机械式齿轮齿条转向器设计【汽车】【3张图/7700字】【优秀机械毕业设计论文】

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关键词：: 机械式齿轮齿条转向器设计汽车优秀优良机械毕业设计论文

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说明书一份,25页,7700字左右.

图纸共3张,如下所示
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一、设计题目（学生空出，由指导教师填写）

二、设计参数
发动机排量2595mL、轮胎规格205R15(T级)、循环球-齿条齿扇式转向器的角传动比iw、钢球中心距d0、螺杆外径d
三、设计要求
（1）总装图 1张
（2）零件图 2张
（3）课程设计说明书（5000～8000字） 1份

四、进度安排（参考）
（1）熟悉相关资料和参考图 2天
（2）确定基本参数和主要结构尺寸 2天
（3）设计计算 3天
（4）绘制总装配草图 4天
（5）绘制总装配图 2天
（6）绘制零件图 2天
（7）编写说明书 3天
（8）准备及答辩 3天

摘要

目前国内外小型汽车上主要用的都是齿轮齿条式转向器。齿轮齿条式转向器又分机械式，电动式，和液压助力的。国内大多还生产机械式的，液压的技术都还不成熟，电动的一般还处于研发阶段；但是在国外（如日本）液压的基本都不再生产了，电动转向已经成熟，甚至已经在中国建厂投产。
齿轮齿条式转向器转向器式是将司机对转向盘的转动变为或齿条沿转向车轴轴向的移动，并按照一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。
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。它具有结构简单、紧凑、质量轻、刚度大、转向灵敏、制造容易。成本低，正、逆效率都高一级便于布置等优点，而且特别适合于在、烛式和麦弗逊式悬架配用，因此，目前它在轿车和微型、轻型货车上得到了广泛的应用。
关键词：齿轮齿条；应用广泛；发展趋势；

Abstract

Small car at home and abroad are mainly used on the rack and pinion steering. Rack and pinion steering gear is divided into mechanical, electric, and hydraulic of assistance. Domestic Most also produce a mechanical or hydraulic technology is not yet mature, the electric is still in the research and development stage in general; but in abroad (e.g. Japan) do not reproduce the basic hydraulic, and electric power steering has matured, has even set up factories in China production.
Rack and pinion steering gear steering gear type is the driver of the steering wheel or the rack into the rotation axial movement along the steering axle and gear ratio in accordance with a certain angle and the force transmission ratio for delivery institutions.
Its basic structure is a pair of small gears meshing with each other and the rack. Rotating shaft driven pinion steering, the rack will do linear motion. In some cases, directly driven by horizontal rod rack, you can make steering wheel steering. Therefore, it is one of the most simple steering. It has simple structure, compact, light weight, stiffness, steering sensitivity and create easily. Low cost, and inverse efficiency of all the advantages of a high level of ease of layout, but is especially good at, candle, and McPherson suspension with use, therefore, present it in the car and micro, light goods vehicle which has been widely aplied.
Keywords: Rack and pinion; Wide application; Development trend

目录
1转向系 1
1.1转向系统概述 1
2 转向器 2
2.2齿轮齿条式转向系简介 2
3.齿轮齿条式式转向器设计计算 3
3.1 参数选择 3
3.2齿轮齿条式转向器的设计与计算 3
3.2.1 转向系计算载荷的确定 3
3.2.2 齿轮齿条式转向器的设计 5
(1) 选择材料及热处理方式 10
(2) 确定许用应力 10
3.2.3 齿轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析 13
3.2.4 齿轮齿条传动受力分析 14
3.2.5 间隙调整弹簧的设计计算 18
3.2.6 齿轮轴轴承的校核 20
3.2.7 键的计算 20
4. 结论 21
参考文献 22

机械式齿轮齿条转向器设计

内容简介：: 辽宁工程技术大学课程设计题目：机械式转向器设计齿轮齿条式班级：汽车 06 学号： 0607130112 姓名：孔超指导教师：李惟慷完成日期： 2009 一、设计题目（学生空出，由指导教师填写）二、设计参数发动机排量 2595胎规格 205 级 )、循环球角传动比钢球中心距螺杆外径 d 三、设计要求（ 1）总装图 1 张（ 2）零件图 2 张（ 3）课程设计说明书（ 5000 8000 字） 1 份四、进度安排（参考）（ 1）熟悉相关资料和参考图 2 天（ 2）确定基本参数和主要结构尺寸 2 天（ 3）设计计算 3 天（ 4）绘制总装配草图 4 天（ 5）绘制总装配图 2 天（ 6）绘制零件图 2 天（ 7）编写说明书 3 天（ 8）准备及答辩 3 天五、指导教师评语成绩：指导教师日期摘要目前国内外小型汽车上主要用的都是齿轮齿条式转向器。齿轮齿条式转向器又分机械式，电动式，和液压助力的。国内大多还生产机械式的，液压的技术都还不成熟，电动的一般还处于研发阶段；但是在国外（如日本）液压的基本都不再生产了，电动转向已经成熟，甚至已经在中国建厂投产。齿轮齿条式转向器转向器式是将司机对转向盘的转动变为或齿条沿转向车轴轴向的移动，并按照一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。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。它具有结构简单、紧凑、质量轻、刚度大、转向灵敏、制造容易。成本低，正、逆效率都高一级便于布置等优点，而且特别适合于在、烛式和麦弗逊式悬架配用，因此，目前它在轿车和微型、轻型货车上得到了广泛的应用。关键词：齿轮齿条；应用广泛；发展趋势； at on is of a or is is in in in do up is of or in a is a of do In by it is of It of of a of of is it in 目录 1 转向系 . 错误 !未定义书签。向系统概述 . 错误 !未定义书签。 2 转向器 . 错误 !未定义书签。轮齿条式转向系简介 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。数选择 . 错误 !未定义书签。轮齿条式转向器的设计与计算 . 错误 !未定义书签。向系计算载荷的确定 . 错误 !未定义书签。轮齿条式转向器的设计 . 错误 !未定义书签。 (1) 选择材料及热处理方式 . 错误 !未定义书签。 (2) 确定许用应力 . 错误 !未定义书签。轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析 . 错误 !未定义书签。轮齿条传动受力分析 . 错误 !未定义书签。隙调整弹簧的设计计算 . 错误 !未定义书签。轮轴轴承的校核 . 错误 !未定义书签。的计算 . 错误 !未定义书签。 4. 结论 . 错误 !未定义书签。参考文献 . 错误 !未定义书签。辽宁工程技术大学设计 1 1 齿轮齿条式转向器简介轮齿条式转向系转向系是通过对左、右转向之间的合理匹配来保证汽车能沿着理想的轨迹运动的机构，它由转向操纵机构转向器和专项传动机构组成。齿轮齿条机械转向器是将司机对转向盘的转动变为或齿条沿转向车轴轴向的移动，并按照一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。机械转向器与动力系统相结合，构成动力转向系统。高级轿车和中兴载货汽车为了使转向轻便，多采用这种动力转向系统。采用液力式动力转向时，由于液体的阻尼作用，吸收了路面上的冲击载荷，故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。向系设计要求通常，对转向系的主要要求是 : (1)保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便 ; (2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑 ; (3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小 ; (4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态 ; (5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员； (6) 转向器和专项传动机构因摩擦产生间隙时，应能调整而消除之。孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 2 2 转向系主要性能参数向器的效率功率转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率，用符号 +表示， +=( 之称为逆效率，用符号 - =(中，了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高。为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有一定的逆效率。为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之间的作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手又要求此逆效率尽可能低。向器正效率 + 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固定销和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，因结构不同效率也不一样。如蜗杆滚轮式转向器的滚轮与支持轴之间的轴承可以选用滚针轴承、圆锥滚子轴承和球轴承等三种结构之一。第一种结构除滚轮与滚针之间有摩擦损失外，滚轮侧翼与垫片之间还存在滑动摩擦损失，故这种转向器的效率仅有 54。另外两种结构的转向器效率，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或逆效率提高约 10。 (2)转向器的结构参数与效率如果忽略轴承和其它地方的摩擦损失，只考虑啮合副的摩擦损失，对于蜗杆和螺杆类转向器，其效率可用下式计算 ) （辽宁工程技术大学设计 3 式中， o 为蜗杆 (或螺杆 )的螺线导程角；为摩擦角， = 向器逆效率 - 根据逆效率大小不同，转向器又有可逆式、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。它能保证转向后，转向轮和转向盘自动回正。这既减轻了驾驶员的疲劳，又提高了行驶安全性。但是，在不平路面上行驶时，车轮受到的冲击力，能大部分传至转向盘，造成驾驶员“打手”，使之精神状态紧张，如果长时间在不平路面上行驶，易使驾驶员疲劳，影响安全驾驶。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。该冲击力由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上述两者之间。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。它的逆效率较低，在不平路面上行驶时，驾驶员并不十分紧张，同时转向传动机构的零件所承受的冲击力也比不可逆式转向器要小。如果忽略轴承和其它地方的摩擦损失，只考虑啮合副的摩擦损失，则逆效率可用下式计算 00 ）（（式 (式 (明：增加导程角 o, 正、逆效率均增大。受 o 不宜取得过大。当导程角小于或等于摩擦角时，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，导程角必须大于摩擦角。通常螺线导程角选在 8 10之间。动比的变化特性向系传动比转向系的传动比包括转向系的角传动比机械式转向器设计齿轮齿条式 4 从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力 2为力传动比，即转向盘转动角速度 w 与同侧转向节偏转角速度 k 之比，称为转向系角传动比；式中，转向盘转角增量；转向节转角增量；又由转向器角传动比转向传动机构角传动比所组成，即 iw 。转向盘角速度为转向器角传动比即。式中 ,摇臂轴转角增量。此定义适用于除齿轮齿条式之外的转向器。摇臂轴转动角速度 p 与同侧转向节偏转角速度为转向传动机构的角传动比，即。传动比与转向系角传动比的关系轮胎与地面之间的转向阻力间有如下关系（式中，为主销偏移距，指从转向节主销轴线的延长线与支承平面的交点至车轮中心平面与支承平面交线间的距离。作用在转向盘上的手力（式中，将式 (式 (入得到（分析式 (知，当主销偏移距传动比取大些才能保证转辽宁工程技术大学设计 5 向轻便。通常轿车的 a 值在 0 4 0 6倍轮胎的胎面宽度尺寸范围内选取，而货车的 0 60向盘直径据车型不同在 86转向盘尺寸标准中规定的系列内选取。如果忽略摩擦损失，根据能量守恒原理， 22 （将式 (人式 (得到（当和变时，力传动比大，虽然转向越轻，但越大，表明转向不灵敏。根据相互啮合齿轮的基圆齿距必须相等，即中齿轮基圆齿距m ，齿条基圆齿距 m 2 。由上述两式可知：当齿轮具有标准模数 1与一个具有变模数压力角 2的齿条相啮合，并始终保持 l=时，它们就可以啮合运转。如果齿条中部 (相当汽车直线行驶位置 )齿的压力角最大，向两端逐渐减小 (模数也随之减小 )，则主动齿轮啮合半径也减小，致使转向盘每转动某同一角度时，齿条行程也随之减小。因此，转向器的传动比是变化的。循环球齿条齿扇式转向器的角传动比 r P。因结构原因，螺距 P 不能变化，但可以用改变齿扇啮合半径 r 的方法，达到使循环球齿条齿扇式转向器实现变速比的目的。随转向盘转角变化，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因素，主要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，在转向盘全转角范围内，驾驶员不存在转向沉重问题。装用动力转向的汽车，因转向阻力矩由动力装置克服，所以在上述两种情况下，均应取较小的转向器角传动比并能减少转向盘转动的总圈数，以提高汽车的机动能力。转向盘在中间位置的转向器角传动比不宜过小。过小则在汽车高速直线行驶时，对转向盘转角过分敏感和使反冲效应加大，使驾驶员精确控制转向轮的运动有困难。直行位置的转向器角传动比不宜低于 15 16。孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 6 转向器设计计算数选择由汽车类型齿轮齿条式转向器的齿轮模数为： m=3数为 z=7，压力角为 =20o ，螺旋角为 14o 。齿条模数 :m=3数为 z=21，压力角 =20o ，螺旋角为 14o 。轮齿条式转向器的设计与计算向系计算载荷的确定为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有足够的强度。欲验算转向系零件的强度，需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。精确地计算出这些力是困难的。为此用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩表 3地转向阻力矩计算设计计算和说明计算结果 7 8 2 6 . 2 1 7 91 0 9 0 2 . 530 . 731 式中 f 轮胎和路面间的滑动摩擦因数； 1G 转向轴负荷，单位为 N； P 轮胎气压，单位为 f=G =p=627826.2 作用在转向盘上的手力：表 3向盘手力计算设计计算和说明计算结果辽宁工程技术大学设计 7 L h 015380 7 8 2 6222 1 式中 1L 转向摇臂长 , 单位为原地转向阻力矩 , 单位为 NL 转向节臂长 , 单位为为转向盘直径 ,单位为转向器角传动比； + 转向器正效率。因齿轮齿条式转向传动机构无转向摇臂和转向节臂，故 1L 、 2L 不代入数值。 627826.2 80mm 5 =90% 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 2L ：表 3形臂长度设计计算和说明计算结果轮辋直径15581形臂长度 2L =381 = 2L =150L =150胎直径的计算表 3胎直径计算设计计算和说明计算结果 R =381+05= 500R=500向横拉杆直径的确定：表 3向横拉杆直径的计算设计计算和说明计算结果孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 8 d R 4 3 a = 2L ; a R 16 取 18步估算主动齿轮轴的直径：表 3动齿轮轴的计算设计计算和说明计算结果 m a 0 233 =140 16 齿轮齿条式转向器的设计 1. 统齿轮齿条转向器的主要元件 1) 齿条齿条是在金属壳体内来回滑动的，加工有齿形的金属条。转向器壳体是安装在前横梁或前围板的固定位置上的。齿条代替梯形转向杆系的摇杆和转向摇臂，并保证转向横拉杆在适当的高度以使他们与悬架下摆臂平行。齿条可以比作是梯形转向杆系的转向直拉杆。导向座将齿条支持在转向器壳体上。齿条的横向运动拉动或推动转向横拉杆，使前轮转向 (图图条表 3条的尺寸设计参数辽宁工程技术大学设计 9 序号项目符号尺寸参数 ( 1 总长 L 767 2 直径 30 3 齿数 2Z 21 4 法向模数 23 2) 齿轮齿轮是一只切有齿形的轴。它安装在转向器壳体上并使其齿与齿条上的齿相啮合。齿轮齿条上的齿可以是直齿也可以是斜齿。齿轮轴上端与转向柱内的转向轴相连。因此，转向盘的旋转使齿条横向移动以操纵前轮。齿轮轴由安装在转向器壳体上的球轴承支承。斜齿的弯曲增加了一对啮合齿轮参与啮合的齿数。相对直齿而言，斜齿的运转趋于平稳，并能传递更大的动力。表 3轮轴的尺寸设计参数序号项目符号尺寸参数 (1 总长 L 130 2 齿宽 1B 55 3 齿数 1Z 7 4 法向模数 13 5 螺旋角 14 6 螺旋方向左旋 3) 转向横拉杆及其端部转向横拉杆与梯形转向杆系的相似。球头销通过螺纹与齿条连接。当这些球头销依制造厂的规范拧紧时，在球头销上就作用了一个预载荷。防尘套夹在转向器两侧的壳体和转向横拉杆上，这些防尘套阻止杂物进入球销及齿条中。转向横拉杆端部与外端用螺纹联接。这些端部与梯形转向杆系的相似。侧面螺母将横拉杆外端与横拉杆锁紧（见图孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 10 注：转向反馈是由前轮遇到不平路面而引起的转向盘的运动。表 3向横拉杆及接头的尺寸设计参数序号项目符号尺寸参数 ( 1 横拉杆总长横拉杆直径 5 3 螺纹长度 60 4 外接头总长球头销总长球头销螺纹公称直径 7 外接头螺纹公称直径内接头总长内接头螺纹公称直径 ) 齿条调整一个齿条导向座安装在齿条光滑的一面。齿条导向座 1 和与壳体螺纹连接的调节螺塞 3 之间连有一个弹簧 2。此调节螺塞由锁紧螺母固定 4。齿条导向座的调节使齿轮、齿条间有一定预紧力，此预紧力会影响转向冲击、噪声及反馈（见图图向横拉杆外接头 1- 横拉杆 2456789辽宁工程技术大学设计 11 图条间隙调整装置表 3条调整装置的尺寸设计参数序号项目符号尺寸参数 (1 导向座外径 L 40 2 导向座高度 1B 29 3 弹簧总圈数 n 弹簧节距 t 弹簧外径 D 29 6 弹簧工作高度 2H 螺塞螺纹公称直径 8 螺塞高度锁止螺塞高度 0 转向器壳体总长 /高 L /615/1 转向器壳体内 /外径 /40/56 2. 转向传动比当转向盘从锁点向锁点转动，每只前轮大约从其正前方开始转动 30，因而前轮从左到右总共转动大约 60。若传动比是 1:1，转向盘旋转1，前轮将转向 1，转向盘向任一方向转动 30将使前轮从锁点转向锁点。这种传动比过于小，因为转向盘最轻微的运动将会使车辆突然改变方向。转向角传动比必须使前轮转动同样角度时需要更大的转向盘转角。孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 12 15:1 的传动比较为合理。在这样的传动比下，转向盘每转动 15，前轮转向1。为了计算传动比，可将锁点到锁点过程中转向盘转角的度数除以此时转向轮转角的度数。 3. 统齿轮齿条转向器的安装齿轮齿条式转向器可安在前横梁上或发动机后部的前围板上（见图橡胶隔振套包在转向器外，并固定在横梁上或前围板上。齿轮齿条转向器的正确安装高度，使转向横拉杆和悬架下摆臂可平行安置。齿轮齿条式转向系统中磨擦点的数目减少了，因此这种系统轻便紧凑。大多数承载式车身的前轮驱动汽车用齿轮齿条式转向机构。由于齿条直接连着梯形臂，这种转向机构可提供好的路感。在转向器与支承托架之间装有大的橡胶隔振垫，这些衬垫有助于减少路面的噪声、振动从转向器传到底盘和客舱。齿轮齿条转向器装在前横梁上或前围板上。转向器的正确安装对保证转向横拉杆与悬架下摆臂的平行关系有重要作用。为保持转向器处在正确的位置，在转向器安装的位置处，前围板有所加固。图向器的安装位置 4. 齿轮齿条式转向器的设计要求齿轮齿条式转向器的齿轮多数采用斜齿圆柱齿轮。齿轮模数取值范围多在 2 3间。主动小齿轮齿数多数在 5 7辽宁工程技术大学设计 13 个齿范围变化，压力角取 20，齿轮螺旋角取值范围多为 9 15。齿条齿数应根据转向轮达到最大偏转角时，相应的齿条移动行程应达到的值来确定。变速比的齿条压力角，对现有结构在 12 35范围内变化。此外，设计时应验算齿轮的抗弯强度和接触强度。主动小齿轮选用 16 15料制造，而齿条常采用 45 钢制造。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。 5. 齿轮轴和齿条的设计计算表 3轮轴和齿条的设计计算设计计算和说明计算结果处理方式及计算许用应力 (1) 选择材料及热处理方式小齿轮 16碳淬火，齿面硬度 56齿轮 45 钢表面淬火，齿面硬度 562) 确定许用应力 Fm Y a)确定和 5001 3002 251 752 b)计算应力循环次数 N，确定寿命系数Y。 2711 21 1 Y c)计算许用应力取 1 H m Z = M P 5001 3002 251 752 721 21 1 Y 980 1 孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 14 H m Z = M P 应力修正系数 2m = MP 2425 F m = M P 2375 (1) 选择齿轮类型根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合传动方案 (2) 选择齿轮传动精度等级选用 7 级精度 (3) 初选参数初选 4.114 1Z =7 2Z =21 d=Y =Y =当量齿数 o s/7c o s/ 33 (4) 初步计算齿轮模数1T =39168 闭式硬齿面传动，按齿根弯曲疲劳强度设计。 3 2121c o =3 o =(5) 确定载荷系数 K 1，由 o 1 , 1100=1；对称布置，取 K = 取K=716 2 1 2 斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合传动 7 级精度 1T 39168 辽宁工程技术大学设计 15 则 A =116) 修正法向模数 3 = 整为标准值，取(1) 分度圆直径 d 1n = 143 =(2) 齿顶圆直径1a 21 = =3(1+0)=(3) 齿根圆直径1 = =(4) 齿宽 b 1db d=因为相互啮合齿轮的基圆齿距必须相等，即21 P 。齿轮法面基圆齿距为111 nb 齿条法面基圆齿距为222 co s nb 取齿条法向模数为2 (5) 齿条齿顶高 2 2 =3(1+0)=3(6) 齿条齿根高2 2 =3(1+(7) 法面齿距2 ta =12 211 由表 7K =1d =11取 2b =202322孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 16 由图 7 Z =Z= 以 H =122 1 182 9 1 6 81 822 = 2 详见零件图齿面接触疲劳强度满足要求轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析图向横拉杆的运动分析简图当转向盘从锁点向锁点转动，每只前轮大约从其正前方开始转动 30，因而前轮从左到右总共转动约 60。当转向轮右转 30，即梯形臂或转向节由圆心 O 转至，齿条左端点 E 移至距离为 1l 30=150 =辽宁工程技术大学设计 17 30=75 A 340 22 A = 22 =A =1 =同理计算转向轮左转 30，转向节由圆心 O 转至，齿条左端点 E 的距离为 2l =75 2222 B =B 2 =75+齿轮齿条啮合长度应大于 21 即 21 =60取 L=200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 的法向力分解为径向力，分力 F 又可分解为圆周力轴向力 11 /2 =239168/ 14co s/20t a s/t a n F = 14ta n F =(1) 画轴的受力简图。 (2) 计算支承反力在垂直面上孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 18 在水平面上 (3) 画弯矩图在水平面上，面左侧、右侧 5 8 垂直面上，面左侧 3 6 面右侧 B 合成弯矩，面左侧 2 4 3 6 5 8 9 2222 面右侧 222 (4) 画转矩图转矩 2/1 t = 显然，面左侧合成弯矩最大、扭矩为 T，该截面左侧可能是危险剖面。度校核由机械设计 3查得 M 0 1 ， 00 0 ， 01 =60/100= 面左侧辽宁工程技术大学设计 19 333 2222 M P 查得 50 , , ；。面左侧 33 查得由表查得绝对尺寸系数；，轴经磨削加工，查得质量系数 = 弯曲应力 MP 94 应力幅 M P 平均应力 0m 切应力 M P 8 8 1 6 7 M 安全系数孔超机械式转向器设计齿轮齿条式 20 222 S=然 SS，故面安全。图轮轴校核分析图辽宁工程技术大学设计 21 隙调整弹簧的设计计算设计要求：设计一圆柱形压缩螺旋弹簧，载荷平稳，要求 1411N 时，6) 几何参数和结构尺寸的确定弹簧外径 D=D2+d=24+5=29簧内径 2497) 弹簧工作图 s=65=簧的极限载荷 =2841670N 弹簧的安装载荷 411=簧刚度 d/(8800005/(843装变形量 s=大变形量 s=1411/限变形量 s=1670/装高度 0作高度 0宁工程技术大学设计 23 极

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