17号魏大熠汽车循环球式转向器设计

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1、汽车设计课程设计说明书题目：汽车循环球式转向器设计系别：机电工程系专业：车辆工程班级：本汽设101姓名：魏大熠学号：2010030643117指导教师：胡春平、谭滔日期：2013年6月汽车循环球式转向器设计摘要汽车是一种性能要求高，负荷变化大的运输工具。转向系统作为汽车的关键部件之一，更需要了解和掌握。转向器作为转向系统的重要组成部件，对它的深入的研究显得意义重大。循环球式转向器主要由螺杆、钢球、螺母和转向器壳体等组成，具有较高的传动效率，操纵轻便，磨损较小，使用寿命长，今年来得到广泛的应用。根据现有的国家标准并按照汽车设计的原则

2、设计一款循环球转向器，完成装配图和零件图的平面绘制，使其能够满足现代商用车的国家标准要求。随着汽车工业的发展，汽车转向器也在不断的得到改进，虽然电子转向器已开始应用，但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。而在机械式转向器中，循环球齿条-齿扇式转向器由于其自身的特点被广泛应用于各级各类汽车上。关键词：循环球；转向器；螺杆；商用车目录1转向器总体概述11.1转向器的作用11.2转向器的分类11.3转向器的设计要求11.4循环球式转向器21.4.1循环球式转向器的结构及特点21.4.2循环球式转向器的工作原理

3、21.4.3循环球式转向器的组成22转向器总成方案分析42.1转向器的设计特点42.2转向器的总成方案设计43循环球式转向器主要参数的选择73.1钢球中心距D、螺杆外径D1、螺母内径D273.2钢球直径d及数量n73.3滚道截面93.4接触角θ93.5螺距P和螺线导程角α0103.6工作钢球圈数W103.7导管内径d1103.8转向器的效率113.8.1转向器的正效率η+113.8.2转向器的逆效率η-123.9轴的设计计算124齿条、齿扇传动副的设计144.1齿条、齿扇传动副的概述144.2变厚齿扇144.2.1变厚齿扇的分析1

4、44.2.2变厚齿扇齿形的计算165转向器载荷的计算195.1转向器计算载荷的确定195.2循环球式转向器零件强度计算205.2.1钢球与滚道之间的接触应力205.2.2齿扇齿的弯曲应力σw215.2.3转向摇臂轴直径的确定216总结22参考文献23致谢24汽车循环球式转向器设计1转向器总体概述1.1转向器的作用转向器是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之简有协调的转角关系。1.2转向器的分类转向器分为机械式转向器和动力式转向器，机械式转向器主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚柱式、蜗杆指销式。循环球

5、式转向器分为齿条齿扇式和曲柄销式。1.3转向器的设计要求（1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕顺时针方向旋转，任何车轮不应有侧滑。不满足这项要求会加速轮胎磨损，并降低汽车的行驶稳定性。（2）汽车转向行驶后，在驾驶员松开转向盘的情况下，转向轮能自动返回到直线行驶位置，并稳定行驶。（3）汽车在任何行驶状态下，转向轮不得产生振动，转向盘没有摆动。（4）转向传动机构和悬架导向装置共同工作时，由于运动不协调使车轮产生的摆动应最小。（5）保证汽车有较高的机动性，具有快速和小转弯能力。（6）操纵轻便。（7）转向轮碰到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要

6、尽可能小。（8）转向器和转向传动机构的球头处，有消除因磨损而产生间隙的调整机构。（9）在车祸中，当转向轴和转向盘由于车架或车身的变形而后移时，转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。（10）进行运动校核，保证转向盘与转向轮转动方向一致。23汽车循环球式转向器设计正确设计转向梯形机构，可以使第一项得到保证。转向系中设有转向减震器时，能够防止转向轮产生振动，同时又能使传动转向盘上的反冲力明显下降。为了使汽车具有良好的机动性能，必须使转向轮有尽可能大的转角，并要达到按前外轮车轮轨迹计算，其最小转弯半径能达到汽车轴距的2～2.5倍。

7、通常用转向时驾驶员作用在转向盘上的切向力大小和转向盘转动圈数多少两项指标来评价操纵轻便性。当汽车以10Km/h的速度从直线进入转弯半径为12m的弯道上行驶时，作用到转向盘上的最大手力为250N。乘用车转向盘从中间位置转到每一端的圈数不得超过2.0圈，货车则要求不超过3.0圈。1.4循环球式转向器1.4.1循环球式转向器的结构及特点循环球式转向器在螺杆和螺母之间因为有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，因而传动效率可达到75%～85%，在结构和工艺上采取措施后，包括提高制造精度，改善工作表面的表面粗糙度和螺杆、螺母上的螺旋

8、槽经淬火和磨削加工，使之有足够的硬度和耐磨损性能，可保证有足够的使用寿命；转向器的传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条和齿扇之间的间隙调整工作容易进行，适合用来做整体式动力转向器。但逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高，所以循环球式转向器主要