齿轮齿条转向器设计

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1、汽车设计课程设计说明书车辆工程课程设计任务书1．课程设计题目：汽车齿轮齿条式转向器设计及零件加工工艺制定2．课程设计目的：此课程设计是《汽车设计》、《汽车制造工艺学》课程教学重要实践环节，其目的是：1）培养学生理论联系实际的设计思想，巩固和加强所学的相关专业课程的知识；2）熟悉和掌握车辆设计和制造工艺制定的一般过程和方法，提高综合运用所学的知识进行车辆设计与制造的能力；3）熟练掌握和运用设计资料（指导书、图册、标准和规范等）以及经验数据进行设计的能力，培养学生机械制图、设计计算和编写技术文件等的基本技能。3．课程设计时间：2010年8月30日~201

2、0年9月23日（4周）4．整车性能参数：车型：一汽佳宝（面包车）基本参数（网络搜索得到）：名称轴距L前轮距L1后轮距L2最小转弯半径R数值2500mm1350mm1360mm4600mm名称车长车宽车高车质量数值3930mm1585mm1857mm1123kg5．汽车齿轮齿条式转向器设计的基本要求：1）技术参数：线角传动比：41.8mm/rad齿轮法向模数：2.2方向盘总圈数：3.5齿条行程：61.5mm2）设计要求：仅设计转向器部分。6．齿轮齿条式转向器的零件加工制造工艺部分的要求零件名称：齿轮1）生产纲领：1000~10000件，生产类型：批量生

3、产；应保证零件的加工质量，尽量提高生产率和降低消耗率。西安科技大学机械工程学院车辆工程专业0701班何龙070503011629汽车设计课程设计说明书1）尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件；在充分利用现有生产条件的基础上，采用国内外先进工艺技术；主要的工艺要进行必要的分析论证和计算。1．提交的文件资料：1）装配图1张（A1）、零件图2张（A3）；2）零件毛配图1张（A3）；3）零件加工工艺过程卡片1套、零件加工工序卡片1套；4）课程设计说明书1份（20页左右）（A4）。一．齿轮齿条转向器的优缺点：齿轮齿条转向器是由转向轴做成一体的转向齿轮和

4、常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。优点：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器质量比较小，传动效率高达90%；齿轮与齿条之间因磨损而出现间隙后，利用装在齿条背部的、靠近主动小齿轮的处的压紧弹簧能自动消除间隙，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，没有转向摇臂和直拉杆，所以转向转角可以增大，制造成本低。缺点：齿轮齿条转向器因逆效率高（60%~70%），汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间冲击力的大部分能传至方向盘，称之反冲现象。反冲会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车的行驶方向，转向盘

5、突然转动又会造成打手，同时对驾驶员造成伤害。二．齿轮齿条转向器的输入形式及特点：1．侧面输入，中间输出：与齿条固连的左右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近，由于拉杆长度增加，车轮上下跳动时拉杆摆角减小，有利于减少车轮的上下跳动时转向系与悬架系的运动干涉，拉杆与齿条用螺栓固连在一起，因此，两拉杆与齿条同时向左或向右移动，为此在转向器壳体上开有轴向的长槽，从而降低了他的强度。2．采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受到限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。3．侧面输入，一端输出的齿轮齿条转向器，常用在平头车上。齿轮齿条转向器采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条

6、啮合，增加运转平稳性，降低冲击和噪声。齿条断面有圆形、V形和Y形三种。圆形断面制造简单；V形和Y形节约材料，质量小而且位于齿条下面的两斜面与齿条托坐接触，可以用来防止齿条绕轴线转动。三．齿轮齿条转向器计算载荷的确定。1、引言：为了保证行驶安全，组成转向器的各零部件有足够的强度，欲验算转西安科技大学机械工程学院车辆工程专业0701班何龙070503011629汽车设计课程设计说明书向器各零件的强度，首先需要确定各零件所承受的力及扭矩，影响这些力的主要因素为轴向载荷、路面阻力和轮胎胎压等。为转动各转向轮需克服阻力，包括主销传动阻力和车轮稳定阻力、轮胎变形

7、阻力和转向系中各摩擦阻力等。2、用半经验公式来计算汽车在沥青路面上的原地转向力矩MR=①式中：f：轮胎与地面间滑动阻力系数G1：转向轴负荷，NP：轮胎气压，MPa将查资料所得数值：胎与地面间滑动阻力系数f=0.7；整车整备质量m=1123kg；该车容纳乘客数6人；每人质量约60kg；前置后驱转向轴负荷率为55%。G1=（1123+60×6）×9.8×55%=7993.37N将数据代入①式中，得：MR==372869.33N.mm3.转向器角传动比iw的计算：西安科技大学机械工程学院车辆工程专业0701班何龙070503011629汽车设计课程设计说明

8、书sinα==②式中：L：汽车轴距，2500mmR：汽车最小转弯半径，4600mm将数据代入②式，得：α=3