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：: 中国地质大学长城学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名曹佳珺学号05211514专业班级机制5班指导教师孙晓燕职称讲师单位中国地质大学长城学院课题性质设计论文课题来源科研教学生产其它毕业设计（论文）题目齿轮齿条式转向器设计一、研究目的及意义随着汽车工业的飞速发展以及人们对于舒适、安全性能要求的不断提高，对转向器的安全性及操作稳定性的要求也进一步提高。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。特别是在车辆高速化，车流密集化的今天，汽车转向器的设计极为重要。通过对转向器的优化设计，使其达到汽车总体设计的要求，以达到对汽车的机构整体优化，更好地提高相应性能，达到更高水平。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。优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，所以在汽车上得到广泛的应用。二、研究现状汽车转向器机构涉及整车的操纵性、稳定性和安全性，它的质量也反映了车辆的质量，是直接关系到车辆性能的关键部件。上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。液压助力系统HPS是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。目前主要的转向器类型有4种：蜗杆销式、蜗杆滚轮式、循环球式、齿条齿轮式。这四种转向器型式，已经被广泛的使用在汽车上了。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。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。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。现代汽车转向器的设计趋势：一是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”是目前世界上适生产的转向器结构的方向；二是充分考虑安全性、轻便性随着汽车车速的提高，驾驶员和乘客的安全非常重要，目前国内外在许多汽车上已普遍增设能量吸收装置，如防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等，并逐步推广。从人类工程学的角度考虑操纵的轻便性，已逐步采用可调整的转向管柱和动力转向系统；三是低成本、低油耗、大批量专业化生产，随着国际经济形势的恶化，石油危机造成经济衰退，汽车生产愈来愈重视经济性，因此，要设计低成本、低油耗的汽车和低成本、合理化生产线，尽量实现大批量专业化生产。对零部件生产，特别是转向器的生产，更表现突出；四是汽车转向器装置的电脑化，汽车的转向器装置，必定是以电脑化为唯一的发展途径。三、研究内容和研究方案齿轮齿条式转向器主要由小齿轮、齿条、调整螺钉，外壳及齿条导块等组成，转向器小齿轮在转向主轴的下端，与转向齿条啮合。当旋转方向盘时，转向器中的小齿轮便转动，带动转向器中的齿条朝方向盘转动的方向移动。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。由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用得到突飞猛进的发展；齿轮齿条式转向器的主要优点是结构简单、紧凑，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，能自动消除间隙，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；转向器占用体积小；制造成本低。从实际情况来看专业化生产已经成为一种趋势，这样才能使产品质量高、产量大，成本低，在商场上有竞争力。基于以上调查和转向器的优点，循环球式转向器和齿轮齿条式转向器将是以后转向器的发展的趋势和潮流。四、整个设计具体时间安排12月10日1月4日明确研究内容，确定方案并完成开题报告1月5日1月15日查阅文献资料1月16日3月20日撰写毕业设计说明书和绘制图纸3月21日4月20日完成毕业设计初稿4月21日5月15日修改毕业设计初稿，由指导教师评阅后定稿5月16日5月20日准备答辩五、预期结果通过此次设计提高自身实习运用有关机械设计手册、查表、画图规范等能力，从而进一步培养自身识图，运算等基本技能。解决螺母传动副的设计，齿条齿扇传动副设计等问题，通过汽车转向器的设计，培养理论联系实际的设计思想，使自己的专业知识得到巩固和加强。六、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.山东省汽车研究设计院.19999.邱峰汽车转向系统的发展趋势与关键技术.J.2007.510.陈志鑫汽车转向技术的昨天、今天和明天.J.上海采埃孚转向机有限公司.2007.1211.王军中型汽车转向系统结构分析与设计方法研究.J.武汉理工大学.2006.412.张平汽车转向器.J.上海汽车股份有限公司.2009.413.王金龙几种典型的汽车转向结构运动学研究.J.重庆理工大学.2010.114.Qichi Huang

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