汽車轉(zhuǎn)向器畢業(yè)設(shè)計

I學士學位論文摘要汽車轉(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)量嚴重影響汽車的操縱穩(wěn)定性。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車轉(zhuǎn)向器也在不斷的得到改進，雖然電子轉(zhuǎn)向器已開始應用，但機械式轉(zhuǎn)向器仍然廣泛地被世界各國汽車及汽車零部件生產(chǎn)廠商所采用。而在機械式循環(huán)球齒條-齒扇式轉(zhuǎn)向器由于其自身的特點被廣泛應用于各級其主要內(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。著動力轉(zhuǎn)向的應用，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器近年來又得到廣泛使用。循環(huán)球齒條-齒扇式轉(zhuǎn)向器II學士學位論文AbstractectedthequalityofthevehiclenIII學士學位論文 6.1轉(zhuǎn)向搖臂軸(即齒形齒扇軸)的設(shè)計計算 24 IV學士學位論文 1學士學位論文循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由兩對傳動副組成，一對是螺桿、螺母，另一對是齒條、齒扇或曲柄銷。在螺桿和螺母之間裝有可循環(huán)滾動的鋼球，使滑動摩擦變動摩擦，從而提高了傳動效率。循環(huán)球式：這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機構(gòu)將來自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進行減速，使轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運動，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運動再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，使連桿臂搖動，連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動，改變車輪的方向，這是一種古典的機構(gòu)，現(xiàn)代轎車已大多不再使用，但又被最新方式的助力轉(zhuǎn)向裝置所應用。它的原理相當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)球式故而得名成本高，轉(zhuǎn)向靈敏度不如齒輪齒條式。因此逐漸被齒輪齒條式取代。但隨著動力轉(zhuǎn)向的應用，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器近年來又得到廣泛使用。設(shè)計部分還包括轉(zhuǎn)向搖臂軸，漸開線花鍵，扇形齒輪軸以及螺桿軸的設(shè)計轉(zhuǎn)向器按結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型。歷史上曾出現(xiàn)過許多種形式的轉(zhuǎn)循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。2學士學位論文在《當前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》中，汽車關(guān)鍵零部件開發(fā)和制造被列為重點扶持的項目，國家計委和科技部也將汽車關(guān)鍵零部件劃入當前國家優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點領(lǐng)域，所以，具有先進水平的汽車轉(zhuǎn)向器的研發(fā)、生產(chǎn)將會得到有力的政策支持。隨著全球汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車的需求量大幅攀升，汽車制造已向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。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。照汽車零部件工業(yè)“十五”發(fā)展目標，到2005年中國汽車保有量為2198—2315萬輛，其中轎車843—860萬輛。當年汽車需求量為：271—310萬輛，其中轎車110——121萬輛，汽車工業(yè)增加值占GDP的1%左右，汽車零部件工業(yè)產(chǎn)值將占汽車工業(yè)總產(chǎn)值2的5%左右。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。展成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車轉(zhuǎn)向器是符合國家重點扶持和優(yōu)惠政策3學士學位論文汽車轉(zhuǎn)向系可按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機械式轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系兩大類。汽車轉(zhuǎn)向器是用來保持或改變汽車形式方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行使機械轉(zhuǎn)向系的能量來源是人力，所有傳力件都是機械的，由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)(方向盤)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃訖C構(gòu)的直線運動(嚴格講是近似直線運動)的主要的動力來源是轉(zhuǎn)向助力裝置。由于轉(zhuǎn)向助力裝置最常用的是一套液壓于電向盤即通常所說的方向盤。轉(zhuǎn)向盤內(nèi)部有金屬制成的骨架，是用鋼、鋁合金或鎂合金等材料制成。由圓環(huán)狀的盤圈、插入轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向盤轂，以及由細采用皮革包裹以及硬木制作的轉(zhuǎn)向盤。轉(zhuǎn)向盤外皮要求有某種程度的柔軟向盤的功能：轉(zhuǎn)向盤位于司機的正前方，是碰撞時最可能傷害到司機的部架能受到轉(zhuǎn)向盤的反彈(即“打手”)的影響，為了設(shè)定適當?shù)膽T性力矩，就要4學士學位論文但實際上已經(jīng)有了改進。由于轉(zhuǎn)向助力裝置的普及，轉(zhuǎn)向盤外徑變小了，越多的汽車在轉(zhuǎn)向盤里安裝了安全氣囊，也使汽車的安全性大大提高了。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)之間顯然不能用導線直接相連，因此就必須采用集電環(huán)裝置。集電環(huán)好比環(huán)形的地鐵軌道，喇叭開關(guān)的觸點就象奔跑在觸點最轉(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轉(zhuǎn)向器按結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型。歷史上曾出現(xiàn)過許多種形式的轉(zhuǎn)第三種的變形形式，而蝸桿滾輪式則更少見。如果按照助力形式，又可以分為機械式(無助力)，和動力式(有助力)兩種，其中動力轉(zhuǎn)向器又可以分為線運桿曲柄銷式轉(zhuǎn)向器5學士學位論文手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上，曲柄與轉(zhuǎn)向搖臂軸制成一體。轉(zhuǎn)向時，通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉(zhuǎn)，一邊繞轉(zhuǎn)向搖臂軸做圓弧運動，從而帶動曲柄和轉(zhuǎn)向垂臂擺動，再通過轉(zhuǎn)向循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。循環(huán)球式：這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機構(gòu)將來自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進行減速，使轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運動，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運動再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，使連桿臂搖動，連桿臂再它的原理相當于利用了螺母與螺栓在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的相對移動，而在螺紋與螺旋曲線內(nèi)循環(huán)滾動，循環(huán)球式故而得名。齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向器，是相對于齒輪齒條機械轉(zhuǎn)向器而言的，主要是增加了轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油壺、轉(zhuǎn)向油管、轉(zhuǎn)向閥、轉(zhuǎn)向油缸等部件，多年來的發(fā)展，已經(jīng)形成成熟的研發(fā)和制造技術(shù)的廠家有豫北光洋轉(zhuǎn)向器有限公司等企業(yè)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對于舒適、安全性能要求的不斷提高，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也隨著科技的發(fā)展日新月異。就目前而言，電管些先進線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等6學士學位論文2.1.1機械式轉(zhuǎn)向系機械式轉(zhuǎn)向器的能量來源是人力，所有傳力件都是機械的，由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)(方向盤)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃訖C構(gòu)的直線運動(嚴格講是近似直線運動)的機構(gòu)，是轉(zhuǎn)向系的核心部件。這種轉(zhuǎn)向器有兩對傳動副組成，一對是螺桿、螺母，另一對是齒條、齒扇或曲柄銷。在螺桿和螺母之間裝有可循環(huán)器的優(yōu)點是，操縱輕便，磨損小，壽命長。缺點是結(jié)構(gòu)復雜，成本高，轉(zhuǎn)向靈敏度不如齒輪齒條式。因此逐漸被齒輪齒條式取代。但隨著動力轉(zhuǎn)向的應用，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器近年來又得到廣泛使用。當汽車轉(zhuǎn)向時，駕駛員對轉(zhuǎn)向盤施加一個轉(zhuǎn)向力矩。該力矩通過轉(zhuǎn)向和減速后的運動傳到轉(zhuǎn)向搖臂，再通過轉(zhuǎn)向直拉桿傳給固定于左轉(zhuǎn)向節(jié)上的轉(zhuǎn)向節(jié)臂，使左轉(zhuǎn)向節(jié)和它所支撐的左轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)。傳蝸輪咬合(也有循環(huán)球咬合的)渦輪軸帶動方向機搖臂前后擺動，方向機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7學士學位論文謂的轉(zhuǎn)向，這就需要有一套能夠按照司機意志使汽車轉(zhuǎn)向的機構(gòu)，它將司按轉(zhuǎn)向力能源的不同，可將轉(zhuǎn)向系分為機械轉(zhuǎn)向系和動力轉(zhuǎn)向系。機械轉(zhuǎn)向系的能量來源是人力，所有傳力件都是機械的，由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)(方向盤)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃訖C構(gòu)的直線運動(嚴格講是近似直線運動)的動力轉(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。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，它們分別相當于電路系統(tǒng)中的電池、導線、開2.1.2動力轉(zhuǎn)向器動力轉(zhuǎn)向器是兼用駕駛員體力和發(fā)動機動力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系。在大部還應當能由駕駛員獨立承擔汽車轉(zhuǎn)向任務。因此，動力轉(zhuǎn)向器是在機械轉(zhuǎn)向器的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。動力轉(zhuǎn)向器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。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，它們分別相當于電路系統(tǒng)中的電池、導線、開關(guān)、電機和地線的作用。轉(zhuǎn)向助力裝置有以下幾種：8學士學位論文2.2轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù)從轉(zhuǎn)向軸輸入，經(jīng)轉(zhuǎn)向搖臂軸輸出所求得的效率稱為正效率，用符號η+表示，η+=(P1—P2)／P1；反之稱為逆效率，用符號η－表示，η－軸上的功率。為了保證轉(zhuǎn)向時駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤輕便，要求正效率高。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。為了減輕在不平路面上行駛時駕駛員的疲勞，車輪與路面之間的作用力傳至轉(zhuǎn)向盤上要盡可能小，防止打手又要求此逆效率盡可能影響轉(zhuǎn)向器正效率的因素有：轉(zhuǎn)向器的類型、結(jié)構(gòu)特點、結(jié)構(gòu)參數(shù)和(1)轉(zhuǎn)向器類型、結(jié)構(gòu)特點與正效率同一類型轉(zhuǎn)向器，因結(jié)構(gòu)不同其正效率也不一樣。另外兩種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向搖臂軸軸承的形式對效率也有影響，用滾針軸承比用滑動軸承可如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，對9學士學位論文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路面作用在車輪上的力，經(jīng)過轉(zhuǎn)向系可大部分傳遞到轉(zhuǎn)向盤，這種逆效率較高的轉(zhuǎn)向器屬于可逆式。它能保證轉(zhuǎn)向后，轉(zhuǎn)向輪和轉(zhuǎn)向盤自動回正。這既減輕了駕駛員的疲勞，又提高了行駛安全性。但是，在不平路面使之精神狀態(tài)緊張。如果長時間在不平路面上行駛，易使駕駛員疲勞，影響安全駕駛。屬于可逆式的轉(zhuǎn)向器有齒輪齒條式和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。不可逆式轉(zhuǎn)向器，是指車輪受到的沖擊力不能傳到轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向器。該沖擊力由轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)的零件承受，因而這些零件容易損壞。同時，它力只有較小一部分傳至轉(zhuǎn)向盤。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)向傳動機構(gòu)的零件所承受的沖擊力也比不可如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，則逆效率可用下式計算-負值或者為零，此時表明該轉(zhuǎn)向器是不可逆式轉(zhuǎn)向器。為此，導程角必須大于摩擦角。通常螺線導程角選在8°~10°之間。學士學位論文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)向系的力傳動比轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動角速度ωw與同側(cè)轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)角速度ωk之比，稱為轉(zhuǎn)ddtdpdtdp量。此定義適用于除齒輪齒條式之外的轉(zhuǎn)向器。2)力傳動比與轉(zhuǎn)向系角傳動比的關(guān)系式中，α為主銷偏移距，指從轉(zhuǎn)向節(jié)主銷軸線的延長線與支承平面的交點至車輪中心平面與支承平面交線間的距離。作用在轉(zhuǎn)向盤上的手力Fh可用下式表示FhMhDsw(2—4)將式(2—3)、式(2—4)代入ip=2Fw／Fh后得到學士學位論文能保證轉(zhuǎn)向輕便。通常轎車的a值在0．4~0．6倍輪胎的胎面寬度尺寸 (2—7)3)轉(zhuǎn)向系的角傳動比iwo可近似認為其比值為iwo≈iw=dφ／dβ。由此可見，研究轉(zhuǎn)向系的傳動比特性，只需研究轉(zhuǎn)向器的角傳動比iw及其變化規(guī)律即可。4)轉(zhuǎn)向器角傳動比及其變化規(guī)律向輪偏轉(zhuǎn)角速度與轉(zhuǎn)向器角傳動比成反比。角傳動比增加后，轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角速度對轉(zhuǎn)向盤角速度的響應變得遲鈍，使轉(zhuǎn)向操縱時間增長，汽車轉(zhuǎn)向靈敏性降低，所以“輕”和“靈”構(gòu)成一對矛盾。為解決這對矛盾，可采用變速比轉(zhuǎn)向器。學士學位論文隨轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角變化，轉(zhuǎn)向器角傳動比可以設(shè)計成減小、增大或保持不變的。影響選取角傳動比變化規(guī)律的因素，主要是轉(zhuǎn)向軸負荷大小和對汽車機動能力的要求。若轉(zhuǎn)向軸負荷小，在轉(zhuǎn)向盤全轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，駕駛員不所以在上述兩種情況下，均應取較小的轉(zhuǎn)向器角傳動比并能減少轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的總?cè)?shù)，以提高汽車的機動能力。轉(zhuǎn)向軸負荷大又沒有裝動力轉(zhuǎn)向的汽車，因轉(zhuǎn)向阻力矩大致與‘車輪故應選用大些的轉(zhuǎn)向器角傳動比。汽車以較高車速轉(zhuǎn)向行駛時，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角較小，轉(zhuǎn)向阻力矩也小，此時要求轉(zhuǎn)向輪反應靈敏，轉(zhuǎn)向器角傳動比應當小些。因此，轉(zhuǎn)向器角傳動比變化曲線應選用大致呈中間小兩端大些的β控制轉(zhuǎn)向輪的運動有困難。直行位置的轉(zhuǎn)向器角傳動比不宜低于15~16。學士學位論文對轉(zhuǎn)向盤自由行程的認識轉(zhuǎn)向盤在空轉(zhuǎn)階段中的角行程，稱為轉(zhuǎn)向盤自由行程。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。一般說來，轉(zhuǎn)向盤從相應于汽車直線行駛的中間位置向任一方向的自由行程最好不超過10°~15°。當零件磨損嚴重到十轉(zhuǎn)向盤自由行程超過25°~35°時，必須進行調(diào)整。2)轉(zhuǎn)向盤自由行程過大的原因造成轉(zhuǎn)向盤自由行程過大的原因，主要有如下幾個方面：2.3轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)及轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)現(xiàn)在有越來越多的汽車在轉(zhuǎn)向盤里安裝了安全氣囊，也使汽車的安全性大大提高了。轉(zhuǎn)向盤的集電環(huán)：轉(zhuǎn)向盤上有喇叭開關(guān)，必須時刻與車身觸點時刻保持接通的狀態(tài)。由于是機械接觸，長時間使用觸點會因磨損影響的轉(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。這種裝置大大提高了電學士學位論文內(nèi)部有軸承和襯套支承。轉(zhuǎn)向機構(gòu)應備有吸收汽車碰撞時產(chǎn)生的沖擊能的轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向器齒輪箱之間采用聯(lián)軸節(jié)相連(即兩個萬向節(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：(1)可傾斜式轉(zhuǎn)向機構(gòu)：(2)可伸縮式轉(zhuǎn)向機構(gòu)：[5]學士學位論文(1)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪應繞順時針方向旋轉(zhuǎn)，任何車輪不行駛穩(wěn)定性。(2)汽車轉(zhuǎn)向行駛后，在駕駛員松開轉(zhuǎn)向盤的情況下，轉(zhuǎn)向輪能自車(5)保證汽車有較高的機動性，具有快速和小轉(zhuǎn)彎能力。(6)操縱輕便。(7)轉(zhuǎn)向輪碰到障礙物以后，傳給轉(zhuǎn)向盤的反沖力要盡可能小。(9)在車禍中，當轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向盤由于車架或車身的變形而后移時，裝置。(10)進行運動校核，保證轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動方向一致。正確設(shè)計轉(zhuǎn)向梯形機構(gòu)，可以使第一項得到保證。轉(zhuǎn)向系中設(shè)有轉(zhuǎn)向減震器時，能夠防止轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生振動，同時又能使傳動轉(zhuǎn)向盤上的反沖力轉(zhuǎn)角，并要達到按前外輪車輪軌跡計算，其最小轉(zhuǎn)彎半徑能達到汽車軸距的2-2.5倍。通常用轉(zhuǎn)向時駕駛員作用在轉(zhuǎn)向盤上的切向力大小和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動圈數(shù)多少兩項指標來評價操縱輕便性。沒有動力轉(zhuǎn)向的轎車，在行駛學士學位論文線行駛狀態(tài)，以10Km/h的速度在柏油路或水泥的水平路段上轉(zhuǎn)入沿半徑NN間位置循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器又稱為綜合式轉(zhuǎn)向器(因為它由兩級傳動副組成)，是目前國內(nèi)、外汽車上較為流行的一種結(jié)構(gòu)形式。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器中一般有兩級傳動副，第一級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，因而個角接觸球軸承上，軸承緊度可用調(diào)整墊片調(diào)整。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?？梢?，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 學士學位論文為了減少轉(zhuǎn)向螺桿和轉(zhuǎn)向螺母之間的摩擦和磨損，二者的螺紋制成半圓形凹槽，并不直接接觸，其間裝有許多鋼球，從而將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦。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。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。螺母側(cè)面有兩對通孔，可將鋼球從此孔塞入螺旋形通道內(nèi)。兩根U形鋼球?qū)Ч艿膬啥瞬迦肼菽競?cè)面的兩對通孔中，導管內(nèi)也裝滿了鋼球。這樣兩根導管和轉(zhuǎn)向螺桿轉(zhuǎn)動時，通過鋼球?qū)⒘鹘o轉(zhuǎn)向螺母，螺母即沿軸向移動。同時，在螺桿與螺母兩者和鋼球間的摩擦力偶作用下，所有鋼球便在螺旋向?qū)W士學位論文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。只要使齒扇軸相對于齒條作軸向移動，即能調(diào)整兩者的嚙合間隙。調(diào)整螺釘裝在側(cè)蓋上，并用螺母鎖緊。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。將調(diào)整螺釘旋入，則嚙合隙減少；反之，則嚙合間隙增大。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器在螺桿和螺母之間因為有可以循環(huán)流動的鋼球，將滑面沖擊力傳動轉(zhuǎn)向盤。不過，對于前軸軸載質(zhì)量不大而又經(jīng)常在平坦路面上行使用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器時，除可以在轉(zhuǎn)向器中增加吸振裝置以減少路面沖擊于與液力轉(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用。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)整工作容易進行；適合用來做整體式轉(zhuǎn)向器。學士學位論文 121212選取規(guī)律是隨著扇齒模數(shù)的增大，鋼球中心距也相應增加。設(shè)計時先參考同類型汽車的參數(shù)進行選取，經(jīng)強度驗算后，再進行修正。螺桿外徑D通12121(2)鋼球直徑d及數(shù)量n和轉(zhuǎn)響器的尺寸也隨之增大。鋼球直徑應符合國家標準，一般常在7~9mm效率降低。因為鋼球本身有誤差，所以共同參加工作的鋼球數(shù)量并不是全n=幾DW -1)0學士學位論文包括環(huán)流導管中的鋼球數(shù)；0為螺線導程角，常取0=5o~8o，則(3)滾道截面當螺桿和螺母各有兩條圓弧組成，形成四段圓弧滾道截面時,見圖4-2，鋼球與滾道有四點接觸,傳動時軸向間隙最小可，滿足轉(zhuǎn)向盤自由行程小的要求。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)。為了減少摩擦，圖4-2四段圓弧滾道截面螺桿與螺母溝槽的半徑R2應大于鋼球半徑d2，一般取R2=(0.5~10.53)(4)接觸角9鋼球與螺桿滾道接觸點的正壓力方向與螺桿滾道法面軸線間的夾角9(5)螺距P和螺線導程角0 ps=r(4-3)p學士學位論文wP 由式(4-4)可知,螺距影響轉(zhuǎn)向器傳動比的值。在螺距不變的條件下,(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)又與接提高承載能力；但鋼球受力不均勻、螺桿增長而使剛度降低。工作鋼球圈32323530283229256.3508.731256465947623558齒扇模搖臂軸直徑/mm鋼球中心距/mm桿外徑/mm鋼球直徑/mm螺距/mm工作圈數(shù)環(huán)流行數(shù)螺母長度/mm齒扇齒數(shù)6.3509.52559.525學士學位論文1322°30′27°30′6°30′2530286°30′7°30′3035343838齒扇整齒扇壓切削角齒扇寬28~32學士學位論文的確定系零件的強度，需首先確定作用在各零件上的力。影響這些力的主要因素括轉(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)精確地計算出這些力是困難的。為此推薦用足夠精確的半經(jīng)驗公式來計算汽車在瀝青或者混凝土路面上行駛時轉(zhuǎn)向器的輸出力矩。11式中，G為汽車前軸負荷，單位是N；1M為汽車轉(zhuǎn)向器的輸出力矩，單位是N.mm；m為汽車的前軸負荷，單位是Kg；g為重力加速度，計算時取g=10N/Kg；L為汽車轉(zhuǎn)向搖臂中心距(轉(zhuǎn)向搖臂大端錐形三角花鍵軸頸中心與轉(zhuǎn)向搖臂小端的球頭銷中心之間的距離)，單位是mm。學士學位論文計算及校核6.1轉(zhuǎn)向搖臂軸(即齒形齒扇軸)的設(shè)計計算簧槽部表面不滲碳，其余表面滲碳層深度在0.8~1.2mm。表面硬度為58~軸伸出殼體的部分制成錐形漸開線花鍵，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存在摩擦力，工作一段時間后會產(chǎn)生間隙，為使此間隙的調(diào)整工作容易進行，故將齒扇設(shè)計成(1)漸開線花鍵的設(shè)計計算花鍵連接常根據(jù)被連接件的特點、尺寸、使用要求和工作條件，確定其類型、尺寸，然后進行必要的強度校核計算。學士學位論文ZZmm漸開線花鍵連接強度可按擠壓、彎曲和剪切來計算。實踐證明，擠壓=2MjyZhlDggm轉(zhuǎn)向器齒扇齒模數(shù)(2)變厚齒形齒扇的計算參考表4－1選??；法向壓力角a0，一般在20°~30°之間；齒頂高系之間選取；齒扇寬度，一般在22mm~28mm。齒扇齒模數(shù)齒扇齒模數(shù)m/mm大量負荷前軸負荷最大轉(zhuǎn)載質(zhì)量~0~110000~000~1800700~500~000~4400000~00~00~185000~~~~學士學位論文γ1faaff。5)齒扇齒的應力校核學士學位論文FFr2MM477225d65作用在齒扇上的圓周力Fa=2=2=14683.85N;(6－1)hhahfmm;wbs(6－2)6.2螺桿軸設(shè)計計算及主要零件的校核螺桿軸用20CrMnTi鋼制造，熱處理鋼球滾道處滲碳層深度在0.8~軸的結(jié)構(gòu)如圖所示學士學位論文考慮軸向固定，內(nèi)側(cè)采用軸肩，又考慮角接觸球軸承的標準，故左右可靠地固定在轉(zhuǎn)向螺桿軸上；為使汽車轉(zhuǎn)向螺桿軸中心與轉(zhuǎn)向萬節(jié)的中心能保持高度一致，二者的連接采用漸開線花鍵連接，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(1)首先由變厚齒扇齒模數(shù)m=5.0mm，查表4-1確定轉(zhuǎn)向螺桿軸的相鋼球中心距D=32mm;螺母長度L=56mm;Z’=13；齒扇壓力角a=27o30′；螺桿外徑D1=29mm;齒扇齒數(shù)Z=5;齒扇寬26mm；齒扇整圓齒數(shù)滾道截面半徑R2滾道截面半徑R2>2=2=3.572mm;(2)其他參數(shù)的設(shè)計計算： 效工作長度螺桿螺線導程角a0則tana0=,則a=0(6－6)a=0(6－6)22(6－7)F3=02(6－8)AAAA可見B接近于0.1，根據(jù)B查取K=0.970; AA0.70.60.50.4400.4680.4900.050.020.011.2801.82.271AKAK學士學位論文N學士學位論文[1]朱東華樊智敏主編.機械設(shè)計基礎(chǔ).第一版.機械工業(yè)出版社200386-142[2]陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.第一版.機械工業(yè)出版社2004263-276[3]王望予主編.汽車設(shè)計.第三版.機械工業(yè)出版社2000342-405[4]蔡春源主編.新編機械設(shè)計手冊.第一版.遼寧科學技術(shù)出版社1992206-241[5]毛志堅邵常貴等編.現(xiàn)代汽車大全第一版.湖北科學技術(shù)出版社1986245-252[6]張洪欣等編.汽車技術(shù)詞典.人民交通出版社1985138-257[7]《齒輪手冊》編委會.齒輪手冊第一版.機械工業(yè)出版社1990186-239[8]《現(xiàn)在機械傳動手冊》編輯委員會編.現(xiàn)在機械傳動手冊第一版.機械工業(yè)出[9]陳忠良，邊欣主編.機械制圖與計算機繪圖(第一版).中國農(nóng)業(yè)出版社.業(yè)大學理論力學研究室編.理論力學(第六版).高等教育出版社.[11]劉鴻文主編.材料力學(第四版).高等教育出版社.200423-155[12]廖念釗，莫雨松，李碩根，楊興駿編.中國計量出版社.互換性與技術(shù)測量(第四版).200054-166[13]楊可楨，程光蘊主編.機械設(shè)計基礎(chǔ)(第四版).高等教育出版社.1999學士學位論文致謝本次畢業(yè)設(shè)計雖然僅僅經(jīng)歷了短暫的三個月，但是它濃縮了大學四年學習的全過程，體現(xiàn)了我們對所學知識的掌握和領(lǐng)悟程度。由于我們是第一次進行整體性地設(shè)計，不可避免地碰到了許多困難，有時甚至會感到無再加上指導老師的幫助，然后再回到書本攻克一個又一個的難題，最終圓滿地完成了本次設(shè)計。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：叉點，同時構(gòu)成了一個知識網(wǎng)絡，形成了一個整體的知識體系，進一步完善了自己的知識結(jié)構(gòu)。和學習中的問題打下了堅實的基礎(chǔ)。尋求解決問題的思維方法，對新信息和新知識及時做筆記。但是，設(shè)計研究過程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進一步深入，具體如下：1.缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，學士學位論文3.系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制學士學位論文ngfalltheerysteeringgear(1)theaccuracyofpartsofthefootonly,finishsecond,two-phase-the學士學位論文her⑧shifttowardsverticalaxisaperturearmflyingfinish,differentdegreeofheart;⑨ngthXwidth).gakingsealslubricationwillbeaffectedf學士學位論文powertotsfyhsecondfourthrespectivelyisthefirstthethirdformoftheheItisawormfortheactiveparts,crankpinforthesteeringgearfollower.Wormhasatrapezoidalthread,referringtoafinger-shapedpinwithtaperedbearingsinthecrank學士學位論文ngmeshingwaywasthelatestbytheapplicationofpowersteeringdevice.Itisequivalenttothee學士學位論文nlibrarytocollectrelevantinformationandfaxtothefuture,inthepapershaveused學士學位論文現(xiàn)代汽車對轉(zhuǎn)向器的要求是操縱輕便，安全、可靠，并應具有足夠的使用壽命。為了滿足上述要求，在轉(zhuǎn)向器設(shè)計上應具有合理的傳動比特性，正確的啃合間隙，較高的傳動效率，足夠的剛性和強度。如果轉(zhuǎn)向器在設(shè)計上是合理的，那么決定產(chǎn)品好壞的關(guān)鍵問題就是零部件的制造和裝配。如何控制產(chǎn)品的質(zhì)量?關(guān)鍵問題在于合理的檢測方法，嚴格控制關(guān)鍵項次的合格率，這樣就能保證產(chǎn)品零部件的質(zhì)量。首先轉(zhuǎn)向器總成的質(zhì)量，應在裝配時控制并保證轉(zhuǎn)向軸的轉(zhuǎn)向力矩和轉(zhuǎn)動軸與被傳動部件之間傳動效率、轉(zhuǎn)動力矩、剛性。除考核上述轉(zhuǎn)向器性能指標以外，還應在，試驗臺上壽核它的可靠性和壽命即靜扭試驗：薄錘沖、擊試驗、疲勞壽命試驗?？梢源_定產(chǎn)品的質(zhì)量是否合手國家標準。從轉(zhuǎn)向囂修理的角度來霜，這些檢測和試驗方法也是可以借零件的尺才精度、光潔度二相二是-位置精"度檢測內(nèi)容L①轉(zhuǎn)向器軸裝軸承處的軸頸轉(zhuǎn)向器垂臂軸軸頸尺寸精度和光潔度，蝸桿滾輪式的滾輪軸承孔到軸頸中心的距離，滾輪軸承孔與軸頸''中必夾角，開擋尺寸，光潔度和不對稱度；③循環(huán)球式的扇齒徑光潔度，滾道圓柱準確''度及偏差、滾道相鄰節(jié)距誤差、節(jié)草累積誤差子齒條節(jié)線與滾道中心距，齒條節(jié)線與滾道中心的不平：行度；?滲碳層厚度、硬度；磁力探傷；心度；⑨轉(zhuǎn)向軸亂與轉(zhuǎn)向垂臂孔中心距，轉(zhuǎn)向軸孔與轉(zhuǎn)向垂臂軸孔中心線的不垂直度(2)零件的清潔度。檢測部位是轉(zhuǎn)向-器殼內(nèi)表面及零件表面。檢測方法是將零件用清洗液清洗，然后將帶有雜質(zhì)的清洗液，用濾膜進行真空抽濾；再周120號工業(yè)溶劑汽油將帶有雜質(zhì)的濾膜洗凈。待清洗液揮發(fā)后將濾膜連同雜質(zhì)起稱重，用包有玻璃紙的磁鐵分揀雜質(zhì)中的鐵屑，稱得鐵屑重量。了然后將鐵屑放在40倍以士的顯微鏡上測學士學位論文(3)總成的滲漏。轉(zhuǎn)向器不允許有滲漏現(xiàn)象。因為在轉(zhuǎn)向器內(nèi)部的潤滑油是用來潤滑轉(zhuǎn)向部件摩擦副的，如果由于密封件損壞造成滲漏，就會影響潤滑，從而導致摩擦零件加劇磨損，降低轉(zhuǎn)向器的壽命；同時傳動效率也會降低。油，同時浸水，觀察有否滲水現(xiàn)象。(4)轉(zhuǎn)向器調(diào)好后應檢查總成的技術(shù)要求時方向盤轉(zhuǎn)動靈活自如，沒有軸向間隙I方向盤的總轉(zhuǎn)數(shù)符合規(guī)定值，向左右的轉(zhuǎn)數(shù)