【课程设计】汽车转向器设计（齿轮齿条转向器）
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课程设计
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- 资源描述：
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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。
- 内容简介：
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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 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%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 2750s i n 0 . 3 9 8 5 56900 2750t a n 0 . 5 6 2 5 7c o s 6 9 0 0 c o s 1 4 4 0 通过作图计算可得 转向齿条左右移动 的最大 距离为 180 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 23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 ， ， 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 m 3 方向盘转 动圈数：1180c o s 2 . 5 c o s 2 9 . 3 6 0 7 3 . 8 8 16 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 ) 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 . 9 6 2 1 4 4 . 1 2 3 4 4 0 0 2 8 8 2 4 . 6 7 822h h S N m 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 a 8 取齿宽系数 ，11 2 . 5 6 1 5 . 2 3 1 4c o s c o s 1 0m 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 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： 40渗淬火、回火 43 539 齿条： 45 调质处理 229 2860 4、 强度 校核 （ 1）、 校核 齿轮 接触 疲劳强度 选取参数， 按 质量要求取值 li m 1 1500H M P a 11 ，li m 2 650H M P a 12 ；， 13 ，12114 故以算Hpl i m 2 2l i m 26 5 0 1 5001 . 3Z M P 15 查得： 16 ， 17 ， 18 ， 19 ；1 . 7 1 5 2 K K K 20 ， 21 ， 22 ， 10 则 c o s 0 . 9 9Z 23 ， 1212 1 4 8 3 . 4 4H H E H 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 质量要求取值li m 1 500F M P a 25 ；li m 2 280F M P a 26 ； 27 ；12128 ； 29 故以算Fpl i m 2 2l i m 22 8 0 2 1 3 7 3 . 3 31 . 5F S TF p M P 30 据 齿数 查表有： ； 31 ； 32 ； 33 。 则 1 1112 2 8 3 . 7 2 3F F a s a F 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 变位系数 1 齿顶高 ()a a n n nh h x m 5 根高 *()f a n n n nh h x c m 顶圆直径 aa 齿根圆直径 ff 齿轮中圆直径 2m n nd d x m 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 (27636 轴承 2 滚针 轴承 (580137 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 （ 的 滑 脂 。 38 密封类型的选择 密封件： 旋转轴唇形密封 圈 6 30 3871 199239 六 、 参考资料 1 编号 78车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版 ， 2 编号 78车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， 3 编号 78车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， 4 编号 78车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， 5 编号 78车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， 6 编号 78车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， 7 编号 78车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， 8 编号 78车设计 /王望予主编 机械工业出版社2007 年 6 月第 4 版， 9 编号 械设计手册 机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， 13 10 编号 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， 11 编号 械设计手册 机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， 13a）。 12 编号 械设计手册 机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， 13a）。 13 编号 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， 14 编号 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， 15 编号 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， 16 编号 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， 17 编号 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， 18 编号 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， 19 编号 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， 20 编号 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， 21 编号 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， 22 编号 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， 23 编号 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， 24 编号 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， 25 编号 械设计手册 机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， 13c）。 26 编号 械设计手册 机械传动 /成大先主编 化学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， 13a）。 27 编号 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， 28 编号 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， 29 编号 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， 30 编号 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， 31 编号 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， 32 编号 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， 33 编号 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， 34 编号 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， 35 编号 械设计手册 机械传动 /成大先主编 化学 工业出版社 2004 年 1 月第 1 版， 13 36 编号 机械设计课程设计手册 /吴忠泽、罗圣国主编 高等教育出版社 2006 年 11 月第 3 次印刷， 6 37 编号 机械设计课程设计手册 /吴忠泽、罗圣国主编 高等教育出版社 2006 年 11 月第 3 次印刷， 6 38 编号 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， 39 编号 机械设计课程设计手册 /吴忠泽、罗圣国主编 高等教育出版社 2006 年 11 月第 3 次印刷，
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