【正文】 c。39。inch accuracy and smoothness, antiworm or worminch accuracy, smoothness and surface hardness and magnetic → for testing。39。39。：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。（AutoCAD2004，Word2002,Excel2002）的能力得到很大的提高，學(xué)會(huì)了利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)與計(jì)算。，以及借助前人的研究成果尋求解決問(wèn)題的思維方法，對(duì)新信息和新知識(shí)及時(shí)做筆記。養(yǎng)成了勤學(xué)好問(wèn)的習(xí)慣，同時(shí)具有了一定的創(chuàng)新思維。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在各個(gè)方面都有了很大的提高，具體地表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：，找到了各種學(xué)科之間的交叉點(diǎn)，同時(shí)構(gòu)成了一個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成了一個(gè)整體的知識(shí)體系，進(jìn)一步完善了自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。由于我們是第一次進(jìn)行整體性地設(shè)計(jì)，不可避免地碰到了許多困難，有時(shí)甚至?xí)械綗o(wú)法下手。 （6－9）表62 系數(shù)K與的關(guān)系KK鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力=K =[]； （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。 （6－6）螺桿受力 作用在螺桿上的軸向力F2（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= （6－8）上式中n為參與工作的鋼球數(shù)；為接觸角，=45186。因此，螺桿螺紋滾道的實(shí)際有效工作長(zhǎng)度LL=L’+2()d=102+2(～)=～。在此條件下，應(yīng)盡量縮短滾道長(zhǎng)度。；當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)5角()時(shí)，齒扇節(jié)圓應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)等于對(duì)應(yīng)螺母在螺桿上移動(dòng)的距離S,此時(shí)，與此同時(shí)，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)至最大轉(zhuǎn)角，則==51mm。 （6－4）圓整后取R2=4mm。 （6－3）圓整后取n=32。圓整后取D2=。30180。 齒扇齒數(shù)Z=5。螺距P=10mm。 螺桿外徑D1=29mm。軸的結(jié)構(gòu)如圖所示圖64 螺桿軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖考慮軸向固定，內(nèi)側(cè)采用軸肩，又考慮角接觸球軸承的標(biāo)準(zhǔn)，故左右軸徑均取d=20mm；左端軸徑長(zhǎng)度為14mm，比軸承寬度小4mm，以便將軸承可靠地固定在轉(zhuǎn)向螺桿軸上；為使汽車(chē)轉(zhuǎn)向螺桿軸中心與轉(zhuǎn)向萬(wàn)節(jié)的中心能保持高度一致，二者的連接采用漸開(kāi)線花鍵連接，花鍵的加工工藝與齒輪相同；為減少螺桿和螺母之間的摩擦，提高傳動(dòng)效率，在螺桿和螺母的滾道之間放置適量的鋼球；為防止鋼球沿滾道滾出，在螺母上設(shè)有鋼球返回裝置，使鋼球通過(guò)此裝置自動(dòng)返回入口處，從而形成循環(huán)回路。 螺桿軸設(shè)計(jì)計(jì)算及主要零件的校核螺桿軸用20CrMnTi鋼制造，～，表面淬火HRC 58～63。 上式中，[w]為許用彎曲應(yīng)力，[w]= 540 N/mm。 （6－1）齒扇的齒高h(yuǎn)=ha+hf=4+=。5）齒扇齒的應(yīng)力校核齒扇齒的受力情況如圖63所示。齒頂圓直徑da=d+2ha=65+24=73mm。齒頂高 ha= X1m==4mm。；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=513=65mm。圖62 變厚齒形齒扇的計(jì)算簡(jiǎn)圖變厚齒扇的幾何尺寸，計(jì)算結(jié)果如下：變厚齒扇的模數(shù)m=5mm。 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(chē)排量/mL5001000～18001600～200020002000前軸負(fù)荷/N3500～38004700～73507000～90008300～1100010000～11000貨車(chē)和大客車(chē)前軸負(fù)荷/N3000～50004500～75005500～185007000～195009000～2400017000～3700023000～44000最大轉(zhuǎn)載質(zhì)量/Kg350100025002700350060008000首先根據(jù)汽車(chē)的前軸負(fù)荷G1=14140N，查表,選取齒扇的模數(shù)m=5mm?！?0176。（2）變厚齒形齒扇的計(jì)算變厚齒形齒扇的計(jì)算，如圖62所示，一般將中間剖面AA定義為基準(zhǔn)平面。其計(jì)算過(guò)程如下：漸開(kāi)線花鍵的平均直徑mm。 外花鍵小徑Die= m() =()=；漸開(kāi)線花鍵的校核計(jì)算漸開(kāi)線花鍵連接強(qiáng)度可按擠壓、彎曲和剪切來(lái)計(jì)算。內(nèi)花鍵大徑Dei=m(Z+)=(36+)=。==。漸開(kāi)線花鍵幾何尺寸的計(jì)算 分度圓直徑D=mZ==。圖61轉(zhuǎn)向搖臂軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖本軸的漸開(kāi)線花鍵可選擇45176。軸結(jié)構(gòu)如圖61所示軸伸出殼體的部分制成錐形漸開(kāi)線花鍵，并使用螺母緊固，這樣可以保證轉(zhuǎn)向搖臂能緊緊壓靠到軸上，使之聯(lián)結(jié)緊固、無(wú)間隙、工作可靠，花鍵的加工工藝與齒輪相同；由于齒扇和齒條在工作時(shí)存在摩擦力，工作一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生間隙，為使此間隙的調(diào)整工作容易進(jìn)行，故將齒扇設(shè)計(jì)成變厚齒扇。6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 轉(zhuǎn)向搖臂軸（即齒形齒扇軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算搖臂軸用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，～。為此推薦用足夠精確的半經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算汽車(chē)在瀝青或者混凝土路面上行駛時(shí)轉(zhuǎn)向器的輸出力矩。為轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向輪要克服阻力,包括轉(zhuǎn)向輪繞主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力、車(chē)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。欲驗(yàn)算轉(zhuǎn)向系零件的強(qiáng)度，需首先確定作用在各零件上的力。30180。30180。30180。30180。30180。一個(gè)環(huán)路的工作鋼球圈數(shù)的選取見(jiàn)表41。在螺距不變的條件下,鋼球直徑d越大,圖31中的尺寸b越小,要求b=Pd＞。（5）螺距P和螺線導(dǎo)程角 轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角,對(duì)應(yīng)螺母移動(dòng)的距離s為 （42）式42中,P為螺紋螺距。角多取45176。為了減少摩擦，螺桿與螺母溝槽的半徑R2應(yīng)大于鋼球半徑，一般取R2=(～)d。（3）滾道截面 圖42 四段圓弧滾道截面當(dāng)螺桿和螺母各有兩條圓弧組成，形成四段圓弧滾道截面時(shí),見(jiàn)圖42，鋼球與滾道有四點(diǎn)接觸,傳動(dòng)時(shí)軸向間隙最小，可滿足轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程小的要求?！?186。為保證盡可能多的鋼球都承載，應(yīng)分組裝配。因?yàn)殇撉虮旧碛姓`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（表41）。設(shè)計(jì)時(shí)先參考同類(lèi)型汽車(chē)的參數(shù)進(jìn)行選取，經(jīng)強(qiáng)度驗(yàn)算后，再進(jìn)行修正。在保證足夠的強(qiáng)度條件下,盡可能將D值取小些。循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，可達(dá)90%；在結(jié)構(gòu)和工藝上采取措施，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺桿螺母上的螺旋槽經(jīng)淬火和磨削加工，使之有足夠的硬度和耐磨性能,可保證有足夠的使用壽命；轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)比可以變化；工作平穩(wěn)可靠；齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整工作容易進(jìn)行；適合用來(lái)做整體式轉(zhuǎn)向器。不過(guò)，對(duì)于前軸軸載質(zhì)量不大而又經(jīng)常在平坦路面上行使的輕中型載貨汽車(chē)而言，這一缺點(diǎn)影響不大；而對(duì)于載重量較大的汽車(chē)，使用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器時(shí)，除可以在轉(zhuǎn)向器中增加吸振裝置以減少路面沖擊反力外，往往裝有液力轉(zhuǎn)向加力器。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器在螺桿和螺母之間因?yàn)橛锌梢匝h(huán)流動(dòng)的鋼球，將滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，因而其正傳動(dòng)效率很高（可達(dá)90%～95%），故操縱輕便；在結(jié)構(gòu)和工藝上采取措施，可保證有足夠的使用壽命；工作平穩(wěn)可靠；齒條和齒扇之間的間隙調(diào)整工作容易進(jìn)行。齒扇軸內(nèi)側(cè)端部有切槽，調(diào)整螺釘?shù)膱A柱形端頭即嵌入此切槽中。只要使齒扇軸相對(duì)于齒條作軸向移動(dòng)，即能調(diào)整兩者的嚙合間隙。因此，在轉(zhuǎn)向器工作時(shí)，兩列鋼球只是在各自封閉的“流道”內(nèi)循環(huán)，而不致脫出。同時(shí)，在螺桿與螺母兩者和鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋管狀通道內(nèi)滾動(dòng)，形成“球流”。這樣兩根導(dǎo)管和螺母內(nèi)的螺旋管狀通道組成兩條各自獨(dú)立的封閉的鋼球“流道”。螺母?jìng)?cè)面有兩對(duì)通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內(nèi)。轉(zhuǎn)向螺桿和螺母上都加工出斷面輪廓為兩段或三段不同心圓弧組成近似半圓的螺旋槽。通過(guò)轉(zhuǎn)向盤(pán)和轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向螺桿時(shí)，轉(zhuǎn)向螺母不能轉(zhuǎn)動(dòng)，只能軸向移動(dòng)，并驅(qū)使齒扇軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向螺母外側(cè)的下平面加工成齒條，與齒扇軸（即搖臂軸）上的齒扇嚙合。圖31所示為一循環(huán)球式齒條齒扇轉(zhuǎn)向器。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器中一般有兩級(jí)傳動(dòng)副，第一級(jí)是由螺桿和螺母共同形成的螺旋槽內(nèi)裝有鋼球構(gòu)成的傳動(dòng)副，第二級(jí)是由螺母上齒條與搖臂軸上齒扇構(gòu)成的齒條齒扇傳動(dòng)副。有動(dòng)力轉(zhuǎn)向器時(shí)，不得超過(guò)120N。沒(méi)有動(dòng)力轉(zhuǎn)向的轎車(chē)，在行駛中轉(zhuǎn)向，此力應(yīng)為50100N；有動(dòng)力轉(zhuǎn)向時(shí)，此力在2050N。為了使汽車(chē)具有良好的機(jī)動(dòng)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(chē)輪軌跡計(jì)算。正確設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，可以使第一項(xiàng)得到保證。（9） 在車(chē)禍中，當(dāng)轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤(pán)由于車(chē)架或車(chē)身的變形而后移時(shí)，轉(zhuǎn)向系應(yīng)有能使駕駛員免遭或減輕傷害的防傷裝置。（7） 轉(zhuǎn)向輪碰到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤(pán)的反沖力要盡可能小。（5） 保證汽車(chē)有較高的機(jī)動(dòng)性，具有快速和小轉(zhuǎn)彎能力。（3） 汽車(chē)在任何行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向輪不得產(chǎn)生振動(dòng)，轉(zhuǎn)向盤(pán)沒(méi)有擺動(dòng)。不滿足這項(xiàng)要求會(huì)加速輪胎磨損，并降低汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器齒輪箱之間采用聯(lián)軸節(jié)相連(即兩個(gè)萬(wàn)向節(jié))，之所以用聯(lián)軸節(jié)，除了可以改變轉(zhuǎn)向軸的方向，還有就是使得轉(zhuǎn)向軸可以作縱向的伸縮運(yùn)動(dòng)，以配合轉(zhuǎn)向柱的緩沖運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)備有吸收汽車(chē)碰撞時(shí)產(chǎn)生的沖擊能的裝置，許多國(guó)家都規(guī)定轎車(chē)必須安裝吸能式轉(zhuǎn)向柱。 為牢固支承轉(zhuǎn)向盤(pán)而設(shè)有轉(zhuǎn)向柱。轉(zhuǎn)向盤(pán)的端子與組合開(kāi)關(guān)的端子用電纜線連接，電纜盤(pán)將電線卷入盤(pán)內(nèi)，在轉(zhuǎn)向盤(pán)旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，電線靠卷筒自由伸縮。由于是機(jī)械接觸，長(zhǎng)時(shí)間使用觸點(diǎn)會(huì)因磨損影響導(dǎo)電性，導(dǎo)致緊急時(shí)刻喇叭不鳴甚至氣囊不工作。轉(zhuǎn)向盤(pán)的集電環(huán)：轉(zhuǎn)向盤(pán)上有喇叭開(kāi)關(guān)，必須時(shí)刻與車(chē)身電器線路相連，而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)向盤(pán)與組合開(kāi)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。2）轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程過(guò)大的原因造成轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程過(guò)大的原因，主要有如下幾個(gè)方面：(1)轉(zhuǎn)向器蝸桿與滾輪(或齒扇、指銷(xiāo)等)間隙過(guò)大；(2)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置松動(dòng)；(3)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的球鉸鏈間隙過(guò)大(松動(dòng))；(4)前輪軸承或轉(zhuǎn)向節(jié)主銷(xiāo)與襯套配合不緊等?！?5176?！?5176。轉(zhuǎn)向盤(pán)自由行程對(duì)于緩和路面沖擊及避免使駕駛員過(guò)度緊張是有利的，但不宜過(guò)大，以免過(guò)分影響靈敏性。直行位置的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比不宜低于15～16。因此，轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)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：圖21轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比特性轉(zhuǎn)向盤(pán)在中間位置的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比不宜過(guò)小。轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷大又沒(méi)有裝動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車(chē)，因轉(zhuǎn)向阻力矩大致與‘車(chē)輪偏轉(zhuǎn)角度大小成正比變化，汽車(chē)低速急轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的操縱輕便性問(wèn)題突出，故應(yīng)選用大些的轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比。若轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷小，在轉(zhuǎn)向盤(pán)全轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，駕駛員不存在轉(zhuǎn)向沉重問(wèn)題。隨轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角變化，轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比可以設(shè)計(jì)成減小、增大或保持不變的。循環(huán)球齒條齒扇式轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比iw =2πr／P。為解決這對(duì)矛盾，可采用變速比轉(zhuǎn)向器?？紤]到 iwo≈iw ，由iwo 的定義可知：對(duì)于一定的轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比成反比。4）轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比及其變化規(guī)律式(2—7)表明：增大角傳動(dòng)比可以增加力傳動(dòng)比?，F(xiàn)代汽車(chē)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 。如果忽略摩擦損失，根據(jù)能量守恒原理，2Mr／Mh可用下式表示 2Mr／Mh= dφ／dβk （2—6）將式(2—6)代人式(2—5)后得到ip=iwoDsw/2α （2—7）當(dāng) α 和 Dsw 不變時(shí)，力傳動(dòng)比 ip 越大，雖然轉(zhuǎn)向越輕，但 iwo 也越大，表明轉(zhuǎn)向不靈敏。通常轎車(chē)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(chē)的d值在40～60mm范圍內(nèi)選取。作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的手力Fh可用下式表示Fh=2Mh/Dsw (2—4）式中，Mh為作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力矩；Dsw為轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑。搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ωp與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度ωk之比，稱為轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的角傳動(dòng)比iw′，即iw=ωp/ωk= (dβp/dt)/ (dβk/dt)。轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度ωw與搖臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ωp之比，稱為轉(zhuǎn)向器角傳動(dòng)比iw, 即iw=ωw/ωp= (dφ/dt)/(dβp/dt),式中,dβp為搖臂軸轉(zhuǎn)角增量。1）轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向系的傳動(dòng)比包括轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比 從輪胎接地面中心作用在兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪上的合力2Fw與作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的手力之比，稱為力傳動(dòng)比，即 ip=2Fw／Fh轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ωw 與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度 ωk 之比，稱為轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比 ，即iwo=ωw/ωk=( dφ/dt)/( dβkdt),式中，dφ 為轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角增量；dβk 為轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)角增量；dt為時(shí)間增量?！?0176。為此，導(dǎo)程角必須大于摩擦角。受η增大的影響，α不宜取得過(guò)大。它的逆效率較低，在不平路面上行駛時(shí)，駕駛員并不十分緊張，同時(shí)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)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。極限可逆