这次设计的是铃木北斗星的转向器，在齿轮齿条转向器的结构上是选用的侧面输入、两端输出，主要的优点就是结构比较简单。壳体主要是由铝或镁合金压铸成的，所以质量轻，在传动效率上可达百分之九十。齿轮齿条在长时间的工作后如果出现了磨损间隙，那么可以利用靠近在齿条背面与小齿轮的压紧力可调弹簧自动的来消除间隙，此转向器无转向摇臂，也没有直拉杆，同时能扩大转向轮的转角。齿轮齿条转向器的工作原理：转动方向盘时，在连接处有万向节并且通过它的旋转驱动齿轮轴，齿条和齿轮轴啮合，从而使齿条做线性运动，最终实现转向。

关键词：转向器；设计；发展；齿轮齿条

ABSTRACT

The level of vehicle development today in our society very quickly, but the car's steering is an important car part, it also affects vehicle handling and stability, so the quality of steering is very critical, if quality tests, then will affect the active safety of the car.

This design is the Suzuki Big Dipper steering, rack and pinion steering gear on the structure of the input side is chosen, both ends of the output, the main advantage is that the structure is relatively simple. The main case is made of aluminum or magnesium alloy die casting, so the quality of light in the transmission efficiency of up to 90 percent. Rack and pinion after long hours of work if there is a gap of wear, you can use the back of the rack near the clamping force and pinion adjustable spring automatically to eliminate the gap, this steering without steering arm, nor straight rod, while the steering wheel angle expand. Rack and pinion steering works: when turning the steering wheel, there is a universal joint at the junction and by its rotary drive gear shaft, rack and pinion shaft is engaged, so that linear motion of the rack, and ultimately turn.

Keywords: steering; design; develop; rack and pinion

1前言1

1.1选题的目的与意义1

1.2转向器的国内外研究现状1

1.3转向器的发展趋势1

2齿轮齿条转向器设计内容与方案2

2.1设计的主要内容2

2.2制定转向器设计的方案2

2.2.1转向器的输入与输出形式2

2.2.2齿轮齿条的选择3

2.2.3齿条断面形状的选择3

2.2.4齿轮齿条转向器布置形式3

2.3齿轮齿条转向器最终方案及结论4

3齿轮齿条式转向器的设计和计算4

3.1计算汽车的原地转向阻力矩4

3.2转向器角传动比的计算4

3.2.1转向轮侧偏角计算5

3.2.2角传动比的计算5

3.3作用在转向盘上的手力的计算5

3.4梯形臂长度计算（L2）6

3.5轮胎直径RT的计算6

3.6齿轮齿条式转向器的设计计算6

3.6.1齿轮齿条式转向器的设计要求6

3.6.2齿轮齿条转向器的主要部件7

3.7齿轮齿条式转向器的材料选择及强度校核8

3.8齿轮齿条的基本参数10

4齿轮轴的结构设计11

4.1齿轮齿条式转向器的受力分析与计算11

4.2齿轮轴的设计计算11

4.3齿轮轴的强度校核13

5转向器间隙调整弹簧的设计计算13

5.1选择材料并确定许用应力13

5.2根据强度条件计算弹簧钢丝直径13

5.3计算弹簧圈数和弹簧的自由高度14

5.4稳定性验算14

5.5检查δ及δ114

5.6几何参数和结构尺寸的确定14

5.7弹簧工作图15

6轴承、润滑方式和密封类型的选择15

6.1轴承的选择15

6.2润滑方式的确定16

6.3密封结构的确定16

7结论17

参考文献18

致谢19

A0装配图.jpg

A1万向传动节.jpg

A1转向齿条.jpg

A1转向蜗杆箱.jpg

A2齿条衬套套管.jpg

A2转向拉杆.jpg

A3齿轮轴.jpg

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内容简介：: 文献综述摘要：随着转向助力技术的广泛应用，齿轮齿条式转向器很快也得到了应用，因为它的结构更简单从而更利于安装助力装置，另外，和循环球式转向器相比，齿轮齿条式转向器的转向更直接，回馈也更灵敏。齿轮齿条转向器是一种最常见的转向器，基本结构是一对相互啮合的小齿轮与齿条，转向轴带动小齿轮旋转时，齿条做直线运动，有时靠齿条直接带动横拉杆即可实现转向。设计时根据汽车转向系统设计要求分析汽车转向器的结构形式及工作原理，根据汽车转向器设计要求完成转向器的结构方案设计与性能参数设计计算，根据汽车总体方案的设计对各参数、尺寸，材料进行选取，转向器的强度校核转向器效率的分析。关键词：转向器、齿轮齿条设计、强度1、研究的目的近年来随着我过汽车工业的迅猛发展，作为汽车的重要安全部件汽车转向器的生产水平也有了很大的提高，由于汽车转向器属于汽车系统中的关键部件，它在汽车系统中占有重要位置，因而它的发展同时也反映了汽车工业的发展，它的规模和质量也成为了衡量汽车工业发展水平的重要标志之一。作为汽车转向系统的一个重要组成部分，转向器对汽车的操纵稳定性和驾驶员的安全驾驶有这直接的影响。在汽车转向器生产行业里，70年代推广循环球转向器，80年代开发和推广了循环球变传动比转向器，到了90年代，驾驶员对汽车转向器性能的要求有了进一步的提高，要求转向更轻便，操纵更灵敏。随着汽车的高速比和超低压扁轮胎的通用化，过去的采用循环球转向器和循环球变传比转向器只能相对的解决转向轻便性和操纵灵敏性问题，现在虽然转向器以向动力转向发展，但大部分汽车还应用机械型转向器，如何改进转向器的设计，使之更加适合驾驶者，是最重要的，因此还需不断改进。2国内外发展现状改革开放以来，我国汽车工业发展迅猛。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，都已发展成大规模生产的专业厂，年产超过百万台，垄断了转向器的生产，并且销售点遍布了全世界。现代汽车转向装置的设计趋势适应汽车高速行驶的需要从操纵轻便性、稳定性及安全行驶的角度，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。现代汽车转向装置的发展趋势现代汽车转向装置的使用动态随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。汽车转向器的结构很多，从目前使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：有蜗杆肖式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45左右，齿条齿轮式转向器占40左右，蜗杆滚轮式转向器占10左右，其它型式的转向器占5。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共汽车中使用的循环球式转向器，已由60年代的625，发展到现今的100了(蜗杆滚轮式转向器在公共汽车上已经被淘汰)。大、小型货车大都采用循环球式转向器，但齿条齿轮式转向器也有所发展。微型货车用循环球式转向器占65，齿条齿轮式占 35。综合上述对有关转向器品种的使用分析，得出以下结论：循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮#0;蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50，法国已高达95。由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。循环球式转向器的特点是：效率高，操纵轻便，有一条平滑的操纵力特性曲线。布置方便。特别适合大、中型车辆和动力转向系统配合使用；易于传递驾驶员操纵信号；逆效率高、回位好，与液压助力装置的动作配合得好。可以实现变速比的特性，满足了操纵轻便性的要求。中间位置转向力小、且经常使用，要求转向灵敏，因此希望中间位置附近速比小，以提高灵敏性。大角度转向位置转向阻力大，但使用次数少，因此希望大角度位置速比大一些，以减小转向力。由于循环球式转向器可实现变速比，应用正日益广泛。通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度和较好的耐磨性。并且该转向器可以被设计成具有等强度结构，这也是它应用广泛的原因之一。变速比结构具有较高的刚度，特别适宜高速车辆车速的提高。高速车辆需要在高速时有较好的转向稳定性，必须保证转向器具有较高的刚度。间隙可调。齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙，使之具有合适的转向器传动间隙，从而提高转向器寿命，也是这种转向器的优点之一。我国的转向器生产，除早期投产的解放牌汽车用蜗杆#0;滚轮式转向器，东风汽车用蜗杆肖式转向器之外，其它大部分车型都采用循环球式结构，并都具有一定的生产经验。目前解放、东风也都在积极发展循环球式转向器，并已在第二代换型车上普遍采用了循环球式转向器。由此看出，我国的转向器也在向大量生产循环球式转向器发展。转向器生产专业化。循环球式转向器在国外实现了专业化生产，同时以专业厂为主、大力进行试验和研究，大大提高了产品的产量和质量。在日本“精工”(NSK)公司的循环球式转向器就以成本低、质量好、产量大，逐步占领日本市场，并向全世界销售它的产品。德国ZF公司也作为一个大型转向器专业厂著称于世。它从1948年开始生产ZF型转向器，年产各种转向器200多万台。还有一些比较大的转向器生产厂，如美国德尔福公司SAGINAW分部；英国BURM#0;AN公司都是比较有名的专业厂家，都有很大的产量和销售面。专业化生产已成为一种趋势，只有走这条道路，才能使产品质量高、产量大、成本低，在市场上有竞争力。3.汽车转向技术的发展趋势3.1(1)新型转向机构的研究与应用围绕减小转向机构的误差、优化转向机构的设计、减轻转向机构的磨损、提高转向机构的效率等方面开展工作，加强新型转向机构的研究与应用已成为生产企业和科研单位的追求的目标。(2)动力转向技术的推广为减轻驾驶员疲劳，提高操纵轻便性和稳定性，动力转向系统的应用日益广泛，不仅在重型汽车上必须采用，在高级轿车上应用较多，而且在中型汽车上也已逐渐推广。(3)考虑主动安全性的转向技术从操纵轻便性、稳定性和安全行驶的角度，广泛使用更先进的工艺方法制造、使用变速比转向器、高刚性转向器，采用防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等，并逐步推广。新时代下的汽车转向装置设计充分考虑了驾乘的舒适性和安全性，诸如4WS转向技术的应用、EPS动力转向技术的应用等等。(4)先进电子技术和控制技术在转向系统中的应用随着传感技术、控制技术的不断发展及在汽车中的应用，可以从多方面改善转向系统的各种性能，诸如汽车的低速行驶轻便性、汽车的稳态转向特性、汽车的回正能力、转向盘中间位置操纵稳定性、前轮的摆振等等。3.2转向器的技术发展趋势随着现代汽车的发展，车辆速度越来越快，货车的载重量越来越大，这也就对汽车的转向器提出了更高的要求。纯机械式的转向器已经无法满足了，新型的转向器助力转向器也就应运而生。助力转向器可以分为：液压动力式、电动助力式、电液助力式等种类。纯机械转向系统结构简单工作可靠造价低廉，目前在一部分转向操纵力不大对操控性能要求不高的车型上仍有使用；液压助力转向器技术成熟，能提供大的转向操纵助力，在中大型车辆上广泛应用；电液助力式转向器作为在向电动助力式转向器的过渡技术，在未来一定时间还将存在和发展，电动助力式转向器以其特有的优越性而得到青睐，是目前汽车转向器技术发展的主流，将作为标准配置将配到汽车上。4.对转向系的要求（1）保证汽车有叫高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯能力。（2）操纵轻便。（3）转向盘应能自动回正。（4）反冲击尽可能小。5、参考文献1.刘惟信汽车设计M.北京.清华大学出版社,2006.1.6086622.陈家瑞汽车构造M.北京.机械工业出版社,2003.7.2342453.彭文生机械设计手册M.北京.华中理工大学出版社,2007.54.臧杰.阎岩汽车构造（下册）.M.北京：机械工业出版社，2010.1.1461655.余志生汽车理论.M.第3版.北京：机械工业出版社，2000.46.林慕义车辆底盘构造与设计M.北京：冶金工业出版社，2007.77.钱江汽车转向器总成.J.上海汇众汽车制造有限公司.2006.18.毕大宁略论我国汽车转向器发展之路.J.山东省汽车研

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