重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）（有cad图+exb图）.doc
578 重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）（全套CAD图+说明书+翻译）
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重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计）
摘 要
汽车在行驶的过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓的汽车转向。汽车的转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构，本文的研究内容即是重型自卸汽车的转向系设计。
本文针对的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对汽车总体参数进行设计，在此基础上，对转向器，转向传动机构进行选择，接着再对转向器和转向传动机构（主要是转向梯形）进行设计，最后，利用软件AUTOCAD完成转向梯形和转向器的设计图纸。
转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器的设计中，包括了螺杆—钢球—螺母传动副的设计和齿条—齿扇传动副的设计，前者是基于参照同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列的尺寸，而后者则是根据汽车前轴的载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出所有参数的。
转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，本文在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计的经验尺寸对转向梯形进行尺寸初选。再通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验，和作为一个四杆机构对其最小传动角的检验，来判定转向梯形的设计是否符合基本要求。
本文在消化，吸收，总结，归纳前人的成果上，系统、全面地对机械动力转向系进行理论分析，设计及优化。为重型自卸汽车转向系的设计开发提供了一种步骤简单的设计方法。
关键词：转向系，转向器，转向梯形
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I 重型自卸汽车设计（转向系及前桥设计） 摘 要 汽车在行驶的过程中，需要按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓的汽车转向。汽车的转向系统是一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构，本文的研究内容即是重型自卸汽车的转向系设计。 本文针对的是与非独立悬架相匹配的整体式两轮转向机构。利用相关汽车设计和连杆机构运动学的知识，首先对汽车总体参数进行设计，在此基础上，对转向器，转向传动机构进行选择，接着再对转向器和转向传动机构（主要是转向梯形）进行设计，最后，利用软件 成转向梯形和转向器的设计图纸。 转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器的设计中，包括了螺杆 钢球 螺母传动副的设计和齿条 齿扇传动副的设计，前者是基于参照同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列的尺寸，而后者则是根据汽车前轴的载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出所有参数的。 转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，本文在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计的经验尺寸对转向梯形进行尺寸初选。再通过对转向内轮实际达到的最大偏转角时与转向外轮理想最大偏转角度的差值的检验，和作为一个四杆机构对其最小传动角的检验，来判定转向梯形的设计是否符 合基本要求。 本文在消化，吸收，总结，归纳前人的成果上，系统、全面地对机械动力转向系进行理论分析，设计及优化。为重型自卸汽车转向系的设计开发提供了一种步骤简单的设计方法。 关键词：转向系，转向器，转向梯形 F F n a to is to or a in of a of is of is at to of of of of of in to to of is of in of a is on to to of of a of is on to of of is a of is in a in of of to to in in of of as a of to of in n up of to a 录 前言 . 1 第一章 从动桥结构方案的确定 . 2 动桥总体方案确定 . 2 第二章 转向系结构方案的确定 . 3 向系整体方案的分析 . 3 向器方案的分析 . 3 环球式转向器结构及工作原理 . 3 力转向系统分类 . 4 向系整体方案的分析 . 5 第三章 从动桥的设计计算 . 6 动桥主要零件尺寸的确定 . 6 动桥主要零件工作应力的计算 . 6 动工况下的前梁应力计算 . 7 最大侧向力 (侧滑 )工况下的前梁应力 计算 . 9 向节在制动和侧滑工况下的应力计算 . 10 制动工况下 . 10 侧滑况下 . 11 销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 . 12 制动工况下 . 12 侧滑工况下 . 13 第四章 转向系统的设计计算 . 15 向系主要性能参数 . 15 向器的效率 . 15 动比的变化特性 . 16 定的主要计算参数 . 16 向盘回转总圈数 n . 17 向系计算载荷的确定 . 17 环球式转向器的计算 . 18 V 环球式转向器主要参数 . 18 杆、钢球和螺母传动副 . 18 条、齿扇传动副设计 . 19 环球式转向器零件强度的校核 . 21 球与滚道间的接触应力 . 21 的弯曲应力 . 22 压动力转向机构的计算 . 23 力转向系统的工作原理 . 23 向动力缸的工作分析 . 24 向梯形机构确定、计算及优化 . 27 向梯形结构方案 分析 . 27 体式转向梯形机构优化设计 . 28 第六章 结论 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 1 前言 自卸车是利用发动机动力驱动液压举升机构，将车厢倾斜一定角度从而达到自动卸货，并依靠箱货自重使其复位的专用汽车。 自卸车用途广泛，在矿山、水利工程、城市建设、公路、环卫等行业都有专用的自卸车，在国民经济和社会发展中有着十分重要的地位还作用。这些年来，随着经济的持续快速发展，基础建设投资逐年增加，重型自卸车市场需求量急剧扩大，有着良好的市场前景。在这样的背景下，我们对重型自卸汽车的设计就有着广阔的发展空间和重要的现实意义。 本次毕业设计主要是完成重型自卸 汽车的前桥和转向系统的设计。对前桥和转向系统的分类和工作原理进行了深入的对比和分析，选出最优方案来进行设计；对于转向系统的重要组成部分转向器和转向传动机构进行分析设计，选择合适的机构和零件。转向系要求根据车型好转向轻便、灵敏的原则，选择转向系的类型好计算转向系的各项参数，并对转向梯形进行优化设计；前桥要求根据前桥载荷选择前桥型式好校核前桥各部件的强度。 2 第一章 从动桥结构方案的确定 动桥总体方案确定 转向从动桥的主要零件有前梁，转向节，主销、主销上下轴承及转向节衬套，转向节推力轴承，轮毂 等。 转向前桥有断开式和非断开式两种。断开式前桥与独立悬架相配合，结构比较复杂但性能比较好，多用于轿车等以载人为主的高级车辆。非断开式又称整体式，它与非独立悬架配合。它的结构简单，承载能力大，这种形式现在在汽车上得到广泛应用。因此本次设计就采用了非断开式从动桥，所以前桥采用整体式前桥。 作为主要零件的前梁是用中碳钢或中碳合金钢的，其两端各有一呈拳形的加粗部分为安装主销的前梁拳部；为提高其抗弯强度，其较长的中间部分采用工字形断面并相对两端向下偏移一定距离，以降低发动机从而降低传动系的安装位置以及传动轴万向节的 夹角。为提高其抗扭强度，两端与拳部相接的部分采用方形断面，而靠近两端使拳部与中间部分相联接的向下弯曲部分则采用两种断面逐渐过渡的形状。中间部分的两侧还要锻造出钢板弹簧支座的加宽文承面。 转向节用中碳合金钢模级成整体式结构。转向节通过主销与前梁的拳部相连，使前轮可以绕主销偏转一定的角度使汽车转向。为减小磨损，转向节销孔内设计时压入青铜衬套，衬套上的润滑油槽在上面端部是切通的，用装在转向节上的油嘴注入润滑脂润滑，为使转向轻便，在转向节和前梁拳部设有圆锥推力滚子轴承。 3 第二章 转向系结构方案的确定 用来改变或恢 复汽车行驶方向的专设机构即称作汽车的转向系。转向系可按转向能源的不同分为机械转向系和动力转向系两大类。 向系整体方案的分析 向器方案的分析 根据转向器所用传动副的不同，转向器有多种。常见的有循环球式球面蜗杆蜗轮式、蜗杆曲柄销式和齿轮齿条式等。 转向器的结构形式，决定了其效率特性以及对角传动比变化特性的要求。选用那种效率特性的转向器应有汽车用途来决定，并和转向系方案有关。经常行驶在好路面上的轿车和市内用客车，可以采用正效率较高的、可逆程度大的转向器。 循环球式转向器效率高、工作可靠、平 稳，蜗杆和螺母上的螺旋槽在淬火后经过磨削加工，所以耐磨且寿命较长。齿扇和齿条啮合间隙的调整工作容易进行。和其它形式转向器比较，其结构复杂，对主要零件加工精度要求较高。 蜗杆曲柄销式转向器角传动比的变化特性和啮合间隙特性变化受限制，不能完全满足设计者的意图。 齿轮齿条式转向器的结构简单，因此制造容易，成本低，正、逆效率都高。为了防止和缓和反向冲击传给方向盘，必须选择较大的传动比，或装有吸振装置的减振器。 本设计采用循环球式转向器。 环球式转向器结构及工作原理 循环球式转向器中一般有两级传动副。 第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。 转向螺杆的轴颈支撑在两个圆锥滚子轴承上。轴承紧度可用调整垫片调整。转向螺母的下平面上加工成齿条，与齿扇轴内的齿扇部分相啮合。通过 4 转向盘转动转向螺杆时，转向螺母不转动，只能轴向移动，并驱使齿扇轴转动。为了减小转向螺杆和转向螺母之间的摩擦，其间装有小钢球以实现滚动摩擦。二者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面轮廓的螺旋管状通道。转向螺母外有两根导管，两端分别插入螺母的一对通孔。导管内装满了钢球。两根导管和螺母内的螺旋管状通道组合成两条各自独立的封闭的钢球流道。转向器工 作是两列钢球只是在各自封闭的流道内循环，而不脱出。 转向螺母上的齿条式倾斜的，因此与之啮合的齿应当是分度圆上的齿厚沿齿扇轴线按线性关系变化的变厚齿扇。因为循环球转向器的正传动效率很高，操作轻便，使用寿命长。经常用于各种汽车。 力转向系统分类 目前，轿车上配置的助力转向系统大致分为三类：机械液压助力转向系统、电子液压助力转向系统和电动助力转向系统。 ）机械式液压动力转向系统 机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、 油罐等部件构成。液压泵靠发动机皮带直接驱动 ，无论车是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速上浪费了能量。驾驶这类车，尤其是低速转弯时，觉得方向比较沉，发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力，目前采用重型车普遍采用液压助力转向系统。 ）电控式液压助力转向系统 主要由储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器（用来检测转向时方向盘的角度和汽车转向的方向，为防侧倾控制提供转向信息）等构成，其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点 。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，动力来自于蓄电池。它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要同时，节省一部分发动机功率。 5 ）电动助力转向系统 电动助力转向系统 (简称 利用电动机产生的 动力协助驾车者进行动力转向。 构成，不同的车尽管结构部件不一样，但大体是雷同。一般是由转向传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。汽车在转向时，转向传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。在电子控制单元控制下，汽车能容易地实现可变助力功能，即在车速较低的时候助力能量大，方向盘轻，车 速高时助力能量小，方向盘重，这样给安全行车带来好处。如果不转向，则本套系统就不工作，处于休眠状态等待调用。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。 向系整体方案的分析 此次毕业设计的是满载质量为 64t 的重型自卸车，析可知：采用液压整体式助力转向系，机械转向器采用循环球式转向器，分配阀采用转阀，转向传动机构采用整体式转向梯形，且布置在前桥之后。 6 第三章 从动桥的设计计算 动桥主要零件尺寸的确定 转向从动桥采用工字形断面的前梁 ， 可保证其质量最小而在垂向 平面内的刚度大，强度高。工字形断面尺寸的推荐值，见图 4中虚线绘出的是其当量断面。该断面的垂向弯曲截面系数位为 3可近似取为： (3式中： 由经验公式：2200式中： l 取2l= 7252 1200 为前轮距，为 2650S 为前梁上两钢板弹簧中心间的距离，取为 1200 动桥主要零件工作应力的计算 主要是计算前梁、转向节、主销、主销上下轴承 (即转向节衬套 )、转 向节推力轴承或止推垫片等在制动和侧滑两种工况下的工作应力。绘制计算用简图时可忽略车轮的定位角，即认为主销内倾角、主销后倾角，车轮外倾角均为零，而左右转向节轴线重合且与主销轴线位于同一侧向垂直平面内。如下所示： 7 1 2图 3 1 转向从动桥在制动和侧滑工况下的受力分析简图 动工况下的前梁应力计算 制动时前轮承受的制动力Z 传给前梁，使前梁承受弯矩和转矩。考虑到制动时汽车质量向前，转向桥转移，则前轮所承受的地面垂直反力为： 2 111 式中： 1G 汽车满载静止于水平路面时前桥给地面的载荷， 143992N； 1m 汽 车制动时对前桥的质量转移系数， g /)(11 ； 为轮胎与路面的附着系数，b 为整车质心到后桥中心线的水平距离（ 146 1 bh g 41 11 前轮所承受的制动力： 1 轮胎与路面的附着系数取为 z 由于 1Z 和 前梁引起的垂向弯矩别 为： 8 2)2()( 112122 11212 N 中： 2l 见图 3 1，取 2l =725mm 车轮 (包括轮毅、制动器等 )所受的重力， N；取229N； B 前轮轮距取 B=2650 S 前梁上两钢板弹簧座中心间的距离取为 1200v 100 4879002 120 0265 0)322 9141 833( 02472 120 0265 33制动力 使前梁在主销孔至钢板弹簧座之间承受转矩 T： T=式中： r 轮胎的滚动半径取 680有 675 12440680992 83(a) -断面 (b) -断面 图 3 2 33- 9 33- 6)(b 6262前梁在钢板弹簧座附近危险断面（ -断面 ） 处的弯矩和扭矩最大。 弯曲应力w（单位为： - 式中 :333- 61866 ) v ）（333- 6 ）（前梁应力的许用值为 w=300 a=45，w= 扭转应力 （单位为：， W T 47 6777 5675 1244 0)/(m 前梁横截面的极惯性矩。443 前梁横截面的最大宽度。故 a=45足使用条件。 最大侧向力 (侧滑 )工况下的前梁应力计算 设车辆向左侧滑，如汽车高速行驶 时急速右转弯，侧滑时侧向力达到最大。对右前轮接地点取距： )21(2111 1 11111 )21(2 式中：汽车质心高度取为 14601 车轮与地面附着系数取为 10 此时 右作用。则有： 95)265 0 21(2 921 L 1 -、 -断面所受弯矩为： L7824)140680(72 120 0265 95)(11L 257 72 120 0265 952 1-取 y=140mm，80 ，50 87 2618 782 4 000 696 18 ， 其中，32- 135 00006 v 向节在制动和侧滑工况下的应力计算 如图 3 3 所示，转向节的危险断面在轴径为1 制动工况下 面处的轴径仅受垂向弯矩和水平方向的弯矩而不受转矩，因制动力矩不经转向节的轮轴传递而直接由制动底板传给在转向节上的安装平面。 所以合成弯矩为： L 033480992 83141 833 22212133 3 43001.0 ， 11 d 转向节轴颈根部直径，取0； c 轮胎中心线至 -断面的距离，取c 80。 图 3 3 转向节受力简图 则 0 0334 故 70轴颈满足要求。 转向节采用 3040中碳合金钢制造，心部硬度 285，高频淬火后表面硬度 65，硬化层深 轴根部的圆角液压处理。 侧滑况下 在侧滑时左、右转向节在危险断面 的弯矩是不等的，以向左侧滑为例，有： NB 7)265 0 146 92)21(2 1 NB hY 65 0 146 92)21(2 1 12 NB 65 0 146 92)21(2 1 左右转向节轴颈处的弯矩为： - 0 95- 0 7- 因此左右转向节都符合要求。 销与转向节衬套在制动和侧滑工况下的应力计算 主销常采用 202020低碳合金钢制造，渗 碳淬火，渗碳层深 火后表面硬度为 5662简化设计，设主销后倾角和前轮外倾角均为零，并假定力的作用点位于主销衬套中点。受力分析见图 33 图 3 4 主销受力简图 制动工况下 制动时，支撑力 Q、1，依据主销上力矩平 13 衡 关系，得： 0305 8331 0305 8331 制动力 平衡，取20 ，即： zQ、2： z 0165140 165992 832 z 2165140 140992 832 取00 ，转向横拉杆反力 N 在主销支撑上产生两个同向力3Q、3： 4165140 833 7165140 833 式中，为主销内倾角，=08。 通过制动底板传来 的制动力使转向节产生转动趋势，主销支撑上两个反向力4Q、4用以制止其转动趋势： z 98165140 8344 综上： 180 9)2()7857 90()()(22242231 侧滑工况下 以向左侧滑为例，分别计算左右主销上下衬套上的作用力： 14 6165140)895)87)0 61165140)895)87)0 2165140)87)88)0 3165140)87)88)0 取Q、L、L、 ， 计算主销在前轴拳部下端面处的弯曲应力w和剪切应力s： 30m 184 220m 式中： h 为主销下衬套中点至前轴拳部下端面的距离（ 0 主销的许用弯曲应力 ，许用剪切应力。 主销衬套的挤压应力为： 180m 式中： l 为衬套长（ 经校核强度满足要求。 15 第四章 转向系统的设计计算 向系主要性能参数 向器的效率 功率 1转向器输出所求得的效率称为正效率，用符号表示， 121/)( ；反之称为逆效 率，用符号 23 /)( 。 其中，2 3为作用在齿条轴上的功率。 为了保证转向时驾驶员转动方向盘轻便，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回正，又需要一定的逆效率。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方向盘时应尽可能小，防止打手，这又要求此逆效率尽可能低。 转向器的正效率： 影响转向器正效率的因素有： 转向器的类型、结果特点、结构参数和制造质量等。转向器类型、结构特点与效率在前述的几种转向器中，齿轮齿条式、循环球式的正效率比较高。 转向器逆效率： 根据逆效率大小的不同，转向器又分为可逆式、极限可逆式、和不可逆式三种。 循环球式转向器属于可逆式转向器，其逆效率相当高，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，又提高了行驶的安全性。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。 本车设计转向器为循环球式，其传动副之间用滚动摩擦代替滑动摩擦，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： ) 16 00 式中：0 螺杆的螺线导程角； 摩擦角，； f 摩擦因数。 取00 8，： ，上式表明：增加导成角正逆效率均增大。 受 增大的影响0不宜过大，一般000 10本车选用08。 动比的变化特性 1. 转向系传动比 转向系的传动比包括转向系的角传动比和转向系的力传动比。 2. 力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的关系 F a(4式中， a 为主销偏移距此处122a 指从转向节主销轴线的延长线与支撑平面的交点至车轮中心平面与支撑平面交线间的距离。作用在方向盘上的手力为2 hh (4式中， 将式 (4 (4入2 wp 后得到 r a(4有 (4，当主销偏移矩 a 小时，力传动比 定的主要计算参数 轴距 L=458017 轮距前轮 2650胎 =1430=360胎气压： 750680小转弯半径小于等于 轮的 最大转角：9汽车总重： 23t(空载 )、 64t（满载） 前轴载荷： 载）、 载） 向盘回转总圈数 n 根据总布置设计，得到转向轮的最大转角在转向系设计之初，可以根据车型和选择的转向器型式，给出大致的转向系角传动比0 有了上述参数，可计算转向盘总回转圈数 n。 360)(360 )( m axm 内转向轮最大转角（度） ； 外转向轮最大转角（度）； 向系计算载荷的确定 转向系全部零件的强度，是根据作用在转向系零、部件上的力进行确定的。影响这个力的因素很多，如前轴负荷和路面阻力的变化等。驾驶员转向轮所需克服的阻力，主要是车轮转动阻力、车轮稳定阻力和转向系中特别是在转向器和转向节中的摩擦阻力等所组成。 汽车在沥青或者混凝土路面上原地转向阻力矩： 中 :f轮胎和路面的摩擦因数 ,取f 1G转向轴负荷 1G p轮胎气压 P 代入得： 于转向器和动力转向器动力缸以前零件的计 18 算载荷，应取驾驶员作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力00 环球式转向器的计算 循环球式转向器中螺杆、钢球和螺母传动副的结构图如图 4 图 4钢球 ,螺母传动副 环球式转向器主要参数 参考汽车设计表 7： 齿扇模数 m=臂轴直径 D=45球中心距1D=40杆外径2D=38球直径 d=距 P=作圈数 W=流行数b=2，螺母长度： 82扇齿数z=5，齿扇整圆齿数 Z=15，齿扇压力角为 2730，切削角=7 30，齿扇宽 B=38 杆、钢球和螺母传动副 D= 1+%)8%5( D=40%38 = 每个环路中钢球的数量为： 螺杆的螺线导程角，选 8。 般取 45，以使轴向力和径向力分配均匀。 角，对应螺母移动距离 19 2 (4与此同时齿扇节圆转过的弧长等与 s，相应摇臂轴转过p角，其关系： (4其中 联立（ 4 4=2 ，将 对p求导，得转向器角传动比1i为： 12 2 . 滚动截面 一般取 条、齿扇传动副设计 循环球式转向器的齿扇为变厚齿扇，它的齿顶和齿根的轮廓是圆锥的一部分，分度圆上的齿厚是变化的，所以此传动副的设计主要是变厚齿扇的设计。 表 4准剖面（ 1面）的齿形计算 名称 公式 结果 (分度圆直径 ( 1*1 ( *1 11 fa 11 2 aa 0 分度圆齿厚 01 1 0( 2 21101 01 顶圆齿厚 011 1 1 0 2( ) 61大变位系数剖面（ 2面）齿顶变尖核算 名称 公式 结果（ 最大变位系数 ta 顶圆半径 )2( m 1202 02 分度圆齿厚 02 ( 2 202S=顶圆齿厚 0212 2 0 2( ) 12S=21 图 4厚齿扇齿形计算简图 齿扇轴在从动线自左向右看是又窄又低的形状，变位系数逐渐增大，设0中间面 。 齿条在与齿扇配合时，因齿扇为变厚齿扇，则满足啮合间隙特性，齿条变厚方向应与齿扇相反，齿条的齿扇与齿扇的齿槽宽相等。二者啮合为等移距变位齿轮啮合传动。 环球式转向器零件强度的校核 为了进行强度计算，首先要确定其计算载荷，可利用汽车在干燥硬路面上作原地转向时转向轮的转向阻力矩，利用它可求得转向摇臂上的力矩和在转向盘上的切向力。他们均可作为转向系的最大载荷。 球与滚道间的接触应力 用下式计算钢球与滚道之间的接触应力 ： 3 222223)()(式中： k 系数，根据查 汽车设计表 7出， 2/)/1()/1( 2, 2/)/1()/1( 1； 2R 滚道截面半径； 22 R 钢球半径； 1 螺杆外半径； E 材料弹性模量，； 钢球与螺杆之间的正压力， 可用下式计算 23 n 式中：0 螺杆螺线导程角； 接触角； n 参与工作的钢球数； 2F 作用在螺杆上的轴向力。 l 1 9 5 07 0 0 其中， 2 00m ) 3 2 225m 当接触表面硬度为 58 64，许用接触应力 =2500 的弯曲应力 用下式计算齿扇齿的弯曲应力： 26 式中： F 作用在齿扇上的圆周力； h 齿扇的齿高； b 齿扇的齿宽； s 基圆齿厚。 其中，r ,取3502 23 4 ，显然符合要求。 许用弯曲应力为 。 螺杆和螺母用 20制造，表面渗碳。前轴负荷不大的汽车，渗碳层深度在 轴负荷大的汽车，渗碳层深度在 面硬度为 58 63 压动力转向机构
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