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动力 齿轮 齿条 转向器 设计 全套 cad 图纸

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下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 动力齿轮齿条转向器的设计I摘要随着经济的迅速增长，汽车工业得到了迅猛发展。作为汽车重要安全部件之一的转向系统也取得了跨越式发展。汽车转向器主要用于汽车驾驶过程中的转向操作，其性能的重要性不言而喻。本论文通过查阅国内外研究现状和现有机械转向器的类型特点，选用齿轮齿条作为汽车转向器的主体机构方案。首先在考虑转向器基本功能实现的前提下，以方向盘带动齿轮齿条转向轴，万向节带动转向齿轮轴，其后齿轮轴与齿条配合实现转向操作。通过计算校核设计的安全可靠性。最后，利用三维软件针对齿轮齿条转向机构进行三维建模，并验证该主体机构尺寸设计的合理性。关键词：齿轮齿条设计；转向系统；转向器下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 动力齿轮齿条转向器的设计IIAbstractWith the rapid economic growth, the automotive industry has been developing rapidly. As one of the important safety components of automobiles, the steering system has also made great stride development. Automobile steering gear is mainly used in steering operation during vehicle driving, and its importance is self-evident. Through consulting the research status at home and abroad and the characteristics of the existing mechanical steering gear, this paper selects rack and pinion as the main body mechanism of automobile steering gear. First, on the premise of realizing the basic function of the steering gear, the steering wheel drives the gear and rack steering axis with the steering wheel, the universal joint drives the steering gear shaft, and then the gear shaft is cooperated with the rack to realize the steering operation. The safety and reliability of the design is calculated. Finally, the 3D modeling of the rack and pinion steering mechanism is carried out by three-dimensional software, and the rationality of the size design of the main body is verified.Keywords: Gear and rack design Steering system Steering gear下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 动力齿轮齿条转向器的设计III目录摘要 .IABSTRACT.II第 1 章 绪论 .11.1 概述 .11.2 转向器的作用与分类 .11.3 汽车转向装置的发展趋势 .31.4 汽车转向器国内外现状 .41.5 设计的主要内容 .6第 2 章 齿轮齿条转向器设计方案选择 .72.1 转向系主要性能参数 .72.2 转向器总体方案设计 .82.2.1 转向器设计方案说明 .82.2.2 转向器输入输出形式 .82.2.3 转向器输出形式对比分析 .92.2.4 转向器齿轮齿条选择 .92.2.5 转向器齿条断面形状选择 .92.2.6 转向器的四种布置形式 .102.2.7 转向器最终方案确定 .112.2.8 本章小结 .11第 3 章 设计计算过程 .123.1 侧偏角的计算 .123.2 原地转向阻力矩的计算 .133.3 力传动比与角传动比对比分析 .133.3.1 两种传动比基础介绍 .133.3.2 角传动比与力传动比确定 .143.4 转向器齿轮齿条的设计 .153.4.1 啮合传动的特点 .153.4.2 齿轮参数的选择 .163.4.3 接触疲劳许用应力 .163.4.4 齿轮的齿根弯曲强度设计 .173.4.5 齿轮主要参数选取计算 .18下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 动力齿轮齿条转向器的设计IV3.4.6 齿条主要参数选取计算 .193.4.7 齿面接触疲劳强度校核 .203.4.8 本章总结 .20第 4 章 齿轮轴的设计 .214.1 传动受力分析 .214.2 最小轴径确定 .214.3 强度校核 .214.3.1 本章小结 .24第 5 章 间隙调整弹簧的设计 .255.1 弹簧材料 .255.2 计算弹簧丝直径 .255.3 弹簧圈数和自由高度的计算 .265.4 校核与内外径的确定 .265.5 工作时的数据 .275.5.1 本章小结 .27第 6 章 轴承选择与润滑方式分析 .296.1 轴承的选用方案 .296.2 转向器润滑方式 .296.2.1 本章小结 .30结论 .31参考文献 .32致 谢 .33附录 A 外文翻译 .34下载后文件包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 11970985 动力齿轮齿条转向器的设计V动力齿轮齿条转向器的设计1第 1 章 绪论1.1 概述自改革开放几十年来，汽车工业得到了长足进步。而转向系统，这种汽车上的重要部件之一，也在我国市场上，得到了飞速发展。对于该部件的生产来说，目前已达到了专业化和现代工业化的规模。我们可以从有关数据获知，在发达国家中，和转向器有关的制造业，早就实现了大规模生产，而且产量可以达到年均数百万台。所以，在资本和技术等方面优势的加持下，这些厂商差点就占据全球所有的转向器市场，如今，其成功模式被世界各地其它厂商争相模仿。1.2 转向器的作用与分类通常情况下，转向器可以改变转向盘上的力矩，让它增大，然后让速度得以削减，接着再传递到转向系统中的传动部件上。在转向系统中，实现速度减弱的装置，叫做转向器。通常，由 1 到 2 级来缩小传动副的速度。转向器进行传动的效率很低，因为它的传动比比较大，该效率是输出与输入功率的比值。该效率因为传动方向的不同，被划分为两种情况：第一种，正效率。这种情况下，功率是从转向柱输入，然后，转向摇臂再把它输出到车轮上；第二种，逆效率。功率的输入和输出正好和正效率情况下的相反。而在进行转向器的设计时，要注意到的是，如果想要提升转向器的传动效率，那么就又很必要削减操纵转向盘所需要的力量。现在，各地市场上常见的转向器，主要有蜗杆指销式、循环球式和齿轮齿条式转向器等。本文所研究的，就是齿轮齿条式转向器。在市场上，该转向器具有很多优点，比如，它的传动副只由两部分构成，分别是齿轮和齿条。所以它的构造简洁、置放容易、稳定性高，而且制造工艺不繁琐，生产速度快等。但它也有着许多显著不足，比如，转向传动的尺寸不是很大，而且，在实际使用中，齿条的不均匀磨损，会时常在其长度方向上发生。因此，一些无需进行高强度工作的微型汽车，经常在其转向系统中，使用该种形式的转向器。转向器结构主要形式可分为数种类型。过去的几十年曾出现过多种形式的不同类型转向器，近几年来，遍地使用的转向器，主要有下列几种形式，比如动力齿轮齿条转向器的设计2蜗杆滚轮式、循环球式和齿轮齿条式等。除此之外，还有一种非常冷门的蜗杆滚轮式转向器。但要是按照转向助力的方式，那么转向器，又能被划分为以下两种类型，第一，机械式；第二，动力式。在这两种类型中，机械式动力转向器，又因为动力来源的不同，被划分为以下几种形式，比如电动助力式、气压动力式和液压动力式等等。1、齿轮齿条式转向器这是一种被广泛使用的转向器，在市场上随处可见。它的基础结构很简单，主要是齿条和一双互相啮合的齿轮。在转向轴的带动下，小齿轮开始旋转，而齿条就被带动起来，开始做直线运动。当然，还有一些与此不同的情况，比如横拉杆直接被齿条带动，从而使转向轮带动车轮，改变方向。这种转向器的结构最为简单，且成本低廉，但是转向的灵敏度却一点也不低，体积还很小巧。从性价比上来说，这种转向器是最优选择，所以得到了相关市场的青睐。2、蜗杆曲柄销式转向器该转向器主要分为蜗杆和曲柄销两大部分组成。蜗杆的螺纹形状类似于为梯形；锥形销通过轴承，被支撑在曲柄上，而该曲柄和负责转向的摇臂，则是一个整体，没有任何接连结构。转向系统在接到驾驶员的指令后，先会通过转向盘，使蜗杆转动起来。接着。锥形销，就会在蜗杆螺旋槽内，持续地进行自转，同时还以摇臂的轴为中心，做着圆弧运动。通过这样的方式，让转向摆臂和曲柄，产生摆动，然后，转向轮再在转向传动部件的作用下，发生偏转。这种转向器产生的转向力非常大，所以经常被应用在卡车和大型货车的转向系统中。3、循环球式转向器这种转向器的工作原理，如下所述：转向盘的所发出的旋转力，会被齿轮结构减少，接着该结构会把这个力进行传递，此时，螺夹着钢球的螺母和滚珠螺杆，就会相互咬合，从而将滚珠螺杆转变为直线往复的运动。然后齿轮便会再次跟螺母之间发生啮合，这样就会改变刚才滚珠螺杆的直线往复运动，让它旋转起来。而该旋转会摇动连杆臂，让它带着连动和横拉杆，进行直线往复运动，从而实现车轮方向的改变。这是一种非常经典的转向方案，但比较落后，不被市场所喜爱。它主要是利用了一种相对位移，该位移是螺栓和螺母在旋转的整个过程中，所形成的。出于削减直接接触带来的阻力，一定数量的钢球被放置在这个结构的螺纹中。于是，当转向系统开始转向操作后，钢球就会在螺旋曲线内做着往复运动，当然，该曲线是封闭的。所以，这种转向器就被称为循环球式转向器。4、齿轮齿条液压助力转向器动力齿轮齿条转向器的设计3相较于齿轮齿条机械式的转向器来说，有一种叫做齿轮齿条液压助力式的转向器。这种液压助力式转向器，只不过在原乡机械式的基础上，增加了一些让驾驶员在转向操作中，会感到更加方便的部件，比如，转向阀、转向油缸、转向油壶等等，让驾驶员的转向操作更加省时省力。1.3 汽车转向装置的发展趋势在汽车的所有部件中，转向装置是非常重要的部件之一，它可以轻而易举地改变汽车的行进方向。所以，通常要求该装置的反应要十分灵敏，能准确感知驾驶员的下达的转向操作指示。而且，当转向动作发生后，哪怕驾驶员没有再操作方向盘，该装置也要能够使汽车自行回位到之前的稳定驾驶中。汽车工业作为第二产业的中流砥柱，其代表着一个国家的制造业整体水平。汽车属于制造业的集成产品，结合了多种领域的优势特点，集复杂性与高科技于一身，远非我们原来所理解的机械工程车辆。传统设计的转向系统，主要采用的都是机械式助力，比如，通过人力转动方向盘，带动一系列的机械部件运动之后，转向器进行转向动作，从而改变汽车的驾驶方向。 液压式转向系统更为先进，便捷，得到了市场的一直认可，遂得以逐年扩展推广。液压式的转向系统成功把原先的人力助力，变更为液压辅助人力的方式，大大减少驾驶员转向时的发力。该助力系统，英文简称为 HPS，是通过对机械式转向系统进行改进后，衍生出来的添加液压部件。这液压部件的动力源，来自汽车的发动机，性能非常稳定，性价比也很实惠。所以，自从面世以来，深受市场的追捧。这种助力转向系统区别是由液压力出力支持转向运动的实现，弱化驾驶者作用在方向盘上的力，进一步加强汽车转向系统稳定性和便捷性。 随着电子技术在汽车中进一步推广使用，大量的电子器件也被添加到转向系统中来，这也标志着转向系统电子化的全面到来，很快就有厂家推出了其新一代产品电液助力转向系统。目前市面上售卖的电液助力转向系统，主要有两种，第一种，电动液压助力转向系统；第二种，电控液压助力转向系统 1。这两种系统都是基于液压转向系统，改进和衍生而来的。相较于传统的液压式转向系统，它们之间还是有一些明显差别的。比如，电液助力转向系统，它的动力来源是单独的电动机，而在非液压式转向装置中，却是由发动机提供动力。用电动机代替发动机的好处，也是显而易见的，不会增加发动机的功率消耗，缩减了汽油的用量。而电控式液压转向系统，虽然动力也是由电动机提供的，动力齿轮齿条转向器的设计4但它跟电液助力转向系统比起来，也有着明显的不同。电控式，顾名思义，它在转向系统中使用了电子器件对转向进行控制。可以根据汽车驾驶中的一些部件参数，比如汽车当下行驶速度和方向盘的转向速度等等，然后决定提供多大的液压助力，对转向动作进行辅助，从而可以在各种车况下，实时地对转向系统在转向操作时，所用到的助力大小进行调节。减少磨损，降低消耗能源。电液助力转向系统虽较液压助力转向有部分优势。然而，这种系统并非完美无缺，它自身依旧存在各种不足和缺陷，比如，液压油容易泄露等等。同时，电液助力系统中，液压部件的加入，不仅增加了厂家的生产成本，转向系统也变得非常复杂，其性能反倒变得不可靠。如大部分坦克现仍使用机械转向系统。在电气化发达的今天，由于电液助力系统的诸多不足，人们很快就发现了它的替代品即电动助力转向系统。该系统对于其它类型的转向装置，该系统摒弃了液压部件，而且它的助力来源也变更为电动机。这种转向装置由三种基本器件构成，比如微处理器、电动机和转矩传感器等。它的工作流程如下所述 2：当转向系统接收到转向指令后，转向轴就会做出相应运动，与此同时转矩传感器开始工作，对转矩信号进行处理，然后将该信号变为电子信号，推送到微处理器中。接收到该电子信号后，微处理器会采集相关部件以及汽车当前的驾驶速度等，运行预设的相关算法，进行综合研判，然后决定是否提供助力，以及提供多少助力。因其优异的属性应用范围进一步推广至大型传统车辆。1.4 汽车转向器国内外现状在多年的推广和发展后，汽车领域也采用了大量的电子技术，转向装置中也是如此，使得其性能大为提升。目前，市面上主要有四种类型的转向器，比如，齿轮齿条式( 英文缩写 RP 型)、蜗杆滚轮式(英文缩写 WR 型)、有蜗杆销式(英文缩写 WP 型) 和循环球式 (英文缩写 BS 型)等转向器。从现有统计数据中，可以获知，在国内市场上，汽车循环球式的转向器数量最多，几乎垄断大半市场，份额超过百分之四十二；紧跟在循环球式转向器之后的，是齿轮齿条式转向器，其市场份额刚过百分之三十九；其余，就是很稀有的蜗杆滚轮式和其它形式的转向器，市场份额加起来好不到百分之二十。可见，循环球式的转向器，非常受市场的欢迎，所以有关它的改进和研发，也一直在进行中，这让它的性能也不断得到更新和改进。而在西欧地区和日本，齿条齿轮式转向器主要多用在小客车上。特别是日本这个国家，它所生产的车辆都合理采用了这种车型所能适用的转向器，而且其针对公共汽车开发的循环动力齿轮齿条转向器的设计5球式转向器，目前已经垄断了全球市场。一般来说，无论大还是小货车等，它们的转向系统都使用的是循环球式转向器。不过我们也要注意到的是，齿条齿轮式转向器的应用，也非常广泛，跟循环球式的市场份额相比，相差不大。国内早期转向器厂商们生产的基本都是循环球式转向器。只有很少部分的厂商生产蜗杆滚轮式转向器和蜗杆销式转向器，比如，早期的东风和解放汽车，分别使用的就是蜗杆滚轮式和蜗杆销式转向器。一九八九年，国家政策放开后，解放和东风等老牌厂商，也开始迅速推进循环球式转向器的研发，并很快将这种转向器应用到自家的第二代车型中。在国外诸多生产商中，循环球式转向器的生产开发产业链已经日趋完善。各种跨国公司通过技术与资金优势极大的挤压了市场的占有率和销售渠道。专业系统工业化的生产已成为一种发展趋势，这条路属于较为成功的发展模式，提高了企业市场竞争力。世界上有两种主要类型的转向器，分别是循环球式和齿轮齿条式转向器。而其它转向器，比如蜗轮蜗杆式和蜗杆销式转向器，正在被市场无情抛弃。但在转向器的具体应用领域上，各个国家和地区之间的意见也不统一。比如，美国和日本把研发重点继续放在循环球式转向器上，其国内该种转向器的市场占有率已经高达百分之九十；而西欧地区，则在大力发展齿轮齿条式转向器，他们的产品占有了转向器市场中的大多数份额，为百分之五十。因为齿轮齿条式转向器自身所具有的多种优势，使得它在小型车的转向系统上，发展的如火如荼；而循环球式转向器则基本都被用在大型车辆的转向系统中。循环球式转向器的优势时操作起来省力、便捷。它可以很便捷地放置在汽车中，可以很好的配合大中型车辆转向系统的运作；它的逆效率很能满足实际需要，即方向盘能得到及时回到原位等等。可以实现变速比的特性。具体分布中以中间位置转向力小、较为常用。该转向器可以实现变速比，所以得到很多厂商的采用。但是，该转向器在完成转向动作的过程中，需要用到大量钢球。钢球不停地一边自转，同时还一边滑动，从而让车轮更改方向。所以，这就对钢球是否坚硬和是否耐磨等提出了很高的要求。这种类型的转向器还能通过相关技术，被改变成等强度结构。所以它在市场上有着很强的竞争力。齿轮齿条式转向器的主要具有以下几个优点：组织构造简明，易于制造，通用材料即可满足转向器性能；同等条件下在传动方面的拥有更好的效果，效率超过百分之九十；当齿轮和齿条之间出现磨损的现象后，可以利用相关弹簧部件，自动去除空隙 3。这样做不仅提高了转向器的使用寿命，转动精度，还有效的降低了运作过程中的噪音。该转向器所需空间不大，生产成本低。从上文中可以获知，未来市场上的主流转向器，必然是循环球式和齿轮齿本科毕业论文（设计）题 目 动力齿轮齿条转向器的设计作 者院 (系)专业班级学 号指导教师答辩日期任务书题 目 动力齿轮齿条转向器的设计题目来源 教师自拟学生姓名 学 号 专业班级指导教师 职 称 教 研 室毕业论文（设计）任务与要求本课题要求学生利用所学理论和专业知识，设计出一种动力齿轮齿条转向器的机构。一、毕业论文应完成的主要任务调研，查阅有关文献资料，清楚动力齿轮齿条转向器的结构；分析动力齿轮齿条转向器的国内外研究现状；根据动力齿轮齿条转向器的基本原理，对主动力齿轮齿条转向器进行构思；进行动力齿轮齿条转向器的机构设计；对主动力齿轮齿条转向器绘制 CAD 图并验证方案的可行性；根据主要任务详细安排论文进度。二、毕业论文的基本要求、成果形式及工作量1、论文要求资料要充分、结构要完整，论述要清晰；理论分析与计算正确，数据准确可靠；重要数据及应用他人成果必须要有明确出处；格式要符合我校论文书写规范；按时完成毕业论文各阶段工作，不突袭，不抄袭；每周主动和老师沟通论文工作进度，探讨设计内容；形成论文书面周记、论文初稿和论文终稿。2、成果形式及工作量一份毕业论文；机械设计图纸（至少零件图和装配图一张 A1 或两张 A2）；2500 字的相关外文资料翻译。毕业论文（设计）工作进程第 12 周 2017.12.072017.12.29 查（借）阅资料，学习相关基础理论和知识，选择合理的方案并撰写开题报告。第 35 周 2018.01.032018.01.22 基本机构设计完成第 57 周 2018.1.232018.4.15 完整方案设计完成第 89 周 2018.4.162018.4.30 撰写毕业论文第 1011 周 2018.5.12018.5.13 论文定稿第 12 周 2018.5.142018.5.20 整理资料准备答辩指导教师（签字） 毕业论文工作组组长（签字） 学生（签字） 毕业论文（设计）起止时间：2017 年 12 月 27 日至 2018 年 5 月 25 日 注：本表由指导教师填写，于每学年第 1 学期 18 周，经毕业论文工作组审批，随毕业论文装订由学院存档。开题报告论文（设计）题目 动力齿轮齿条转向器的设计学生姓名 学号 指导教师 1、研究目的及意义 汽车转向系是保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶中，保证各转向轮之间有协调的转角关系。保证汽车在行驶中能按驾驶员的操纵要求，适时地改变行驶方向，并能在受到路面干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，共同保持汽车稳定地直线行驶。转向系对汽车行驶的操纵性、稳定性和安全性都具有重要的意义。作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化、系列化生产的局面。有资料显示，国外有很多国家的转向器厂，都已发展成大规模的生产的专业厂，年产超够百万台，垄断了转向器的生产，并且销售点遍布了全世界。从操纵轻便性、稳定性及安全性行驶的角度，汽车制造广泛使用更先进的工艺方法，使用变速比转向器、高刚性转向器。“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向从 70 年代起轿车兴起了齿轮齿条转向器，这种转向机构由方向盘、转向轴、万向节、转动轴、转向器、转向传动杆和转向轮等组成。方向盘操纵转向器内的齿轮传动，齿轮与齿条紧密啮合，推动齿条左移动或右移动，带动转向轮摆动，从而改变轿车行驶的方向。这种转向机构与循环球式等其它类型的转向机构比较，省略了转向摇臂和转向主拉杆，具有构件简单，传动效率高的优点。而且它的逆传动效率也高，在车辆行驶时可以保证偏转车轮的自动回正，驾驶者的路感性强。齿轮齿条转向器：它是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。所以，这是一种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种。两端输出的齿轮齿条式转向器，作为传动副主动件的转向齿轮轴通过轴承安装在转向器壳体中，其上端通过花键与万向节叉和转向轴连接。与转向齿轮啮合的转向齿条水平布置，两端通过球头座与转向横拉杆相连。弹簧通过压块将齿条压靠在齿轮上，保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可用调整螺塞调整。当转动转向盘时，转向器齿轮转动，使与之啮合的齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向。中间输出的齿轮齿条式转向器，其结构及工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓与左右转向横拉杆相连。在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连。2、国内外发展状况1. 国内发展趋势2007 年中国汽车销售 879.15 万辆，2008 年中国汽车销售 938 万辆，2009年预计增长 8.6%，达到 1019 万辆。汽车产销量的逐步增长为汽车转向机市场提供了一个较大的发展空间，2008 年市场对转向机行业需求有所减缓，在需求增长有所减缓的现状下，产能扩张的势头并没有得到较好的控制。产能过剩、重复建设不仅导致生产与消费的失衡，而且还引发了转向机行业内的一系列恶性价格竞争，影响了转向机行业业的盈利能力。中国转向机行业市场现状，为外资企业入驻中国创造了条件，国际许多转向机行业企业已经看中在中国低成本拓展市场的机会，随着外资投入逐步加大，中国国内企业改革重组迅速加快。同时新的行业制度等政策的颁布和实施将促使我国转向机行业洗牌，企业兼并重组将在政策的促使下大力发展。2. 国外发展趋势据了解，在世界范围内，汽车循环球式转换器占 45%左右，齿轮齿条式转换器占 40%左右，涡杆滚轮式转换器占 10%左右，其他型式的转换器占 5%。循环球式转换器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿轮齿条式转换器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转换器占得比重越来越大，日本装备不同类型发动机的类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转换器，已由 60 年代的 62.5%，发展到现今的 100%了，大、小型货车大都循环球式转换器，但齿轮齿条式转换器也有所发展。微型货车用循环球式转换器占 65%，齿轮齿条式占 35%。3、研究内容本文研究的主要内容如下：1）转向器结构形式及选择；2）转向系的设计及参数确定；3）动力齿轮齿条转向器的设计和计算；4）通利用 CAD 画装配图，零件图；四、研究方案以及进度安排该设计划分为以下阶段：1）调查研究、收集资料2）开题报告3）转向器结构形式选择4）转向系的设计及参数的确定5）齿轮齿条转向器的设计与计算6）利用 CAD 画装配图、零件图7）整理文档、形成论文进度安排（1）熟悉任务书，了解相关信息，准备资料，填写开题报告。（2）收集相关技术参数、进行总体设计。（3）边设计边绘制装配图。（4）绘制装配图及零件图。（5）整理文档并提交毕业论文初稿。（6）毕业论文总结、评阅、审核及修改不足。（7）为毕业论文答辩做准备及答辩。五、论文提纲摘要第一章 绪论1.1 概论1.2 转向器的作用与分类1.3 发展趋势1.4 国内外现状1.5 设计的主要内容第二章 齿轮齿条转向器设计方案选择2.1 相关数据与设计要求2.2 转向器总体方案设计2.2.1 转向器设计方案说明2.2.2 转向器输入输出方式2.2.3 转向器各种输出形式对比2.2.4 转向器齿轮齿条选择2.2.5 转向器齿条断面形状2.2.6 转向器的布置形式2.2.7 转向器最终方案确定第 3 章 转向器齿轮齿条设计计算过程3.1 转向轮偏侧角计算3.2 转向器原地转向阻力矩计算3.3 转向器传动比与力传动比计算3.3.1 角传动比与力传动比介绍3.3.2 角传动比与力传动比确定3.4 齿轮齿条设计3.4.1 齿轮齿条啮合传动的特点3.4.2 齿轮参数的选择3.4.3 计算接触疲劳许用应力3.4.4 齿轮的齿根弯曲强度设计3.4.5 确定齿轮主要参数和几何尺寸3.4.6 确定齿条主要参数和几何尺寸3.4.7 齿面接触疲劳强度校核第 4 章 齿轮轴的设计4.1 齿轮齿条传动收分析4.2 齿轮轴最小径确定4.3 齿轮轴的强度校核第 5 章 间隙调整弹簧的设计计算5.1 选择材料5.2 计算弹簧丝直径5.3 弹簧圈数和自由高度的计算5.4 弹簧校核与尺寸结构确定5.5 弹簧工作时的数据第 6 章 其他零件的选择与润滑方式确定6.1 轴承的选择6.2 转向器润滑方式第 7 章 方毕业设计总结 6、工作条件1）熟悉相关软件和常用算法；2）查阅关于动力齿轮齿条转向器的文献；3）老师的专业指导。七、参考文献1刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，2001.2王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社，2006.3陈家瑞.汽车构造M.机械工业出版社.2005. 4中国机械工程学会,中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典M.江西科学技术出版社.2002. 5董丽霞,张平.简明汽车技术词典M.人民交通出版社.2003.6张金柱,韩玉敏,石美玉.汽车工程专业英语M.化学工业出版社.2005.7李建成.汽车转向原理M.北京：机械工业出版社，2003.8杜浩.汽车设计与研究M.郑州：国防工业出版社，2006.9 王三民,诸文俊.机械原理与设计M.机械工业出版社.2002 .10李玉民，李旭宏，过学迅等.转向梯形驱动机构的运动分析及优化设计11雷雨成，郑德林，张星等.汽车多轴转向摇臂机构的优化设计J.哈尔滨工业大学学报，1997，29（5）12宁介雄，周海霞.汽车摇臂机构的数学建模及最优化J.机械设计.2007,24（2）:65-67.13雷良榆.新型齿轮齿条式导向机构J.机械制造.1982.指导教师意见及建议（从选题、理论与实证准备、研究（设计）方法、工作安排等方面给出评价，并提出指导意见）：该生对毕业论文的开题做了比较充分的前期准备，通过与指导教师充分讨论，参考了许多文献，确定了具有研究意义的课题。开题报告中本课题的研究方法和研究步骤基本合理，研究的选题立意明确，结构合理，研究内容充实，研究步骤安排合理，研究方法准确有效。同意同学毕业论文开题。指导教师签名：年 月 日毕业论文工作组意见及建议准予开题毕业论文工作组组长签字：年 月 日注：1.此表由学生填写后，交指导教师签署意见，经毕业论文（设计）工作组审批后，才能开题。本科毕业论文（设计）题 目 动力齿轮齿条转向器的设计作 者院 (系)专业班级学 号指导教师答辩日期任务书题 目 动力齿轮齿条转向器的设计题目来源 教师自拟学生姓名 学 号 专业班级指导教师 职 称 教 研 室毕业论文（设计）任务与要求本课题要求学生利用所学理论和专业知识，设计出一种动力齿轮齿条转向器的机构。一、毕业论文应完成的主要任务调研，查阅有关文献资料，清楚动力齿轮齿条转向器的结构；分析动力齿轮齿条转向器的国内外研究现状；根据动力齿轮齿条转向器的基本原理，对主动力齿轮齿条转向器进行构思；进行动力齿轮齿条转向器的机构设计；对主动力齿轮齿条转向器绘制 CAD 图并验证方案的可行性；根据主要任务详细安排论文进度。二、毕业论文的基本要求、成果形式及工作量1、论文要求资料要充分、结构要完整，论述要清晰；理论分析与计算正确，数据准确可靠；重要数据及应用他人成果必须要有明确出处；格式要符合我校论文书写规范；按时完成毕业论文各阶段工作，不突袭，不抄袭；每周主动和老师沟通论文工作进度，探讨设计内容；形成论文书面周记、论文初稿和论文终稿。2、成果形式及工作量一份毕业论文；机械设计图纸（至少零件图和装配图一张 A1 或两张 A2）；2500 字的相关外文资料翻译。毕业论文（设计）工作进程第 12 周 2017.12.072017.12.29 查（借）阅资料，学习相关基础理论和知识，选择合理的方案并撰写开题报告。第 35 周 2018.01.032018.01.22 基本机构设计完成第 57 周 2018.1.232018.4.15 完整方案设计完成第 89 周 2018.4.162018.4.30 撰写毕业论文第 1011 周 2018.5.12018.5.13 论文定稿第 12 周 2018.5.142018.5.20 整理资料准备答辩指导教师（签字） 毕业论文工作组组长（签字） 学生（签字） 毕业论文（设计）起止时间：2017 年 12 月 27 日至 2018 年 5 月 25 日 注：本表由指导教师填写，于每学年第 1 学期 18 周，经毕业论文工作组审批，随毕业论文装订由学院存档。开题报告论文（设计）题目 动力齿轮齿条转向器的设计学生姓名 学号 指导教师 1、研究目的及意义 汽车转向系是保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶中，保证各转向轮之间有协调的转角关系。保证汽车在行驶中能按驾驶员的操纵要求，适时地改变行驶方向，并能在受到路面干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，共同保持汽车稳定地直线行驶。转向系对汽车行驶的操纵性、稳定性和安全性都具有重要的意义。作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化、系列化生产的局面。有资料显示，国外有很多国家的转向器厂，都已发展成大规模的生产的专业厂，年产超够百万台，垄断了转向器的生产，并且销售点遍布了全世界。从操纵轻便性、稳定性及安全性行驶的角度，汽车制造广泛使用更先进的工艺方法，使用变速比转向器、高刚性转向器。“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向从 70 年代起轿车兴起了齿轮齿条转向器，这种转向机构由方向盘、转向轴、万向节、转动轴、转向器、转向传动杆和转向轮等组成。方向盘操纵转向器内的齿轮传动，齿轮与齿条紧密啮合，推动齿条左移动或右移动，带动转向轮摆动，从而改变轿车行驶的方向。这种转向机构与循环球式等其它类型的转向机构比较，省略了转向摇臂和转向主拉杆，具有构件简单，传动效率高的优点。而且它的逆传动效率也高，在车辆行驶时可以保证偏转车轮的自动回正，驾驶者的路感性强。齿轮齿条转向器：它是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。所以，这是一种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间（或单端）输出式两种。两端输出的齿轮齿条式转向器，作为传动副主动件的转向齿轮轴通过轴承安装在转向器壳体中，其上端通过花键与万向节叉和转向轴连接。与转向齿轮啮合的转向齿条水平布置，两端通过球头座与转向横拉杆相连。弹簧通过压块将齿条压靠在齿轮上，保证无间隙啮合。弹簧的预紧力可用调整螺塞调整。当转动转向盘时，转向器齿轮转动，使与之啮合的齿条沿轴向移动，从而使左右横拉杆带动转向节左右转动，使转向车轮偏转，从而实现汽车转向。中间输出的齿轮齿条式转向器，其结构及工作原理与两端输出的齿轮齿条式转向器基本相同，不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓与左右转向横拉杆相连。在单端输出的齿轮齿条式转向器上，齿条的一端通过内外托架与转向横拉杆相连。2、国内外发展状况1. 国内发展趋势2007 年中国汽车销售 879.15 万辆，2008 年中国汽车销售 938 万辆，2009年预计增长 8.6%，达到 1019 万辆。汽车产销量的逐步增长为汽车转向机市场提供了一个较大的发展空间，2008 年市场对转向机行业需求有所减缓，在需求增长有所减缓的现状下，产能扩张的势头并没有得到较好的控制。产能过剩、重复建设不仅导致生产与消费的失衡，而且还引发了转向机行业内的一系列恶性价格竞争，影响了转向机行业业的盈利能力。中国转向机行业市场现状，为外资企业入驻中国创造了条件，国际许多转向机行业企业已经看中在中国低成本拓展市场的机会，随着外资投入逐步加大，中国国内企业改革重组迅速加快。同时新的行业制度等政策的颁布和实施将促使我国转向机行业洗牌，企业兼并重组将在政策的促使下大力发展。2. 国外发展趋势据了解，在世界范围内，汽车循环球式转换器占 45%左右，齿轮齿条式转换器占 40%左右，涡杆滚轮式转换器占 10%左右，其他型式的转换器占 5%。循环球式转换器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿轮齿条式转换器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转换器占得比重越来越大，日本装备不同类型发动机的类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转换器，已由 60 年代的 62.5%，发展到现今的 100%了，大、小型货车大都循环球式转换器，但齿轮齿条式转换器也有所发展。微型货车用循环球式转换器占 65%，齿轮齿条式占 35%。3、研究内容本文研究的主要内容如下：1）转向器结构形式及选择；2）转向系的设计及参数确定；3）动力齿轮齿条转向器的设计和计算；4）通利用 CAD 画装配图，零件图；四、研究方案以及进度安排该设计划分为以下阶段：1）调查研究、收集资料2）开题报告3）转向器结构形式选择4）转向系的设计及参数的确定5）齿轮齿条转向器的设计与计算6）利用 CAD 画装配图、零件图7）整理文档、形成论文进度安排（1）熟悉任务书，了解相关信息，准备资料，填写开题报告。（2）收集相关技术参数、进行总体设计。（3）边设计边绘制装配图。（4）绘制装配图及零件图。（5）整理文档并提交毕业论文初稿。（6）毕业论文总结、评阅、审核及修改不足。（7）为毕业论文答辩做准备及答辩。五、论文提纲摘要第一章 绪论1.1 概论1.2 转向器的作用与分类1.3 发展趋势1.4 国内外现状1.5 设计的主要内容第二章 齿轮齿条转向器设计方案选择2.1 相关数据与设计要求2.2 转向器总体方案设计2.2.1 转向器设计方案说明2.2.2 转向器输入输出方式2.2.3 转向器各种输出形式对比2.2.4 转向器齿轮齿条选择2.2.5 转向器齿条断面形状2.2.6 转向器的布置形式2.2.7 转向器最终方案确定第 3 章 转向器齿轮齿条设计计算过程3.1 转向轮偏侧角计算3.2