【正文】 62 ( )?32922 30′?6 30′?7 30′35 34 (?)72 ( )?22 30′?6 30′?7 30′38 38 (?321)82 ( )?32922 30′?6 30′?7 30′42根據(jù)所選擇的齒扇模數(shù)，根據(jù)表（21）和表（24）選取對(duì)應(yīng)的參數(shù)為：鋼球直徑： 螺距： 工作圈數(shù)：螺桿外徑：25mm 環(huán)流行數(shù)：2 螺母長(zhǎng)度：48mm齒扇齒數(shù)：5 齒扇壓力角：22 30′ 切削角：6 30′? ?齒扇寬：26mm 螺桿、鋼球、螺母?jìng)鲃?dòng)副設(shè)計(jì)（1） 鋼球中心距 螺桿外徑 螺母內(nèi)徑 尺寸 、 、 如圖（26）所示D12D12??7圖 26 螺桿 鋼球 螺母?jìng)鲃?dòng)副在保證足夠的強(qiáng)度條件下，盡可能將 值取小些。] 41 45尺寸參數(shù)離去角[滿載][176。30′7176。30′切削角 6176。表 21 循環(huán)球轉(zhuǎn)向器的主要參數(shù)參數(shù) 數(shù)值齒扇模數(shù)/mm 搖臂軸直徑/mm 22 26 30 32 32 38 42鋼球中心距/mm 20 23 25 28 30 35 40螺桿外徑/mm 20 23 25 28 29 34 38鋼球直徑/mm 螺距/mm 工作圈數(shù) 環(huán)流行數(shù) 2齒扇齒數(shù) 5 5齒扇整圓齒數(shù) 12 13 1413 15齒扇壓力角 22176。r 主要尺寸參數(shù)的選擇 BJ2020 前軸載荷根據(jù)表（22）取得為 757Kg，再根據(jù)表（23）選擇齒扇模數(shù)為 4。齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿指銷式轉(zhuǎn)向器都可以制成變速比轉(zhuǎn)向器。角傳動(dòng)比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對(duì)轉(zhuǎn)向盤(pán)角速度的影響應(yīng)變得遲鈍，使轉(zhuǎn)向操縱時(shí)間增長(zhǎng)，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低，所以“輕”和“靈”構(gòu)成一對(duì)矛盾。從 可知，當(dāng) 一定時(shí)，hwpFi/2W增大 能減少作用在方向盤(pán)上的手力 ，使操縱輕便。由此可見(jiàn)，研究轉(zhuǎn)???di/0?向系的傳動(dòng)比特性，只需研究轉(zhuǎn)向器的角傳動(dòng)比 及其變化規(guī)律即可。aSWDpi 0?i(3) 轉(zhuǎn)向系的角傳動(dòng)比 0?i轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比，除用 表示以外，還可以近似地用轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂長(zhǎng)kPd?/??與搖臂長(zhǎng) 之比來(lái)表示，即 。本次設(shè)計(jì)用原有車型的數(shù)據(jù)。pi通常輕型越野車的 值在 ～ 倍輪胎的胎面寬度尺寸范圍內(nèi)選取。作用在方向盤(pán)上的手力 可用下式表示hF （ 2swhD2?8）式中， 為作用在轉(zhuǎn)向盤(pán)上的力矩； 為轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑。此定義適應(yīng)于除齒輪齒條式之外的轉(zhuǎn)向器。它又由轉(zhuǎn)向器角?dkd?dt傳動(dòng)比 和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)角傳動(dòng)比 所組成，即 。 傳動(dòng)比的變化特性(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 。受 增大的影響，0 ??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。極限可逆式轉(zhuǎn)向器介于上述兩者之間。該沖擊力由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件承受，因而這些零件容易損壞。屬于可逆式的有齒輪齒條式和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。這既減輕了駕駛員的疲勞，又提高了行駛安全性。路面作用在車輪上的力，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤(pán)，這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。取 為 7176。轉(zhuǎn)向搖臂軸軸承的形式對(duì)效率也有影響，用滾針軸承比用滑動(dòng)軸承可使正或逆效率提高約 10%。同一類型轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同效率也不一樣。(1) 轉(zhuǎn)向器類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與效率滾針軸承和球軸承等三種結(jié)構(gòu)之一。為了減輕在不平路面上行駛時(shí)駕駛員的疲勞，車輪于路面之間的作用力傳至轉(zhuǎn)向盤(pán)上要盡可能小，防止打手，這又要求此逆效率盡可能低。式中 為轉(zhuǎn)2/)(??????323/)(P??2向器中的摩擦功率； 為轉(zhuǎn)向搖臂軸上的功率。 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功用是將轉(zhuǎn)向器輸出的力和運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橋兩側(cè)的轉(zhuǎn)向節(jié)，使兩側(cè)轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，且使二轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角按一定關(guān)系變化，以保證汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車輪與地面的相對(duì)滑動(dòng)盡可能小。同時(shí)，在螺桿及螺母與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)的螺旋管狀通道組合成兩條各自獨(dú)立的封閉的鋼球“流道”。轉(zhuǎn)向螺母外有兩根鋼球?qū)Ч埽扛鶎?dǎo)管的兩端分別插入螺母?jìng)?cè)面的一對(duì)通孔中。二者的螺旋槽能配合形成近似圓形斷面的螺旋管狀通道。為了減少轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦，二者的螺紋并不直接接觸，其間裝有多個(gè)鋼球，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)汽車的行駛安全至關(guān)重要，因此汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的零件都稱為保安件。循環(huán)球式系統(tǒng)中的動(dòng)力轉(zhuǎn)向工作原理與齒條齒輪式系統(tǒng)類似。如果齒輪溢出，則會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)感覺(jué)到。螺栓并不直接與金屬塊上的螺紋結(jié)合在一起，所有螺紋中都填滿了滾珠軸承，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這些滾珠將循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)時(shí)，它便會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓。此金屬塊外圍有切入的輪齒，這些輪齒與驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向搖臂的齒輪相結(jié)合（參見(jiàn)圖 25）。您可以將此轉(zhuǎn)向器想象為兩部分。齒條齒扇副磨損后可以重新調(diào)整間隙，使之具有合適的轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)間隙，從而提高轉(zhuǎn)向器壽命，也是這種轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)之一。變速比結(jié)構(gòu)具有較高的剛度，特別適宜高速車輛車速的提高。通過(guò)大量鋼球的滾動(dòng)接觸來(lái)傳遞轉(zhuǎn)向力，具有較大的強(qiáng)度和較好的耐磨性。大角度轉(zhuǎn)向位置轉(zhuǎn)向阻力大，但使用次數(shù)少，因此希望大角度位置速比大一些，以減小轉(zhuǎn)向力?？梢詫?shí)現(xiàn)變速比的特性，滿足了操縱輕便性的要求。布置方便。圖 24 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器（參見(jiàn)圖 24），已成為當(dāng)今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器；蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿銷式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。目前較常用的有齒輪齒條式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球齒條齒扇式、蝸桿滾輪式等。 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)（參見(jiàn)圖 23）由方向盤(pán)（如圖 22 所示）、轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向管柱等組成，它的作用是將駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)的操縱力傳給轉(zhuǎn)向器 [6]。經(jīng)轉(zhuǎn)向器放大后的力矩和減速后的運(yùn)動(dòng)傳到轉(zhuǎn)向橫拉桿 6，再傳給固定于轉(zhuǎn)向節(jié) 3 上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂5，使轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支承的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)，從而改變了汽車的行駛方向。從轉(zhuǎn)向盤(pán)到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸這一系列零件即屬于轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)。（如圖 21） 圖 21 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖 21 是一種機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 機(jī)械轉(zhuǎn)向系機(jī)械轉(zhuǎn)向系以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有的傳力件都是機(jī)械的。如使用壓縮空氣，貯氣筒上必須設(shè)有單向閥。（11） 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的液壓、氣壓或電氣部件部分或全部失效后，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須有控制汽車行駛方向的能力。左右兩個(gè)方向都要試驗(yàn)。（8） 后輪也做轉(zhuǎn)向車輪的汽車，具有二根和二根以上轉(zhuǎn)向車軸的全掛車和具有一根和一根以上轉(zhuǎn)向車軸的半掛車，以 80km／h（設(shè)計(jì)車速計(jì)）的車速行駛時(shí)，駕駛員必須能在不做異常轉(zhuǎn)向修正的條件，保持汽車直線行駛。（6） 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須保證駕駛員在正常駕駛操作位置上能方便、準(zhǔn)確地操作，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在任何操作位置上不得與其他零部件有干涉現(xiàn)象。（4） 轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)向車輪的偏轉(zhuǎn)必須是漸進(jìn)的。（2） 不得單獨(dú)以后輪作為轉(zhuǎn)向車輪。采用動(dòng)力轉(zhuǎn)向的汽車還裝有動(dòng)力系統(tǒng)，并借助此系統(tǒng)來(lái)減輕駕駛員的手力。機(jī)械轉(zhuǎn)向系依靠駕駛員的手力轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤(pán)，經(jīng)轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)方法：根據(jù)設(shè)計(jì)中已知參數(shù)并結(jié)合理論知識(shí)，分析并計(jì)算得到循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后利用相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)轉(zhuǎn)向器的重要部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，校核的結(jié)果不符合國(guó)家相關(guān)要求則需要重新計(jì)算，當(dāng)結(jié)果滿足要求的時(shí)候，可確定其相關(guān)幾何尺寸并完成圖紙的繪制，結(jié)束本論文的設(shè)計(jì)工作。結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)課題進(jìn)行必要的文獻(xiàn)檢索，查閱、收集、整理、歸納技術(shù)文獻(xiàn)和科技情報(bào)資料；（2） 深入學(xué)習(xí)并掌握汽車設(shè)計(jì)、汽車構(gòu)造等專業(yè)知識(shí)；了解循環(huán)球轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想和設(shè)計(jì)原則；（3） 掌握汽車設(shè)計(jì)的方法和步驟，參考有關(guān)資料、手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各總成部件進(jìn)行選型、計(jì)算、校核等；（4） 計(jì)算循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要參數(shù)，并對(duì)其重要部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，確定相關(guān)參數(shù)、材料以及裝配要求。本文通過(guò)對(duì)一款循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)，使其能夠滿足輕型越野車的需要，并為其今后拓展應(yīng)用領(lǐng)域奠定理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。我國(guó)的轉(zhuǎn)向器也在向大量生產(chǎn)循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器發(fā)展。并且該轉(zhuǎn)向器可以被設(shè)計(jì)成具有等強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，特別是變速比結(jié)構(gòu)具有較高的剛度，適宜高速車輛采用，這也是它采用廣泛的原因之一。汽車車速的提高，需要在高速時(shí)有較好的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性，必須使轉(zhuǎn)向器具有較高的剛度。因螺母與螺桿之間沒(méi)有滑動(dòng)摩擦，只有鋼球與螺桿及螺母之間的滾動(dòng)摩擦，所以循??2環(huán)球式轉(zhuǎn)向器具有較高的傳動(dòng)效率，由于有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，轉(zhuǎn)向靈敏度不如齒輪齒條式的眾多缺點(diǎn)，因此逐漸被齒輪齒條式取代。由此我們不難看出循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)具有很重要的意義，其應(yīng)用前景也非常的好。大、小型貨車中，也大都采用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器；但齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有所發(fā)展；微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占 65%，齒條齒輪式占 35%。而西歐小客車中，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器有很大的發(fā)展。據(jù)了解，在全世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器占 45%左右，有繼續(xù)發(fā)展之勢(shì)；齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器在 40%左右；蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器占 10%左右；其它型式的轉(zhuǎn)向器占 5%。??1綜合上述對(duì)有關(guān)轉(zhuǎn)向器品種的使用分析,得出以下結(jié)論：循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器和齒輪齒條式轉(zhuǎn)