dú)立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。 動力轉(zhuǎn)向系除具有以上三大部件外，其最主要的動力來源是轉(zhuǎn)向助力裝置。 方向盤轉(zhuǎn)動使方向機(jī)蝸桿轉(zhuǎn)動、渦桿與蝸輪咬合（也有循環(huán) 球咬合的）渦輪軸帶動方向機(jī)搖臂前后擺動，方向機(jī)搖臂通過球頭銷與豎拉桿相連、豎拉桿另一端與左前輪軸頭搖臂相連，軸頭搖臂通過立銷（主銷）與前橋相連，搖臂前后擺動就可使車輪軸頭（沿主銷）左右轉(zhuǎn)向了，左前輪通過橫拉桿與右車輪相連，這樣轉(zhuǎn)動方向盤就可以讓左右前輪同時轉(zhuǎn)向了 [2] 汽車行駛中經(jīng)常需要改變行駛方向，即所學(xué)士學(xué)位論文 7 謂的轉(zhuǎn)向，這就需要有一套能夠按照司機(jī)意志使汽車轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)，它將司機(jī)轉(zhuǎn)動方向盤的動作轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕?(通常是前輪 )的偏轉(zhuǎn)動作。 從轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動軸這一系列零件和部件，均屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。但隨著動力轉(zhuǎn)向的應(yīng)用，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器近年來又得到廣泛使用。在螺桿和螺母之間裝有可循環(huán)滾動的鋼球，使滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而提高了傳動效率。就目前而言，電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是轉(zhuǎn)向行業(yè)前沿研究項目，按照其布局形式，可以分為管柱助力、齒輪助力、齒條助力、拉桿助力、電液助力等形式。它的原理相當(dāng)于利用了螺母與螺栓在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的相對移動，而在螺紋與螺紋之間夾入了鋼球以減小阻力，所有鋼球在一個首尾相連的封閉的螺旋曲線內(nèi)循環(huán)滾動，循環(huán)球式故而得名。這種轉(zhuǎn)向器通常用于轉(zhuǎn)向力較大的載貨汽車上。在汽車上得到廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)向軸帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)時，齒條便做直線運(yùn)動。如果按照助力形式，又可以分為機(jī)械式（無助力），和動力式（有助力）兩種，其中動力轉(zhuǎn)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。 轉(zhuǎn)向盤的端子與組合開關(guān)的端子用電纜線連接，電纜盤將電線卷入盤內(nèi)，類似于吸塵器的電線卷取機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，電線 *卷筒自由伸縮。轉(zhuǎn)向盤的集電環(huán)：轉(zhuǎn)向盤上有喇叭開關(guān)，必須時刻與車身電器線路相連，而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向盤與組合開關(guān)之間顯然不能用導(dǎo)線直接相連，因此就必須采用集電環(huán)裝置。轉(zhuǎn)向盤的慣性力矩也是很重要的，慣性力矩小，我們就會感到“輪輕”，操做感良好，但同時也容易受到轉(zhuǎn)向盤的反彈 (即“打手” )的影響，為了設(shè)定適當(dāng)?shù)膽T性力矩，就要學(xué)士學(xué)位論文 4 調(diào)整骨架的材料或形狀等。采用焊接或鑄造等工藝制造，轉(zhuǎn)向軸是由細(xì)齒花鍵和螺母連接的。由于轉(zhuǎn)向助力裝置最常用的是一套液壓系統(tǒng)，因此也就離不開泵、油管、閥、活塞和儲油罐，它們分別相當(dāng)于電路系統(tǒng)中的電池、導(dǎo)線、開關(guān)、電機(jī)和地線的作用。駕駛員通過操縱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車保持直線或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動狀態(tài)，或者上述兩種運(yùn)動狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換。因此作為關(guān)鍵零部件的汽車轉(zhuǎn)向器在中國銷售市場上前景廣闊。隨著國際上汽車行業(yè)開始實行零部件 “ 全球化采購 ” 策略及國際跨國汽車企業(yè)推行本土化策略，國內(nèi)汽車市場將出現(xiàn)巨大的零部件配件缺口。 轉(zhuǎn)向器按結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型。因此逐漸被齒輪齒條式取代。在螺桿和螺母之間裝有可循環(huán)滾動的鋼球，使滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而提高了傳動效率。但隨著動力轉(zhuǎn)向的應(yīng)用，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器近年來又得到廣泛使用。 本文選擇 GX1608A型循環(huán)球齒條 齒扇式轉(zhuǎn)向器作為研究課題，其主要內(nèi)容有：汽車轉(zhuǎn)向器的組成分類；轉(zhuǎn)向器總成方案分析及其數(shù)據(jù)確定和轉(zhuǎn)向器的設(shè)計過程。學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 汽車轉(zhuǎn)向器是汽車的重要組成部分，也是決定汽車主動安全性的關(guān)鍵總成，它的質(zhì)量嚴(yán)重影響汽