微型货车转向器的设计.doc

目录微型货车转向器的设计- 2 -1.引言- 3 -第一章汽车转向系统总述- 6 -1.1转向系统的结构简介- 6 -1.2转向系的主要性能参数- 6 -1.2.1转向系的效率6 - 1.2.2转动比变化特性- 8 -1.3转向盘自由行程- 10 -1.3.1对转向盘自由行程的认识- 10 -1.3.2转向盘自由行程过大的原因- 11 -1.3.3转向盘的总圈数-11 -第二章齿轮齿条转向器设计方案的选择- 11 -2.1转向器的设计要求- 11 -2.2转向器设计的方案分析- 12 -2.3齿条形状的选取- 14 -第三章齿轮齿条转向器的设计- 17 -3.1转向器参数选取- 17 -3.1.1转向轮侧偏角计算- 18 -3.1.2转向节原地转向阻力矩：- 18 -3.1.3作用在方向盘上的手力：- 18 -3.2 齿轮齿条几何尺寸的确定- 20 -3.2.1齿轮的设计- 20 -3.2.2齿条的设计- 21 -3.2.3 齿轮齿条传动受力分析- 22 -3.2.4 齿轮齿条强度校核- 22 -3.3齿轮轴的结构设计及校核- 25 -第四章间隙调整弹簧的设计计算- 28 -第五章齿轮轴轴承的校核- 29 -设计工作总结- 30 -致谢- 31 -参考文献- 32 -微型货车转向器的设计【摘要】本课题的题目是微型货车转向器的设计，以齿轮齿条式转向器的设计为中心，一是微型货车转向器的总述；二是机械转向器的选择；三是齿轮和齿条的合理匹配，以满足转向器的正确转动比和强度要求；四是齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。五是轴承的设计及强度校核。本文进行转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核的过程，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。【关键词】微型货车，齿轮齿条，转向器，设计计算Abstract：This topic is the topic of miniature van steering gear design，In the design of steering gear rack type for the center，One is an overview of the miniature van steering gear，two is the choice of mechanical steering gear, Three is gear and rack the rational matchin, In order to meet the steering gear rotating correct than and strength requirement, Four is super-modulus gear tooth root bending fatigue strength check, check fatigue strength, Five is the design of the bearing and strength check. In this paper the design of steering gear rack of steering gear axle and of checking process, The main methods and theory of the car design experience in mechanical design parameters and the university curriculum content of learned to carry on the design, The results meet the required strength, safe and reliable.Keywords：Mini van,Super-modulus gear, steering gear, design calculation引言汽车工业是国民经济的支柱产业，代表着一个国家的综合国力，汽车工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向器也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。随着全球汽车工业的迅速发展，汽车的需求量大幅攀升，汽车制造已向发展中国家转移。随着国际上汽车行业开始实行零部件“全球化采购”策略及国际跨国汽车企业推行本土化策略，国内汽车市场将出现巨大的零部件配件缺口。到2010年，中国汽车零部件国内产值将突破1万亿元，市场前景广阔。按照汽车零部件工业“十五”发展目标，到2005年中国汽车保有量为21982315万辆，其中轿车843860万辆。当年汽车需求量为：271310万辆，其中轿车110121万辆，汽车工业增加值占GDP的1%左右，汽车零部件工业产值将占汽车工业总产值的25%左右。因此作为关键零部件的汽车转向器在中国销售市场上前景广阔。“十五”期间，我国机动车行业包括汽车、农用车、工程机械等将发展成为国民经济的支柱产业，汽车转向器是符合国家重点扶持和优惠政策的汽车关键零部件，是汽车重要的保安件之一。汽车转向器将驾驶员对转向盘施加的转向力矩,通过主拉杆传给转向节臂,并通过横拉杆连接,使转向轮按驾驶员的转向意图偏转,以达到转向目的，同时转向器也是汽车的重要组成部分，决定汽车主动安全性的关键总成，它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。随着汽车工业的发展，汽车转向器也在不断的得到改进，虽然电子转向器已开始应用，但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。而在机械式转向器中，齿轮齿条式转向器由于其自身的特点被广泛应用于各级各类汽车上在我国，随着微型汽车的开发，齿轮齿条式转向器已大量生产，并投入使用。在国外，这种结构的转向器早在六十年代就已得到完善，技术取得了突破。如Camgear公司1967年仅产8300台转向器，到1972年上升到62000台的水平。1969年具有动力转向丰富生产经验的Adwest公司与小客车转向器专业厂Alford和Alder公司合并后，创造了齿轮齿条动力转向器，它的使用范围立即从轻型小客车扩大至中型，甚至在高级小客车上也有采用的。以生产优异的循环球式转向器著称的联邦德国ZF公司，也于1973年5月开始生产齿轮齿条式转向器。1从转向器的发展历史我们可以看出，现在汽车转向器装置的设计要求：一是适应汽车高速行驶的需要，二是充分考虑安全性、轻便性，三是高性能、低成本的、大众化的转向机构。第一章汽车转向系统总述1.1转向系统的结构简介转向系统是汽车底盘的重要组成部分，转向系统性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性，它对于确保车辆的行驶安全、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要作用。按转向力能源的不同，可将转向系分为机械转向系和动力转向系。机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构(方向盘)、转向器、转向传动机构三大部分组成。其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动(严格讲是近似直线运动)的机构，是转向系的核心部件。汽车上配置的转向系统，大致可以分为四类，（1）机械式转向器；（2）机械式液压动力转向系统；（3）电子液压助力转向系统；（4）电动助力转向系统。目前机械式转向器被广泛运用在各种汽车上。1.2转向系的主要性能参数1.2.1转向系的效率转向器的输出功率与输入功率之比称为转向器传动效率。在功率由转向轴输入、由转向摇臂输出的情况下求得的传动效率称为正效率,用符号表示；而传动方向与上述相反时求得的效率，称为逆效率，用符号表示。正效率计算公式： （2-1）逆效率计算公式： （2-2）式中，为作用在转向轴上的功率；为转向器中的磨擦功率；为作用在转向摇臂轴上的功率。正效率高，转向轻便；转向器应具有一定逆效率，以保证转向轮和转向盘的自动返回能力。但为了减小传至转向盘上的路面冲击力，防止打手，又要求此逆效率尽可能低。影响转向器正效率的因素有转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。（1）转向器类型、结构特点与正效率 在前述四种转向器中，齿轮齿条式、循环球式转向器的正效率比较高，而蜗杆指销式特别是蜗杆滚轮式转向器的正效率要明显的低些。同一类型转向器，因结构不同其正效率也不一样。另外两种结构的转向器正效率，根据试验结果分别为70和75。转向摇臂轴轴承的形式对效率也有影响，用滚针轴承比用滑动轴承可使正逆效率提高约10。（2） 转向器的结构参数与正效率 如果忽略轴承和其经地方的摩擦损失，只考虑啮合副的摩擦损失，对于蜗杆类转向器，其效率可用下式计算 （2-3）式中，a0为蜗杆（或螺杆）的螺线导程角；为摩擦角，=arctanf；f为磨擦因数。（3）转向器的逆效率根据逆效率不同，转向器有可逆式、极限可逆式和不可逆式之分。路面作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向盘，这种逆效率较高的转向器属于可逆式。它能保证转向轮和转向盘自动回正，既可以减轻驾驶员的疲劳，又可以提高行驶安全性。但是，在不平路面上行驶时，传至转向盘上的车轮冲击力，易使驾驶员疲劳，影响安全行驾驶。属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。不可逆式和极限可逆式转向器。不可逆式转向器，是指车轮受到的冲击力不能传到转向盘的转向器。该冲击力转向传动机构的零件承受，因而这些零件容易损坏。同时，它既不能保证车轮自动回正，驾驶员又缺乏路面感觉，因此，现代汽车不采用这种转向器。极限可逆式转向器介于可逆式与不可逆式转向器两者之间。在车轮受到冲击力作用时，此力只有较小一部分传至转向盘。如果忽略轴承和其它地方的磨擦损失，只考虑啮合副的磨擦损失，则逆效率可用下式计算 （2-4）式（2-3）和式（2-4）表明：增加导程角，正、逆效率均增大。受增大的影响，不宜取得过大。当导程角小于或等于磨擦角时，逆效率为负值或者为零，此时表明该转向器是不可逆式转向器。为此，导程角必须大于磨擦角。1.2.2转动比变化特性（1）转向系传动比转向系的传动比包括转向系的角传动比和转向系的力传动比iP。传动系的力传动比： （2-5）转向系的角传动比: （2-6）转向系的角传动比由转向器角传动比和转向传动机构角传动组成，即： （2-7）转向器的角传动比: （2-8）转向传动机构的角传动比: （2-9）（2）力传动比与转向系角传动比的关系转向阻力与转向阻力矩的关系式： （2-10）作用在转向盘上的手力与作用在转向盘上的力矩的关系式： （2-11）将式（2-10）、式（2-11）代入 后得到： （2-12）如果忽略磨擦损失，根据能量守恒原理，2Mr/Mh可用下式表示 （2-13）将式（2-10）代入式（2-11）后得到： （2-14）当a和Dsw不变时，力传动比越大，虽然转向越轻，但也越大，表明转向不灵敏。(3) 转向器角传动比的选择转向器角传动比可以设计成减小、增大或保持不变的。影响选取角传动比变化规律的主要因素是转向轴负荷大小和对汽车机动能力的要求。若转向轴负荷小或采用动力转向的汽车，不存在转向沉重问题，应取较小的转向器角传动比，以提高汽车的机动能力。若转向轴负荷大，汽车低速急转弯时的操纵轻便性问题突出，应选用大些的转向器角传动比。汽车以较高车速转向行驶时，要求转向轮反应灵敏，转向器角传动比应当小些。汽车高速直线行驶时，转向盘在中间位置的转向器角传动比不宜过小。否则转向过分敏感，使驾驶员精确控制转向轮的运动有困难。转向器角传动比变化曲线应选用大致呈中间小两端大些的下凹形曲线，如图2.1所示。图1.1 转向器角传动比变化特性曲线(4)转向器传动副的传动间隙t传动间隙是指各种转向器中传动副之间的间隙。该间隙随转向盘转角的大小不同而改变，并把这种变化关系称为转向器传动副传动间隙特性（图2.2）。研究该特性的意义在于它与直线行驶的稳定性和转向器的使用寿命有关。传动副的传动间隙在转向盘处于中间及其附近位置时要极小，最好无间隙。若转向器传动副存在传动间隙，一旦转向轮受到侧向力作用，车轮将偏离原行驶位置，使汽车失去稳定。传动副在中间及其附近位置因使用频繁，磨损速度要比两端快。在中间附近位置因磨损造成的间隙过大时，必须经调整消除该处间隙。图1.2 转向器传动副传动间隙特性转向器传动副传动间隙特性 图中曲线1表明转向器在磨损前的间隙变化特性；曲线2表明使用并磨损后的间隙变化特性，并且在中间位置处已出现较大间隙；曲线3表明调整后并消除中间位置处间隙的转向器传动间隙变化特性。1.3转向盘自由行程1.3.1对转向盘自由行程的认识转向盘在空转阶段中的角行程，称为转向盘自由行程。转向盘自由行程对于缓和路面冲击及避免使驾驶员过度紧张是有利的，但不宜过大，以免过分影响灵敏性。一般说来，转向盘从相应于汽车直线行驶的中间位置向任一方向的自由行程最好不超过1015。当零件磨损严重到十转向盘自由行程超过2535时，必须进行调整。21.3.2转向盘自由行程过大的原因造成转向盘自由行程过大的原因，主要有如下几个方面：(1)转向器蜗杆与滚轮(或齿扇、指销等)间隙过大；(2)转向传动装置松动；(3)转向传动装置的球铰链间隙过大(松动)；(4)前轮轴承或转向节主销与衬套配合不紧等1.3.3转向盘的总圈数转向盘从一个极端位置转到另一个极端位置时所转过的圈数称为转向盘的总转动圈数。它与转向轮的最大转角及转向系的角传动比有关，并影响转向的操纵轻便性和灵敏性。轿车转向盘的总转动圈数较少，一般约在3.6圈以内。不装动力转向的重型汽车转向盘转动的总圈数一般不宜超过7圈。第二章齿轮齿条转向器设计方案的选择2.1转向器的设计要求转向器的设计要求:（1） 汽车转弯行驶时，全部车轮应绕顺时针方向旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。（2） 汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的情况下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。（3） 汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生振动，转向盘没有摆动。（4） 转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。（5） 保证汽车有较高的机动性，具有快速和小转弯能力。（6） 操纵轻便。（7） 转向轮碰到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。（8） 转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。（9） 在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身的变形而后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。（10） 进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。正确设计转向梯形机构，可以使第一项得到保证。转向系中设有转向减震器时，能够防止转向轮产生振动，同时又能使传动转向盘上的反冲力明显下降。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2-2.5倍。通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。没有动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50-100N；有动力转向时，此力在20-50N。当货车从直线行驶状态，以10Km/h的速度在柏油路或水泥的水平路段上转入沿半径12m的圆周行驶，且路面干燥，若转向系内没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N;有动力转向器时，不得超过120N。轿车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2.0圈，货车则要求不超过3.0圈。32.2转向器设计的方案分析转向器也叫方向机，是汽车用于转向功能的最重要的零件！也是汽车行驶安全的重要保证，其内部结构精密。根据所采用的转向传动副的不同，机械式转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等齿轮齿条式转向器的齿轮齿条直接啮合，可安装助力机构。齿轮齿条式转向器的正逆效率都很高，属于可逆式转向器。其自动回正能力强。齿轮齿条式转向器结构简单（不需要转向摇臂和横拉杆等）、加工方便、工作可靠、使用寿命长、用需要调整齿轮齿条的间隙。循环球式转向器的第一级传动副是螺杆螺母传动副。第二级是齿条齿扇传动副或滑块曲柄销传动副。循环球式转向器的正效率很高（最高可达90%95%），操作轻便，使用寿命长。但逆向效率也较高，可将地面对转向轮的冲击传给转向盘。指销式转向器的传动副以转向蜗杆为主动件，装在摇臂轴曲柄端的指销为从动件。转向蜗杆转动时，与之啮合的指指销即绕转向摇臂轴轴线沿圆弧线运动，并带动转向摇臂转动。对转向器结构形式的选择，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定，并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿命、制造工艺等。中、小型轿车以及前轴负荷小于1.2t的客车、微型货车，多采用齿轮齿条式转向器。故本设计选用齿轮齿条式转向器。齿轮齿条式转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。与其它形式转向器比较，齿轮齿条式转向器最主要的优点是：结构简单、（不需要转向摇臂和横拉杆等）、紧凑；加工方便、工作可靠、使用寿命长、用需要调整齿轮齿条的间隙。壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧，可自动消除齿间间隙，如图2-1所示，这不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用的体积小；没有转向摇臂和直拉杆，所以转向轮转角可以增大；制造成本低。图2-1自动消除间隙装置齿轮齿条式转向器的主要缺点是：因逆效率高(6070)，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间的冲击力，大部分能传至转向盘，称之为反冲。反冲现象会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车行驶方向，转向盘突然转动又会造成打手，对驾驶员造成伤害。根据输入齿轮位置和输出特点不同，齿轮齿条式转向器有四种形式：中间输入，两端输出(图2-2a)；侧面输人，两端输出(图2-2b)；侧面输入，中间输出(图2-2c)；侧面输入，一端输出(图2-2d)。图72 齿轮齿条式转向器的四种形式采用侧面输入、中间输出方案时，由图2-3可见，与齿条固连的左、右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近。由于拉杆长度增加，车轮上、下跳动时拉杆摆角减小，有利于减少车轮上、下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。拉杆与齿条用螺栓固定联接(图23)，因此，两拉杆与齿条同时向左或右移动，为此在转向器壳体上开有轴向方向的长槽，从而降低了它的强度。图23 拉杆与齿条的联接采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受到限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。侧面输入、一端输出的齿轮齿条式转向器，常用在平头微型货车上。如果齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合，则运转平稳性降低，冲击大，工作噪声增加。此外，齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角，为此因与总体布置不适应而遭淘汰。采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条式转向器，重合度增加，运转平稳，冲击与工作噪声均下降，而且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于满足总体设计的要求。根据对四种不同类型转向器的对比选择，明显可以看出使用两端输出的转向器较中间输出的转向器结构简单，加工方便，故本设计选择的是侧面输入，两端输出的设计方案做设计。2.3齿条形状的选取齿条断面形状有圆形(图21)、V形(图24)和Y形(图25)三种。圆形断面齿条制作工艺比较简单。V形和Y形断面齿条与圆形断面比较，消耗的材料少，约节省20，故质量小；位于齿下面的两斜面与齿条托座接触，可用来防止齿条绕轴线转动；Y形断面齿条的齿宽可以做得宽些，因而强度得到增加；在齿条与托座之间通常装有用减摩材料(如聚四氟乙烯)做的垫片(图74)用来减少滑动摩擦。当车轮跳动、转向或转向器工作时，如在齿条上作用有能使齿轮旋转的力矩时，应用V形和Y形断面齿条，用来防止因齿条旋转而破坏齿条、齿轮的齿不能不能正确啮合的情况。根据对几种齿条形状的对比选择，V形的断面齿条和Y形的端面齿条比较实用，但V形端面齿条制作简单，加工方便，所以本设计选用V形的断面齿条. 图24 V形断面齿条 图25 Y形断面齿条根据齿轮齿条式转向器和转向梯形相对前轴位置的不同，齿轮齿条式转向器在汽车上有四种布置形式：转向器位于前轴后方，后置梯形；转向器位于前轴后方，前置梯形；转向器位于前轴前方，后置梯形；转向器位于前轴前方，前置梯形，见图2-6ad。图26 齿轮齿条式转向器的四种布置形式齿轮齿条式转向器广泛应用于微型、普通级、中级和中高级轿车上，甚至在高级轿车上也有采用的。装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车有些也用齿轮齿条式转向器。本设计选用的是转向器位于前轴后方，后置梯形的结构布置。小结：综上所述，齿轮齿条式转向器为齿轮与齿条，转向传动副的主动件是一圆柱小齿轮，它和装在外壳中的从动件齿条啮合，外壳固定在车身或车架上，齿条两端直接与梯形臂相接。设计的简图（如图所示2-7），这种转向器小齿轮在转向主轴上端，与转向齿条啮合，当旋转方向盘时，转向器的小齿轮便转动，带动转向器中的齿条朝方向盘的方向移动，转向器齿条的运动通过转向器齿条端头和转向拉杆端头，专递到转向节臂上，从而使车轮转动。这种齿轮齿条式转向器有如下优点：（1）构造简单，结构轻巧。由于齿轮箱小，齿条本身具有传动杆系的作用，因此，它不需要像循环球式转向器上所使用的拉杆（2）因主动小齿轮和齿条直接啮合，操纵灵敏性非常高。（3）滑动和传动阻力小，转矩传递性能较好，因此转向力非常轻。（4）转向机构总成完全封闭，可免于维护。图2-7转向器设计简图第三章齿轮齿条转向器的设计3.1转向器参数选取表3-1长安星卡单排SC1022S8微型货车转向器基本参数轴距L2500mm前轮距1280mm后轮距1290mm整备质量930kg前轴质量488Kg后轴质量442Kg最大总成质量1635Kg前轴载荷572.25Kg后轮载荷1062.75Kg最小转弯半径R4300mm轮胎的规格165/70R13前轮的胎压240Kpa转向盘直径400mm图3.1车轮定位简图3.1.1转向轮侧偏角计算 （3-1） （3-2）3.1.2转向节原地转向阻力矩 （3-3）式中f轮胎和轮胎和路面间的滑动摩擦因数，f取0.7。转向轴负荷，单位为N； P轮胎气压，单位为。3.1.3作用在方向盘上的手力： （3-4）式中 转向摇臂长, 单位为mm；原地转向阻力矩, 单位为Nmm转向节臂长, 单位为mm；为转向盘直径,单位为mm；iw转向器角传动比；iw=15转向器正效率。=90%因齿轮齿条式转向传动机构无转向摇臂和转向节臂，故、不代入数值。对给定的汽车，用上式计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。梯形臂长度的计算：轮辋直径= 16in=1625.4=406.4mm梯形臂长度 =0.8/2= 406.40.8/2=162.6mm,取=160mm初步估算主动齿轮轴的直径：转向盘手力Fh对给定的汽车，计算出来的作用力是最大值,所以计算出的Mnmax为最大转向力矩:Mnmax=Fhmm （3-5）=140MPa=20mm方向盘转动圈数的计算： （3-6）角传动比： （3-7）作用在转向盘上的操纵载荷:对轿车该力不应超过150200N，对货车不应超过500N。所以符合设计要求 （3-8）力传动比： （3-9）式中a-主销偏移距，取经验值a=50mm.k-齿轮转速，取k=103.2 齿轮齿条几何尺寸的确定齿轮齿条式转向器的主动小齿轮可采用低碳合金钢如20MnCr5、20MnCr4或 15CrNi6(德国标准DIN 17210)制造并经渗碳淬火；齿条可采用中碳钢或中碳合金钢如45号钢或41Cr4钢(德国标准DIN 17200)制造并经高频淬火，表面硬度均应在HRC 56以上1。本设计小齿轮材料选用的是20MnCr5，热处理采用表面渗碳淬火工艺，齿面硬度为HRc5863。为而齿条选用与20CrMnTi具有较好匹配性的40Cr作为啮合副，齿条热处理采用高频淬火工艺，表面硬度HRc5056。减轻质量，壳体常用铝合金压铸3.2.1齿轮的设计齿轮齿条转向器的齿轮多采用斜齿轮，齿轮模数在之间，主动小齿轮齿数在之间，压力角取，螺旋角在之间。故本设计取小齿轮齿数，左旋，压力角，精度等级8级。齿顶高： 齿根高齿高h=ha+hf=2.5+3.125=5.625分度圆直径=17.77mm齿顶圆直径da=d+2ha=17.77+22.5=22.77mm齿根圆直径df=d-2hf=17.77-23.125=11.52mm基圆直径=17.77cos=16.7mm取齿宽系数齿轮宽度圆整取，则取齿轮齿宽。3.2.2齿条的设计根据齿轮齿条的啮合特点：齿轮的分度圆永远与其节圆相重合，而齿轮的中线只有当标准齿轮正确安装时才与其节圆相重合。齿轮齿条的啮合永远等于压力角。因此。齿条模数m=2.5,压力角=，螺旋角，齿条断面形状选取V形齿条长度的计算=1280-250=1180mm式中 L前轮距L=1280mma主销偏移距a取经验值a=50mm端面模数 端面压力角 法面齿距 端面齿距 齿顶高系数 选取齿数z=,取z=26法面顶隙系数 齿顶高： 齿根高 齿条的有效啮合长度为取3.2.3 齿轮齿条传动受力分析若略去齿面间的摩擦力，则作用于节点P的法向力Fn可分解为径向力Fr和分力F，分力F又可分解为圆周力Ft和轴向力Fa。=2=223428/20.23=2316.26=8 齿轮齿条强度校核1、校核齿轮接触疲劳强度选取参数，按ME级质量要求取值 ， ； ， ， 故以 计算 （3-10）查得：，；，则， （3-11）齿轮接触疲劳强度合格。2、校核齿轮弯曲疲劳强度选取参数，按ME级质量要求取值； 故以 计算 ： （3-12）据齿数查表有：；。则： （3-13）齿轮弯曲疲劳强度合格。2、校核齿轮弯曲疲劳强度选取参数，按ME级质量要求取值；故以计算： （3-12）据齿数查表有：；。则： （3-13）齿轮弯曲疲劳强度合格。小结:结合上述分析的结论，得出齿轮齿条的设计参数如下表所示：表3-2齿轮的设计参数名称符号公式齿轮（mm）齿条(mm)齿数626分度圆直径15.2312变位系数1齿顶高2.52.5齿根高3.1253.125齿顶圆直径22.77齿根圆直径11.52齿轮中圆直径22.77螺旋角1010齿宽3020有效啮合长度260齿条总长11803.3齿轮轴的结构设计及校核由于齿轮的基圆直径17.77，数值较小，若齿轮与轴之间采用键连接，必将对轴和齿轮的强度大大降低，因此，将其设计为齿轮轴，因为主动小齿轮采用低碳合金钢如20MnCr5材料制造，所以轴的材料也选用20MnCr5制作。查表得：20MnCr5材料的硬度为60HRC，抗拉强度极限，屈服极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限转速n=10r/min根据公式忽略磨损，根据能量守衡，作用在齿轮齿条上的阻力矩为，作用在齿轮轴上的轴向力为=23.65N作用在齿轮上的切向力为弯曲疲劳强度=0.09Mpa525MPa剪切疲劳强度校核0.25MPa300MPa本设计选择齿轮轴直径D=20mm综上所述，齿轮轴的设计参数如下表所示：表3-3齿轮轴的尺寸设计参数序号项目符号尺寸参数（mm）1总长L1202齿宽303齿数64法向模数2.55螺旋角6螺旋方向左旋图3-2齿轮轴简图第四章间隙调整弹簧的设计计算间隙调整弹簧通过转向齿条压块将转向齿条压紧在转向齿轮上，以保证齿条和主动小齿轮始终无间隙啮合，有效的减小转向自由行程，提高灵敏度，而其弹力的大小可由调整螺钉调整。设计要求：设计一圆柱形压缩螺旋弹簧，载荷平稳，要求=869N时，0.1d(6) 几何参数和结构尺寸的确定 弹簧外径 D= +d=24+4=28mm弹簧内经 =-d=24-4=20mm弹簧的极限载荷 =1.25=1.25765=956.25MPa弹簧的安装载荷=0.9869=782.1N弹簧刚度安装变形量最大变形量极限变形量安装高度=51.48-7.19=44.29mm工作高度极限高度图3-3弹簧简图第五章齿轮轴轴承的校核校核 6002深沟球轴承，轴承间距75mm,轴承转速n=15r/min,预期寿命Lh=12000h1.初步计算当量动负荷=0.641eX=0.56,暂选一近似中间值Y=1.5。另查表得fp=1.2=fp(X+Y)=1.2(0.56869.12+1.5577.51)=1352.97N2.计算轴承应有的基本额定动负荷Cr查表得,ft=1,又=3Cr=3.初选轴承型号查机械工程及自动化简明设计手册,选择6002轴承,Cr=4.32KN，其基本额定静负荷Cor=2.50KN4.验算并确定轴承型号1),e为0.27,轴向载荷系数Y应为1.62)计算当量动载荷=fp(X+Y)=1.2(0.56869.12+1.6469)=1237.1N3)验算6004轴承的寿命= 12000h即高于预期寿命，能满足要求。上轴承选择比下轴承稍大的型号6004,同样满足要求。轴承1选择深沟球轴承6002 (GB/T276-89)轴承2选择深沟球轴承6004 (GB/T276-89)设计工作总结、致谢参考文献1 过学迅.邓亚东.汽车设计.北京：人民交通出版社，2005.82 陈家瑞.汽车构造（下册）. 3版.北京：机械工业出版社，2009.23 黄华梁.彭文生.机械设计基础.4版.北京：高等教育出版社，2007.54 新浪汽车.浅谈汽车转向系统OL.，2005.05.5 冯樱.汽车电子控制式电动助力转向系统的发展J.湖北汽车工业学院学报，2001.6 王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社，2004.7 濮良贵、纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，2001.8 姚明龙、王福林.车辆转向梯形优化设计及其求解方法的研究J.机械设计与制造.2007.5.9 黄鹤辉、陈晨.整体式转向梯形机构优化设计MATLAB程序J.广西机械.2002.4.10 申永胜.机械原理教程M.北京：清华大学出版社，1999.8.11 徐灏.机械设计手册M.北京：机械工业出版社，1992.12 毕大宁. 汽车转阀式动力转向器的设计与应用M.北京：人民交通出版社,1998.13 余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，2000.14 季学武等. 动力转向系统的发展与节能J.世界汽车, 1999.10.15 季学武等. 动力转向系统的发展与节能J.世界汽车, 1999.10.16 陈家瑞.汽车构造下册M.北京：人民交通出版社，2002.17 冯超等.汽车工程手册M.北京：人民交通出版社，2000.18 刘维信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，2003.19毛彩云，吴暮春，柯松.汽车转向系统的发展J.科普园，201 关文达.汽车构造M.北京：机械工业出版社，2009.20 胡建军，李彤.汽车转向技术进展分析J.液压与气动，2006.12.21 高建春，朱贤达.齿轮式转向机构J.上海应用技术学院学报，2002 王昆.机械设计、机械设计基础课程设计.北京：高等教育出版社，1996.- 欢迎下载资料，下面是附带送个人简历资料用不了的话可以自己编辑删除，谢谢！下面黄颜色背景资料下载后可以编辑删除X X X 个 人 简 历个人资料姓 名：xxxx婚姻状况：未婚照片出 生：1987-06-24政治面貌:团员性 别：男民 族：汉学 位：本科移动电话：专 业：英语电子邮件：地 址： 教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-外国语言文学系主修课程本科阶段主修大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译，翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语，中外名胜。特长及兴趣爱好除了有专业的英语方面知识外，我在校生活部工作一年, 在系宣传部和秘书处各工作一年。为全面发展，大三上学期，我加入系文学社，参于了我系心韵杂志的创刊和编辑工作。在这些活动中锻炼了我的领导和团队协作能力，学会了更好的与人相处，这些在我以后的工作中一定会有很大的帮助。计算机能力能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等软件。获国家计算机二级等级资格证书。外语水平通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。奖励情况：2007-2008 优秀学生会干部 200807 师生合唱比赛一等奖普通话水平测试等级证书英语专业四级证书自我评价X X X 个 人 简 历个人资料姓 名： 婚姻状况：未婚出 生： 政治面貌：团员性 别： 民 族：汉学 位： 移动电话：专 业： 电子邮件：地 址：教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-外国语言文学系主修课程大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译，翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语，中外名胜。能力及特长这要写你明你有什么样的能力及经验，最重要就是告诉用人单位，你会做什么？计算机能力能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等软件。获国家计算机二级等级资格证书。外语水平通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。奖励情况2007-2008 优秀学生会干部 200807 师生合唱比赛一等奖普通话水平测试等级证书英语专业四级证书实习经验（或实践经验或兼职经验）这里写上你的实习经验或实践经验或兼职经验等信息吧，标题自己起一个贴切的。自我评价本人性格开朗、稳重、有活力，待人热情、真诚。工作认真负责，积极主动，能吃苦耐劳。有较强的组织能力、实际动手能力和团体协作精神，能迅速的适应各种环境，并融入其中。我不是最优秀的，但我是最用功的；我不是太显眼，但我很踏实；希望我的努力可以让您满意。这里不要照抄哦，不会写自我评价的朋友，你可以访问http 这里有很多自我评价范文可以参考。（按住键盘的CTRL键，再用鼠标点链接就可以直接打开网站，不用复制到浏览器的。）本人性格热情开朗、待人真诚，善于沟通，应变能力较强。懂得珍惜拥有的一切。B内张型鼓式制动器C湿式多片制动器D浮钳盘式制动器289.零配件市场上的主要价格形式（ABC）A厂家指导价B市场零售价C配件厂价格290.油漆出险桔皮皱，即表面不光滑，可能的原因（ D ）A涂装间通风国强B稀释剂干燥速度过快C稀释剂干燥速度过快慢D一次喷涂过厚291.汽车的动力性能包括（ACD）A最高车速B平均车速C加速时间D能爬上的最大坡度292.车险定损核价运作规范规定事故车辆修复费用包括（ABCD）A事故损失部分维修工时B事故损失部分需更换的配件费C残值D税费293.车辆全损或推定全损案件， 在确定损失前，应该了解（ABD）汽车信息A了解车辆购置时间、价格B取得车辆的购置发票或其他证明C了解车辆的购置渠道D了解车辆的所有人294.机动车电器故障引起火灾的主要原因有（BC）A电瓶故障B线路故障C电器元件故障D日光聚集295. 车险定损核价运作规范规定对残值处理的原则（AB）BA所有残值归被保险人所有，保险人在维修费中扣除B事故车辆更换的配件由保险人收回后不计入残值之内C所有配件必须折旧卖给被保险人D所有配件必须折旧卖给维修厂或废品收购站296.从火灾原因调查的角度，汽车火灾的原因分（ABCD）A机械故障类（如发动机过热）B电器类（线路老化短路）C人为类（纵火）D交通事故类（碰撞、倾覆、货物引起）297.对汽车整车进行测量非常重要的平面（D）?A基本面B中心面C零平面D下平面298.机械配件的基本维修原则（ABCD）A超过配合尺寸，通过加工也无法得到装配技术要求B变形通过矫正无法保证使用性能和安全技术要求C断裂无法焊接或焊接后无法保证使用性能和安全技术要求D转向等涉及到安全的所有发生变形的配件299.被保险人可依据哪些有效证明作为领取赔款的凭证（A）ACA居民身份证B有效驾驶本C户口薄300.驾驶员未取得驾驶资格包括哪些情况（ABCD）ABCA无驾驶证B驾驶车辆与准驾车型不符C公安交关部门规定的其他属