齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計和計算(參考版)
2025-08-01 17:14本頁面
【正文】 。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主動小齒輪可采用低碳合金鋼如20MnCr20MnCr4或 15CrNi6(德國標準DIN 17210)制造并經(jīng)滲碳淬火；齒條可采用中碳鋼或中碳合金鋼如45號鋼或41Cr4鋼(德國標準DIN 17200)制造并經(jīng)高頻淬火，表面硬度均應(yīng)在HRC 56以上。范圍內(nèi)選擇。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向系的角傳動比 （5－44）式中——梯形臂長度，mm；一—主動小齒輪的節(jié)圓半徑，mm； ——齒輪與齒條的軸交角，見圖5－7，多在0176。如圖5－7(a)所示；若＞，則，如圖5－7(b)所示；若＜，則為負值，表示在齒條軸線的另一側(cè)，如圖5－7(c)所示；當左旋小齒輪與左傾齒條或右旋小齒輪與右傾齒條相嚙合時，則不管這些角度的大小如何，其軸交角均為，如圖5－7(d)所示。根據(jù)小齒輪螺旋角和齒條傾斜角的大小和方向的不同，可以構(gòu)成不同的傳動方案。主動小齒輪有5～8個齒，螺旋角為9176。為了轉(zhuǎn)向輕便，主動小齒輪的直徑應(yīng)盡量小。齒條利用兩個球接頭直接和兩根分開的左、右橫拉桿相聯(lián)。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的傳動副為齒輪與齒條，其結(jié)構(gòu)簡單、布置方便，制造容易，但轉(zhuǎn)向傳動比較小，(一般不大于15)，且齒條沿其長度方向磨損不均勻，故僅廣泛用于微型汽車和轎車上。淬火后表面硬度為HRC58—63。（3）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)向阻力矩及材料的扭轉(zhuǎn)強度極限由下式確定：式中——安全系數(shù)，～；——轉(zhuǎn)向阻力矩，見式（5－13）；——扭轉(zhuǎn)強度極限。這時，螺桿的當量應(yīng)力為≤ （5－42）式中，——螺桿按其內(nèi)徑計算的橫截面積、彎曲截面系數(shù)和扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)。徑向間隙(見圖5—1)～。但鋼球總數(shù) (包括在鋼球?qū)Ч苤械?不應(yīng)超過60個。為了滿足式(5—31)所表達的接觸強度的要求，鋼球的工作總?cè)?shù)應(yīng)達到 （5－34）式中——一圓滾道中的鋼球數(shù)； （5－35） ——螺距；—－鋼球中心距(見圖5－2)——螺線導(dǎo)程角；——鋼球直徑；——需要的工作鋼球總數(shù)；b≥ （5－36）——作用在齒條與齒扇的齒上的力； （5－37）——轉(zhuǎn)向搖臂軸上的力矩，見式(5—18)；——齒扇的嚙合半徑； ——考慮軸向力在各鋼球間不均勻分配的系數(shù)，＝～；N——鋼球與螺桿滾道之間的正壓力，見式(5—33)；——鋼球與滾道間的接觸角，見圖5—2。（1）鋼球與滾道間的接觸應(yīng)力≤ （5－31）式中K——系數(shù)，根據(jù)A／B查表16—5求得，其中A／B用下式計算： （5－32）d——螺桿外徑，見圖16—10；——螺桿與螺母滾道截面的圓弧半徑，見圖5—2；——鋼球直徑；E——材料彈性模量，MPa；N——每個鋼球與螺桿滾道之間的正壓力； （5－33）——轉(zhuǎn)向盤圓周力；R——轉(zhuǎn)向盤輪緣半徑；——螺桿螺線導(dǎo)程角；——鋼球與滾道間的接觸角；——參與工作的鋼球數(shù)；——鋼球接觸點至螺桿中心線之距離。這時在計算轉(zhuǎn)向器和動力轉(zhuǎn)向的動力缸以前的零件時，可取司機作用在轉(zhuǎn)向盤輪緣上的最大瞬時力，此力可取為700N。式(5—13)曾給出了汽車在于而粗糙的硬路面上作原地轉(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（見式（5—18））和在轉(zhuǎn)向盤上的切向力（見式(5－19)），它們均可作為轉(zhuǎn)向系的最大計算載荷。表5－3最大變位系數(shù)截面（截面B－B）齒頂變尖核算說明：一般容許的齒頂圓弧齒厚的最小值為：（～）m 當m＝3～4時（～）m
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