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机械毕业设计车辆工程

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CL01-204@汽车设计课程齿轮齿条式转向器设计,机械毕业设计车辆工程

内容简介：

汽车 设计课程设计任务书 课程设计题目： 齿轮齿条式 转向器 一、 应当完成的有关内容 1) 确定所设计零件的主要参数、设计方案（包括有关受力分析、计算公式、零件工作能力的计算）； 2) 按步骤计算与所设计零件相关的各种参数，并注明数值来源，参考书目要具体到页码； 3) 求按制图标准绘制一张总成装配图，若干零件图或工作图（要尽量考虑到零件的设计与制造工艺性、绘制零件图的线型、公差配合、标题栏和技术要求等）； 4) 编写设计计算说明书，主要内容如下： A. 封面（购买课程设计计算说明书），主要含：课程设计题目、院系、专业、班级、设计者、指导教师、校名、日期。 B. 目录（标题 及页码，可分章节进行安排）。 C. 设计任务书（主参数、尺寸及规格等）。 D. 设计方案选择（详细说明、传动方案简图或其他参考图。） E. 设计计算过程（对引用的符号、公式和数据应注明来源，参考资料应当注明编号和页码，如下顺序： 编号 ，书名，作者，出版单位，出版年月日，页码），主要的计算结果项目应突出显示，做到一目了然。 F. 所选公差配合及技术要求的说明、取舍理由。 G. 设计总结（体会及建议） 二、 BJ121 型轻型载货汽车的 部分 结构参数 驱动型式 FR4 2 轴距 2750 前轮 /后轮 轮距 1440/1440 最小转弯半径 6.9m 满载轴荷分配：前 /后 877/1643(kg) 前轮 气压 200（ KPa） 主销偏移距 a 50mm 转向节臂长 L 200mm 方向盘直径SWD400mm nts 目 录 一、 设计方案选择 5 二、 设计计算过程 5 1、转向轮侧偏角计算 5 2、转向器参数选取 6 3、选择齿轮齿条材料 7 4、强度校核 7 5、齿轮齿条的基本参数 8 三、 齿轮轴的结构设计 8 四 、 轴承的 选择 8 五、 转向器的润滑方式和密封类型的选择 8 六、 参考资料 9 七、 设计总结 10 nts 汽车设计 课程设计说明书 一、 设计 方案 选择： 1、 转向器类型的选择 ： 机械式转向器主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等，其中广泛应用的是齿轮齿条式和循环球式。 齿轮齿条式转向器 1 优点：结构简单、紧凑；壳体由铝合金或 镁合金压铸而成 ，故质量比较小；传动效率高达 90%；齿轮齿条之间因磨损出现间隙后，可利用装在齿条背部、靠近小齿轮的压紧力可以调节的弹簧自动消除齿间间隙，在提高系统刚度的同时也可防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；没有转向摇臂和横拉杆，可以增大转向轮转角；制造成本低。 缺点：逆效率高，汽车在不平路面行使时 会出现汽车方向控制难度增加还 有可能出现打手现象 。 循环球式转向器 2 优点：在螺杆和螺母之间有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，传动效率可达 75%-85%；转向器 传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条齿扇间间隙调整工作容易进行；适合做整体式动力转向器。 缺点：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。 通过对齿轮齿条式转向器和循环球式转向器的对比，选择采用齿轮齿条式转向器。 2、 齿轮齿条式 转向器布置 和结构 形式的选择 ： 考滤到原车采用的是循环球式转向器，故采用如图所示的布置形式。同时考虑到原车是发动机前置后驱故采用如图所示的侧面输入两端输出的结构形式 。 二、设计计算过程 1、 转向轮侧偏角计算 nts 2750s i n 0 . 3 9 8 5 56900LR 2 3 .4 8 7 6 2750t a n 0 . 5 6 2 5 7c o s 6 9 0 0 c o s 1 4 4 0LRB 29.3607 通过作图计算可得 转向齿条左右移动 的最大 距离为 180mm 。 2、转向器参数选取 齿轮齿条转向器的齿轮多采用斜齿轮，齿轮模数在 2 3mm 之间，主动小齿轮齿数在 57 之间，压力角取 20，螺旋角在 9 15之间。故 取小齿轮1 6z ，2.5nm ， 10右旋 ，压力角 20，精度等级 8 级 。 4 转向节原地转向阻力矩： 3 31330 . 7 ( 8 7 7 9 . 8 ) 3 4 2 9 . 1 9 73 3 0 . 2R GfM N m mP 3 nts 方向盘转 动圈数：1180c o s 2 . 5 c o s 2 9 . 3 6 0 7 3 . 8 8 16nLmnZ 角传动比： 3 6 0 3 . 8 8 1 3 6 0 2 6 . 4 3 7 2( ) ( 2 3 . 4 8 7 6 2 9 . 3 6 0 7 )Ww K ni 5 方向盘上的手力： 2 2 2 0 0 3 4 2 9 . 1 9 7 1 4 4 . 1 2 3 44 0 0 2 6 . 4 3 7 2 0 . 9Rh SWLMFNDi 6 2 1 4 4 . 1 2 3 4 4 0 0 2 8 8 2 4 . 6 7 822h h S WhhSWM F DF M N m mD 7 力传动比： 3 4 2 9 . 1 9 7 4 0 0 1 0 9 . 5 1 7 42 8 8 2 4 . 6 7 8 5 0R S Wp hM D ki Ma 8 取齿宽系数 1.2d ，11 2 . 5 6 1 5 . 2 3 1 4c o s c o s 1 0nmzd m m 齿条宽度21 1 . 2 1 5 . 2 3 1 4 1 8 . 2 7 8db d m m 圆整取2 20b mm，则取齿轮齿宽12 1 0 3 0b b m m 3、 选择齿轮齿条材料 小齿轮： 40Cr C-N 共渗淬火、回火 43 53HRC 9 齿条： 45 调质处理 229 286HBS10 4、 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 li m 1 1500H M P a 11 ，lim 2 650H M P a 12 ；lim1 1.5HS ，lim 2 1.3HS 13 ，121NNZZ14 lim 2 lim 1HH故以lim2H计算Hpl i m 2 2l i m 26 5 0 1 5001 . 3HNHP HZ M P aS 15 查得： 1.35AK 16 ， 1.05VK 17 ， 1.1K 18 ， 1.1K 19 ；1 . 7 1 5 2AVK K K K K 2.46HZ 20 ， 189.8EZ 21 ， 0.92Z 22 ， 10 则 c o s 0 . 9 9Z 23 ，12.5k 1212 1 4 8 3 . 4 4H H E H pKT uZ Z Z Z M P ab d k u 24 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lim 1 500F M P a 25 ；lim 2 280F M P a 26 ；lim1 2.2FS ；lim 2 1.5FS 27 ；121NNYY28 ； 2.0STY 29 lim 2 lim 1FF故以lim2F计算Fpl i m 2 2l i m 22 8 0 2 1 3 7 3 . 3 31 . 5F S TF p NFY Y M P aS 30 据 齿数 查表有： 3.69FaY ； 1.41saY 31 ； 0.7Y 32 ； 0.9Y 33 。 则 nts 1 1112 2 8 3 . 7 2 3F F a s a F pnKT Y Y Y Y M P ab d m 34 齿轮弯曲疲劳强度 合格 5、 齿轮 齿条 的基本参数如下表所示 : 35 名称 符号 公式 齿轮 齿条 齿数 z z 6 31 分度圆直径 d cosnmzd 15.2314 变位系数 nx 1 齿顶高 ah ()a a n n nh h x m 5 2.5 齿根高 fh *()f a n n n nh h x c m 0.625 3.125 齿顶圆直径 ad aa hdd 2 25.2314 齿根圆直径 fd ff hdd 2 13.9814 齿轮中圆直径 md 2m n nd d x m 20.2314 螺旋角 10 齿宽 b 1db d 30 20 三 、 齿轮 轴的 结构设计 四 、 轴承的选择 轴承 1 深沟球轴承 6004 (GB/T276-1994) 36 轴承 2 滚针 轴承 NA4901 (GB/T5801-1994) 37 五 、 转向 器的润滑方式和密封类型的选择 转向 器的润滑方式： 人工定期 润滑 润滑 脂 ： 石墨钙基润滑脂 （ ZBE36002-88）中的 ZG-S 润滑 脂 。 38 密封类型的选择 密封件： 旋转轴唇形密封 圈 FB 16 30 GB 13871 199239 六 、 参考资料 nts 1 编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版 ， P220。 2 编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， P221。 3 编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， P233。 4 编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， P233。 5 编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， P229。 6 编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， P233。 7 编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， P229。 8 编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， P229。 9 编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册 -单行本 -机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， P13-142，表 13-1-132。 10 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P132,表 6.1。 11 编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册 -单行本 -机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， P13-106，图 13-1-24（ a）。 12 编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册 -单行本 -机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， P13-106，图 13-1-23（ a）。 13 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P140,表 6.5。 14 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P139,图 6.16。 15 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137。 16 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明 忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P133,表 6.2。 17 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P133。 18 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P134。 19 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P134。 20 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P138,图 6.12。 21 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P136,表 6.1。 22 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P135。 nts 23 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P143。 24 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P143。 25 编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册 -单行本 -机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， P13-127，图 13-1-54（ c）。 26 编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册 -单行本 -机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， P13-126，图 13-1-53（ a）。 27 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P140，表 6.17。 28 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P139，图 6.17。 29 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137。 30 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137。 31 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137，表 6.4。 32 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137。 33 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P143。 34 编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计 /杨明忠、朱家诚主编 武汉理工大学出版