【正文】 amp。所以最終能夠圓滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，還多虧了老師。因?yàn)楫吘故谴笏南聦W(xué)期了，也沒(méi)有專業(yè)課了，所以對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，自由時(shí)間就比較多。正所謂嚴(yán)師出高徒，在這整個(gè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，老師一直對(duì)我們從嚴(yán)要求，經(jīng)常督促，對(duì)于我們所做出來(lái)的部分工作，也都細(xì)致的檢查，詢問(wèn)。另外，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的圓滿結(jié)束，也離不開(kāi)我們本小組其他成員的幫助。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師常幫助我們解決設(shè)計(jì)中遇到的難題，使我們?cè)趲讉€(gè)月的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)工作。致謝 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣結(jié)束了，收獲很多，感受很多，雖說(shuō)確實(shí)是認(rèn)認(rèn)真真的完成每一步我該做的任務(wù)，包括前期查閱相關(guān)文獻(xiàn)，開(kāi)題報(bào)告的書寫，外文文獻(xiàn)的翻譯，以及后面的數(shù)據(jù)尺寸的計(jì)算，再到三維CATIA的建模，二維工程圖的繪制。我也更加確信，做任何事情，都要有一個(gè)明確的規(guī)劃，配之以責(zé)任意識(shí)，外加足夠的付出，總會(huì)得到一個(gè)滿意的結(jié)果。做一件事情，結(jié)果固然重要，但是我感覺(jué)更重要的是事件的過(guò)程，就比如此次畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，從前期的選題，到搜集資料，再到自學(xué)三維軟件，最后出圖，完成說(shuō)明書，我學(xué)到了太多。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，來(lái)學(xué)習(xí)，來(lái)實(shí)際操作。大學(xué)四年學(xué)習(xí)了很多的知識(shí)，在學(xué)習(xí)的時(shí)候，就是一門一門課的上課、復(fù)習(xí)、考試，很少有機(jī)會(huì)把多方面的知識(shí)整合到一起，而畢業(yè)設(shè)計(jì)恰恰起到了這樣一個(gè)至關(guān)重要的作用，綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)，也更加深化了許多行業(yè)的基礎(chǔ)，為以后工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，也是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過(guò)程。圖32 三維裝配模型圖33 轉(zhuǎn)向螺母圖34 齒扇搖臂軸圖35 殼體總結(jié)一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中不僅鞏固與運(yùn)用了我這四年學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去做好一件事的規(guī)劃，控制好節(jié)奏，并且再一次提升自己自我學(xué)習(xí)的能力。CATIA即可完成這樣的功能，即在裝配的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有尺寸干涉或者是不合適的地方，雙擊需要更改的零件，即可進(jìn)入零件設(shè)計(jì)環(huán)境，修改之后零件也會(huì)同步修改，省去了設(shè)計(jì)者的大部分時(shí)間。這里不得不提到CATIA的一個(gè)很優(yōu)秀的功能，即由裝配設(shè)計(jì)里面修改零件。約束的好處在于可以精準(zhǔn)的將零部件裝配在一起，且無(wú)論以后怎樣移動(dòng)或者做爆炸式圖，點(diǎn)擊更新功能，即可又重新回到裝配好的狀態(tài)，而操作是沒(méi)有這種效果的。默認(rèn)命名為Product1,在模型樹(shù)上點(diǎn)擊Product1，使其處于黃色激活狀態(tài)，點(diǎn)擊零部件調(diào)入命令，調(diào)取零部件，在調(diào)入零部件后，在模型樹(shù)上右鍵屬性修改零部件的編號(hào)與名稱，編號(hào)統(tǒng)一格式，命名即為零部件的中文名稱。選擇開(kāi)槽功能，選取繪制好的圓為開(kāi)槽輪廓，螺旋線為引導(dǎo)線，點(diǎn)擊確定即完成螺旋槽的創(chuàng)建。其實(shí)這里的原理很簡(jiǎn)單，即過(guò)一點(diǎn)的曲線的法面是唯一的。然后以新的基準(zhǔn)面為草繪平面，根據(jù)鋼球的中心距創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)，此點(diǎn)作為后續(xù)螺旋線的起點(diǎn)，退出草繪平面，選擇機(jī)械設(shè)計(jì)——線框和曲面設(shè)計(jì)里面，首先創(chuàng)建軸線功能，創(chuàng)建回轉(zhuǎn)體的軸線，然后點(diǎn)擊螺旋線功能，在彈出的對(duì)話框里面，設(shè)置直徑、螺距、方向和高度，選取創(chuàng)建的點(diǎn)為螺旋線起始點(diǎn)，點(diǎn)擊確定完成螺旋線的創(chuàng)建。采用第一種畫法，也即拉伸創(chuàng)建法便于后續(xù)尺寸的調(diào)整。點(diǎn)擊預(yù)覽，滿足要求后點(diǎn)擊確定，完成創(chuàng)建。對(duì)于這種軸類零件，可以有兩種創(chuàng)建實(shí)體的方式：一種是通過(guò)拉伸功能，即在草繪截面先創(chuàng)建軸端直徑的圓，然后退出草繪平面，選擇拉伸功能，選取拉伸對(duì)象為剛剛創(chuàng)建的圓，設(shè)定拉伸長(zhǎng)度與方向，點(diǎn)擊確定即完成一段軸的創(chuàng)建。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的三維建模 轉(zhuǎn)向螺桿的建模首先進(jìn)入CATIA界面，點(diǎn)擊新建——機(jī)械設(shè)計(jì)——零件設(shè)計(jì)頁(yè)面，然后點(diǎn)擊草繪，選擇XY平面，進(jìn)入草繪界面，通其他三維軟件一樣，CATIA的草繪界面承擔(dān)著重要的作用，即是通過(guò)在二維草繪界面里，創(chuàng)建二維圖形，然后在草繪圖形的基礎(chǔ)上，通過(guò)拉伸，凹槽等功能實(shí)現(xiàn)最基本的實(shí)體的創(chuàng)建。自1999年以來(lái)，市場(chǎng)上廣泛采用它的數(shù)字樣機(jī)流程，從而使之成為世界上最常用的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。CATIA產(chǎn)品基于開(kāi)放式可擴(kuò)展的V5架構(gòu)[19]。作為PLM協(xié)同解決方案的一個(gè)重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來(lái)的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。代入數(shù)據(jù)得：d=47mm，而我們選取的轉(zhuǎn)向搖臂軸的直徑為52mm，大于這個(gè)最小值，故符合要求。（3）轉(zhuǎn)向搖臂軸直徑的確定轉(zhuǎn)向搖臂軸的直徑可由下式算得： （）式中：——安全系數(shù)，~，這里取3；——轉(zhuǎn)向阻力矩，已知N（2）齒的彎曲應(yīng)力齒扇通常用20CrMnTi鋼制造，許用彎曲應(yīng)力。螺桿上的軸向力，可由下式計(jì)算： （）式中：——轉(zhuǎn)向器最大的手力，此處取700N；——方向盤半徑，取210mm；——轉(zhuǎn)向器正效率，%；——鋼球中心距，已知35mm；——螺桿螺線的導(dǎo)程角，已知為。分度圓直徑D=mz=125=25mm基圓直徑外花鍵大徑基本尺寸外花鍵小徑基本尺寸外花鍵齒根圓角半徑 零件的強(qiáng)度校核 （1）鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力已知接觸表面硬度為HRC58~64，許用接觸應(yīng)力。 表3 齒扇相關(guān)參數(shù)模數(shù)m6齒全高h(yuǎn)整圓齒數(shù)z15徑向間隙c法向壓力角最大變位系數(shù)切削角最小變位系數(shù)齒扇寬度38mm基準(zhǔn)齒頂圓D102mm齒頂高系數(shù)最大齒頂圓直徑108mm齒根高系數(shù)最小齒頂圓直徑97mm分度圓直徑d90mm基準(zhǔn)圓弧齒厚s齒頂高6mm最大齒厚齒根高最小齒厚計(jì)算齒扇軸漸開(kāi)線相關(guān)參數(shù)如下：齒數(shù)z=25 模數(shù)m取為2壓力角取30176。三種。漸開(kāi)線花鍵壓力角為α=30186。用于載荷較大、定心精度要求較高，以及尺寸較大的聯(lián)接，應(yīng)用最廣。齒廓為漸開(kāi)線形狀的花鍵為漸開(kāi)線花鍵，受載時(shí)鍵齒上有徑向分力，能起自動(dòng)定心作用，使各齒承載均勻，強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)。在角形花鍵中又可分為矩形花鍵和三角形花鍵。轉(zhuǎn)向器殼體屬于薄壁箱體零件，尺寸比較小，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其上有一些精度要求高的平面和孔系，以及較多的連接螺紋孔。(9) 殼體的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)向器殼體的材料為HT150[17]。整圓齒數(shù)選擇15，一般保留齒數(shù)為5兩種，保留齒數(shù)為5，法向壓力角取，截面IIII距基準(zhǔn)平面的距離為20mm，截面IIIIII距離基準(zhǔn)平面距離為18mm。；齒頂高系數(shù)，；徑向間隙系數(shù)，；整圓齒數(shù)，在12~15之間選取，取15；齒扇寬度,一般在22~38mm，取38mm。在切削角一定的條件下，各剖面的變位系數(shù)取決于距基準(zhǔn)剖面II的距離。由II剖面向右時(shí)，變位系數(shù)為正，向左則由正變?yōu)榱?，再變?yōu)樨?fù)。因此，變厚齒扇的分度圓和基圓均為一圓柱，它在不同剖面位置上的漸開(kāi)線齒形，都是在同一個(gè)基圓柱上所展出的漸開(kāi)線，只是其輪齒的漸開(kāi)線齒形相對(duì)基圓的位置不同而已，所以應(yīng)將其歸入圓柱齒輪的范疇。圖25中若剖面的原始齒形變位系數(shù)，且II剖面和IIII剖面分別位于剖面兩側(cè)，則II剖面的齒輪是正變位齒輪，IIII剖面的齒輪為負(fù)變位齒輪，故變厚齒扇在整個(gè)齒寬方向上，是由無(wú)數(shù)個(gè)原始齒形變位系數(shù)逐漸變化的圓柱齒輪所組成的。表2 螺桿螺母參數(shù)總結(jié)螺桿外徑34mm螺距11mm螺母內(nèi)徑37mm導(dǎo)程角鋼球中心距35mm導(dǎo)管內(nèi)徑鋼球直徑8mm導(dǎo)管壁厚1mm鋼球數(shù)量35螺桿螺母材料20CrMnTi(9)齒條、齒扇傳動(dòng)副設(shè)計(jì)，滾刀相對(duì)齒扇作斜向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)加工齒扇齒，得到變厚齒扇。淬火后表面硬度為HRC58~64[16]。推薦。（7） 導(dǎo)管內(nèi)徑，容納鋼球而且鋼球在其內(nèi)部流動(dòng)的導(dǎo)管內(nèi)徑，式中，為鋼球直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑之間的間隙。螺距P一般在8~11mm選取,取11mm。在螺距不變的條件下，鋼球直徑越大，圖22中的尺寸越小，要求。與此同時(shí)，齒扇節(jié)圓轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)等于，相應(yīng)搖臂軸轉(zhuǎn)過(guò)角，其間關(guān)系為 （）式中，r為齒扇節(jié)圓半徑。角多取為，已使軸向力和徑向力分配均勻。螺桿滾道應(yīng)倒角，用來(lái)避免該處被嚙出毛刺而劃傷鋼球后降低傳動(dòng)效率。為了減少摩擦，螺桿和螺母溝槽的半徑應(yīng)大于鋼球半徑d/2，一般取。（3) 當(dāng)螺桿和螺母的滾道各由兩條圓弧組成，形成四段圓弧滾道截面時(shí)，如圖24所示，鋼球與滾道有四點(diǎn)接觸，傳動(dòng)時(shí)軸向間隙最好，可滿足轉(zhuǎn)向盤自由行程小的要求。為保證盡可能多的鋼球都承載，應(yīng)分組裝配。因?yàn)殇撉蛑睆奖旧碛姓`差，所以共同參加工作的鋼球數(shù)量并不是全部鋼球數(shù)。鋼球直徑應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，一般常在7~9mm范圍內(nèi)選用，取=8mm[15]。由查表和計(jì)算得=35mm,=34mm,=37mm。螺桿外徑通常在20~38mm范圍內(nèi)變化，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷的不同來(lái)選定。選取值規(guī)律是隨著齒扇模數(shù)的增大，鋼球中心距也相應(yīng)增加。螺桿外徑、螺母內(nèi)徑及鋼球直徑對(duì)確定鋼球中心距的大小有影響，而又對(duì)轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)尺寸和強(qiáng)度有影響。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要尺寸參數(shù)的確定（1） 鋼球中心距、螺桿外徑和螺母內(nèi)徑,尺寸、如圖23所示。因此，可以用此值作為計(jì)算載荷。作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力為 （）式中，為轉(zhuǎn)向搖臂長(zhǎng)；為轉(zhuǎn)向節(jié)臂長(zhǎng)；為轉(zhuǎn)向盤直徑，由前已知為420mm；為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比；為轉(zhuǎn)向器正效率。精確地計(jì)算這些力是困難的，為此推薦用足夠精確地半經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算汽車在瀝青或者混凝土路面上的原地轉(zhuǎn)向阻力矩(N影響這些力的主要因素有轉(zhuǎn)向軸的負(fù)荷，路面阻力和輪胎氣壓等。圖22 確定齒扇齒切齒軸線偏移的傳動(dòng)副徑向間隙△R及傳動(dòng)間隙△t的示意圖 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)與計(jì)算 轉(zhuǎn)向器計(jì)算載荷的確定 為了保證行駛安全，組成轉(zhuǎn)向系的各零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。偏心距不同時(shí)的傳動(dòng)間隙變化特性。其傳動(dòng)特性為 （）式中，為端面壓力角；R為節(jié)圓半徑；為搖臂軸轉(zhuǎn)角；為中心到b點(diǎn)的距離；為偏心距。兩軸線之間的距離稱為偏心距。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的齒條齒扇傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙特性，可通過(guò)將齒扇齒做成不同厚度來(lái)獲取必要的傳動(dòng)間隙，即將中間齒設(shè)計(jì)成正常齒吼，從靠近中間齒的兩側(cè)齒到離開(kāi)中間齒最遠(yuǎn)的齒，其厚度依次遞減。調(diào)整后，要求轉(zhuǎn)向盤能圓滑地從中間位置轉(zhuǎn)到兩端，而無(wú)卡住現(xiàn)象。轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副在中間及其附近位置因使用頻繁，磨損速度要比兩端快[14]。直線行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副若存在傳動(dòng)間隙，一旦轉(zhuǎn)向輪受到側(cè)向力作用，就能在間隙的范圍內(nèi)，允許車輪偏離原行駛位置，是汽車失去穩(wěn)定。 轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙傳動(dòng)間隙是指各種轉(zhuǎn)向器中傳動(dòng)副（如循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的齒扇和齒條）之間的間隙該間隙隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的大小不同而改變，這種變化關(guān)系稱為轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙特性。相當(dāng)于汽車直行位置時(shí)的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比不宜低于15~16。汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角較小，轉(zhuǎn)向阻力矩也小，此時(shí)要求轉(zhuǎn)向器應(yīng)當(dāng)小寫。裝有動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車，因轉(zhuǎn)向阻力矩由動(dòng)力裝置克服，所以在上述兩中情況下，均應(yīng)取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比并能減少轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)的總?cè)?shù)，以提高汽車的機(jī)動(dòng)能力。影響選取角傳動(dòng)比變化規(guī)律的因素，主要是轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大小和對(duì)汽車機(jī)動(dòng)能力的要求。因結(jié)構(gòu)原因，螺距不能變化，但可以用改變齒扇嚙合半徑的方法，達(dá)到使循環(huán)