柴油動(dòng)力微型客車設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)）【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 柴油動(dòng)力微型客車設(shè)計(jì)（轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)） 摘 要 這次我們是進(jìn)行微型客車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗O(shè)計(jì)的車輛較輕，而且尺寸比較小，空間布局緊湊，所以采用機(jī)械的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。 因?yàn)槲⑿涂蛙嚳臻g結(jié)構(gòu)緊湊，且制造成本有限，所以要求微客的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠適應(yīng)這些要求，因此它的轉(zhuǎn)向系占用汽車的空間要小，占汽車整體質(zhì)量的比重要竟可能的小，而且要耐用和便宜，并且同類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)市場(chǎng)占有率高，便于維修。因此我們綜合以上因素考慮各類轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點(diǎn)，最終鑒于齒輪齒條轉(zhuǎn)向器構(gòu)造簡(jiǎn)單，占用空間小，且質(zhì)量輕，性能可靠，其傳動(dòng)效率高達(dá) 90%,并且能夠自 動(dòng)消除傳動(dòng)間隙，另外其廣泛用于乘用車上。選 用的轉(zhuǎn)向器的傳動(dòng)部件是齒輪和齒條。而且其比較適合用整體的液壓助力。 因?yàn)楠?dú)立懸架已經(jīng)相當(dāng)普及，因此選用斷開式的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)首先確定了齒輪齒條的齒形，而后確定了轉(zhuǎn)向系的主要性能參數(shù)。之后對(duì)齒輪齒條的齒形、材料以及尺寸大小強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算以及強(qiáng)度校核。然后對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行選擇，并對(duì)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ： 微型客車，齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，斷開式轉(zhuǎn)向梯形，液壓助力，強(qiáng)度校核 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 we of is is so to to so its by to be of as to of we of of of is 0%, t is on it as a so is of 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 前 言 . 1 一、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系的目的與意義 . 1 二、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型 . 1 三、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) . 3 四、本課題研究的問題與研究方法 . 5 第 1 章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)要求及基本參數(shù) . 7 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系的要求 . 7 整車基本參數(shù) . 7 第 2 章 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析 . 9 轉(zhuǎn)向器的分類及設(shè)計(jì)選擇 . 9 轉(zhuǎn)向器輸入輸出形式選擇 . 10 齒輪齒形選擇 . 11 齒條形狀選擇 . 11 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的布置形式 . 12 第 3 章 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) . 13 轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角計(jì)算 . 13 轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比與計(jì)算載荷的確定 . 14 轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳動(dòng)間隙 . 15 第 4 章 齒輪齒條的設(shè)計(jì) . 16 齒條的材料、參數(shù)、熱處理方式 . 16 計(jì)算許用應(yīng)力的確定 . 16 4 齒輪齒條的設(shè)計(jì) . 17 齒輪的設(shè)計(jì) . 17 齒條的設(shè)計(jì) . 19 齒輪齒條的強(qiáng)度校核 . 19 齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 . 19 齒條的強(qiáng)度計(jì)算 . 20 齒輪軸強(qiáng)度校核 . 21 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 V 第 5 章 其他零件的選擇與潤(rùn)滑方式確定 . 26 軸承的選擇 . 26 轉(zhuǎn)向器潤(rùn)滑方式 . 26 第 6 章 轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 29 轉(zhuǎn)向橫拉桿 . 30 橫拉桿材料的確定 . 30 橫拉桿截面尺寸計(jì)算 . 30 球頭銷選擇 . 31 球頭銷強(qiáng)度與耐磨性計(jì) 算 . 33 第 7 章 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 34 轉(zhuǎn)向盤 . 34 轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 34 轉(zhuǎn)向軸上半軸計(jì)算 . 35 轉(zhuǎn)向軸下半軸（管）的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 36 第 8 章 液壓助力機(jī)構(gòu) . 37 工作原理 . 37 第 9 章 結(jié) 論 . 38 參考文獻(xiàn) . 39 致 謝 . 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 前 言 一、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系的目的與意義 在汽車運(yùn)動(dòng)過程中，駕駛?cè)藛T能夠通過一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變改變汽車的前進(jìn)方向，以符合自己的意志，這稱之為汽車轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向中用到的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要能在 汽車由于各種各樣的原因的干擾下改變了汽車行駛方向的情況上，能夠有效的按照操縱人員的想法糾正行進(jìn)路線。 一套優(yōu)秀的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠大大降低乘務(wù)人員在車輛事故中的受傷程度，起到保護(hù)乘務(wù)人員的目的。 除此之外一輛汽車的操縱舒適性也與轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)有著不可分割的聯(lián)系，在轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)中要考慮到怎樣減輕駕駛員的疲勞感，并要能及時(shí)通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)反饋給駕駛?cè)藛T程度合適的路感，以增加駕駛樂趣 現(xiàn)代汽車上轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可很少的部分，它也是體驗(yàn)駕駛汽車樂趣的最主要工具。對(duì)轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)能夠幫助我們加深對(duì)轉(zhuǎn)向系各類型、各零部件的認(rèn)識(shí)了解，而 且可以通過數(shù)據(jù)比對(duì)中的微小差距比較汽車性能之間的差異性。 二、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的類型 按照轉(zhuǎn)向動(dòng)力的輸出源的不同可以將轉(zhuǎn)向系分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 系兩大類。 1. 機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)： 機(jī)械轉(zhuǎn)響系統(tǒng)的整個(gè)系統(tǒng)的林部件很多都是機(jī)械的，它是由操作人員通過自己臂力實(shí)線轉(zhuǎn)向的。它由三大部分組成，分別是操左部分、轉(zhuǎn)向其和傳懂部分。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作步驟大致是：操作人員通過轉(zhuǎn)向盤將施加的轉(zhuǎn)向扭矩傳到轉(zhuǎn)向軸進(jìn)而傳到萬向節(jié)，萬向節(jié)經(jīng)過一系列的傳動(dòng)軸將力矩傳入了裝向器中，從轉(zhuǎn)向器中輸出的力矩是已經(jīng)被放大了并減速的，接著傳給轉(zhuǎn)向節(jié)臂，進(jìn) 而促使轉(zhuǎn)向車輪發(fā)生相應(yīng)方向的偏轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致車輛實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。 2. 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)： 這種動(dòng)力的相比于機(jī)械的最大的不同點(diǎn)就是它的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力大部分 分都是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的，駕駛的人只提供一小部分動(dòng)力。這種向統(tǒng)系能夠省去大量的人力，使駕駛的人員在開車的時(shí)候能夠更輕松，就不怎么會(huì)累了。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)圖 三、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 從汽車誕生那一刻起，汽車就開始慢慢改變?nèi)藗兊纳?，同時(shí)汽車也被生活改變，特別是近代社會(huì)各門科學(xué)技術(shù)的全面迅速發(fā)展，汽車不僅僅是簡(jiǎn)單的鋼鐵機(jī)器，而 是結(jié)合了當(dāng)下各類學(xué)科的實(shí)驗(yàn)成果，在汽車應(yīng)用了機(jī)械、電子、材料等學(xué)科。汽車在隨著時(shí)間的推移不斷的向前發(fā)展，同樣，組成汽車的各大系統(tǒng)也在日新月異的發(fā)展。 1. 機(jī)械式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 汽車最初的時(shí)候采用這類型系統(tǒng)，其全部都是用機(jī)械部件，沒有任何助力機(jī)構(gòu)，所以轉(zhuǎn)向時(shí)需要轉(zhuǎn)向力越大的汽車所需的方向盤的直徑也越大，這樣才能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)向力，但也帶來一個(gè)弊端，其偌大的方向盤占用了汽車駕駛室很大的空間，所以在駕駛位置需要留出足夠大的空間以使操縱方向盤。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向笨重，非常耗費(fèi)駕駛員的體力，容易產(chǎn)生駕駛疲勞感，并且特別重的汽車 應(yīng)用這種系統(tǒng)時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，所以其使用范圍很有限。但這種系統(tǒng)各部件的質(zhì)量非?？煽?，使用壽命較長(zhǎng)，并且容易制造，成本較低，所以現(xiàn)在一些微型載貨車、農(nóng)業(yè)機(jī)械車上還在使用。 2. 液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 從上個(gè)世紀(jì)的中葉開始，人們開始著眼用液體產(chǎn)生助力的研究，從那時(shí)開始這種系統(tǒng)逐步運(yùn)用到汽車上。這也是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變革的起點(diǎn)，從此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由全人力轉(zhuǎn)向開始轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助人力轉(zhuǎn)向。這種系統(tǒng)就是在原來機(jī)械的基礎(chǔ)上加了一套液壓助力裝置，其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，同時(shí)也比較可靠，而且隨著經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展完善，其相對(duì)其他助力來說技術(shù)更加豐富，成 熟。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用液體的優(yōu)點(diǎn)，有效的緩和了地面的沖擊力，從而減輕或基本消除了打手現(xiàn)象，使駕駛員起來更加舒適和輕松，大大減小了駕駛員的疲勞感，也有利于保證汽車的行駛穩(wěn)定。 不足： 1) 在從設(shè)計(jì)到完全將一輛汽車制造出來后，這個(gè)汽車的液壓轉(zhuǎn)向系的特性也就確定了，如果轉(zhuǎn)向系的調(diào)教沒有調(diào)整合適的話，就會(huì)在不同的車況下得不到相應(yīng)的助力，以至于對(duì)駕駛員產(chǎn)生相反的作用，以至于背離它的使用目的。 2) 發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸只要在轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓系統(tǒng)就會(huì)一直在工作的狀態(tài)，即使汽車不需要轉(zhuǎn)向，這樣會(huì)白白浪費(fèi)掉發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的部分能量。 3) 如果出現(xiàn) 泄漏液壓油的問題，不僅會(huì)造成污染環(huán)境造成污染，還可能會(huì)因?yàn)檫@個(gè)問題導(dǎo)致其他零部件受到不同程度的損傷。 4) 低溫環(huán)境下，液壓系統(tǒng)的工作性能比較差。 3. 電液助力轉(zhuǎn)向統(tǒng) 由于電子技術(shù)發(fā)展的相當(dāng)快，它的強(qiáng)大優(yōu)點(diǎn)也開始凸顯出來，所以也逐漸將電子技術(shù)運(yùn)用到汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)上來。所以轉(zhuǎn)向系上越來越多的應(yīng)用應(yīng)用電子元件，這就發(fā)明了電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。電液助力轉(zhuǎn)向可以分為兩類，但力來源于汽車上的電動(dòng)機(jī)，所以可以不去消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)生的能量，提高燃油效率。同時(shí)這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以通過行車電腦根據(jù)汽車行進(jìn)時(shí)的各種動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)出的信號(hào)適時(shí)地調(diào)整電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速以調(diào)整液體壓力的大小，以使汽車在不同的狀態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)變速轉(zhuǎn)向。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以適時(shí)地停機(jī)，在不需要轉(zhuǎn)向時(shí)，這種系統(tǒng)是不會(huì)消耗能量。這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有效的提高了轉(zhuǎn)向系的效率，并且節(jié)省了機(jī)動(dòng)的發(fā)的能耗。 4. 汽車線性控制的能夠轉(zhuǎn)向的系統(tǒng) 這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)跟以往的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不同，它幾乎是由電子元件組成，而且它分為許多模塊，這些模塊包括三個(gè)主要模塊和兩個(gè)輔助模塊，所以這種轉(zhuǎn)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 向跟以往的轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)有很大的區(qū)別，它沒有了方向盤之后的傳動(dòng)軸，而是通過各種電子軟件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向車輪與轉(zhuǎn)向盤的同步運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槿∠嗽S多中間的機(jī)械傳動(dòng) 件，所以更有效的保證了駕駛員的安全，并且可以通過電控軟件調(diào)整轉(zhuǎn)向特性，以適應(yīng)不同人的駕駛習(xí)慣，同時(shí)還能在駕駛員不同狀態(tài)下有效的調(diào)整駕駛靈敏度，以避免駕駛員在各種不正常駕駛狀態(tài)下發(fā)生事故。但是這種系統(tǒng)它的可靠程度很低，還需要繼續(xù)提高，主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)向系的各電子部件只要有一個(gè)出現(xiàn)問題，整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都會(huì)無法工作。但鑒于這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的諸多前沿性優(yōu)點(diǎn)，所以這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還是未來的發(fā)展方向。 四、本課題研究的問題與研究方法 本次設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要確定比較各轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點(diǎn)，確定需要設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向器，在設(shè)計(jì)時(shí)還需要根據(jù)汽車的尺寸 合理的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向器的大小，并保證整買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠合適地安裝到汽車上。同時(shí)需要確定各零部件的材料，并保證零部件的強(qiáng)度要符合汽車在極限情況下符合要求。所以根據(jù)以上問題，需要結(jié)合汽車設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)還有其他相關(guān)手冊(cè)，總結(jié)出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，最后通過設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)畫出系統(tǒng)模型，并與汽車模型進(jìn)行匹配以確定設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)正不正確。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第 1章 轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)要求及基本參數(shù) 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系的要求 1 在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車的全部車輪必須繞一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)轉(zhuǎn)向，并且不能準(zhǔn)任意車輪有策劃，不滿足這項(xiàng)要求就會(huì)加速車路磨損，并且不利于車輛轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定。 2 在汽車行進(jìn)過程中， 轉(zhuǎn)向輪中心線與汽車軸線不垂直而是成一定的銳角，如果駕駛員松開方向盤，轉(zhuǎn)向輪中心線會(huì)自動(dòng)與汽車軸線垂直。 3 無論汽車在什么情況下，自振都不會(huì)在汽車的轉(zhuǎn)向車輪與方向盤之間發(fā)生 4 在前橋上發(fā)生不協(xié)調(diào)的時(shí)候，前橋上的車輪應(yīng)該以最小幅度擺動(dòng)。 5 汽車能夠靈敏地轉(zhuǎn)彎，并且轉(zhuǎn)彎半徑要小，而且機(jī)動(dòng)性要強(qiáng)。 6 操作輕便。 7 汽車的車輪發(fā)生撞擊時(shí)，方向盤能夠感受到的撞擊力要盡量的小。 8 轉(zhuǎn)向輪通過球頭與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，球頭會(huì)因?yàn)槟p產(chǎn)生間隙，因此需要有球頭處有自動(dòng)消除間隙的調(diào)整機(jī)構(gòu)。 9 在向輪通過球頭與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，球頭會(huì)因?yàn)槟p產(chǎn)生 間隙，因此需要有車輛發(fā)生撞擊事故時(shí)，車架可能發(fā)生變形，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的有些部件可能會(huì)向車內(nèi)移動(dòng)，轉(zhuǎn)向系有能防止或減輕駕駛員傷害的裝置。 10 轉(zhuǎn)向輪不能與駕駛員的操作動(dòng)作出現(xiàn)相反的動(dòng)作。 整車基本參數(shù) 整車質(zhì)量 ： 1230載總質(zhì)量 ： 1720 寬 高 ： 399316071980 前輪距 ： 1360距 ： 2600文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 滿載軸荷分配：前 /后 946/774胎 ： 175/65 胎壓力 p/銷偏移距 a : 70向盤直徑 ： 400小轉(zhuǎn)彎半徑： 4500文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 第 2章 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器方案分析 轉(zhuǎn)向器的分類及設(shè)計(jì)選擇 1. 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 顧名思義，這種轉(zhuǎn)向器的主要傳動(dòng)部件就是齒輪與齒條，其中，齒輪是連接轉(zhuǎn)向軸的，齒條直接與轉(zhuǎn)向拉桿連接，省去了轉(zhuǎn)向直拉桿的零件，所以這種轉(zhuǎn)向器占用體積小，另外由于這種轉(zhuǎn)向器最要的材料是鋁合金或鋁鎂合金，所以整個(gè)質(zhì)量占整車的比重非常小。由于這種轉(zhuǎn)向器采用齒輪與齒條直接嚙合傳動(dòng)，省去了中間復(fù)雜繁多的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以傳 動(dòng)效率高達(dá) 90%，而且在齒條背部安裝有壓緊癱瘓，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有助于自動(dòng)消除齒輪齒條之間因各種問題出現(xiàn)的間隙，使其保持有效的傳動(dòng)效能。這種轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所用零部件又是常用零部件，且零部件較少，所以其制造成本非常低，性價(jià)比很高。 同樣在其優(yōu)點(diǎn)的背后也有不少缺點(diǎn)，因其直接傳動(dòng)效率非常高，所以也導(dǎo)致其容易將路面的對(duì)車輪的作用力大部分傳給方向盤，造成打手，駕駛員需要時(shí)刻保持注意力，牢牢抓住方向盤，以防止汽車偏離行駛方向，這容易造成駕駛員緊張，長(zhǎng)時(shí)間緊張會(huì)消耗駕駛員很大的體力，所以容易造成其疲勞。 2. 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 這種轉(zhuǎn)向器是中由許多傳動(dòng)部件，這種轉(zhuǎn)向器因?yàn)槠鋬?nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使采用滾動(dòng)傳動(dòng)，所以大大降低了轉(zhuǎn)向器的磨損，有利于提高其有買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 效壽命，再加上在制作加工工藝上采取相應(yīng)的改進(jìn)措施后，其能夠使用的年限更加提高。它的傳動(dòng)效率也非常高。同樣他們之間的間隙也是調(diào)整起來相當(dāng)簡(jiǎn)單，并且這種轉(zhuǎn)向器很時(shí)候做成整體式轉(zhuǎn)向器。 這種轉(zhuǎn)向器的主要缺點(diǎn)就是：反向的效率也很高，而且還復(fù)雜，并且由于需要做球槽，且要求有一定精度，所以制造成本高，且制造困難。 3. 蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器 顧名思義，這種轉(zhuǎn)向器的主要核心傳動(dòng)部件就是蝸桿與滾輪，它的結(jié)構(gòu)類似于齒 輪齒條式轉(zhuǎn)向器，蝸桿與滾輪直接嚙合，所以它與齒輪齒條有部分相同的優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量可靠，并且因其獨(dú)特的嚙合方式，大大減小了傳動(dòng)部件因滑動(dòng)摩擦造成的磨損，而且它從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上大大降低了逆效率。 但一切都是相對(duì)的，在降低逆效率的同時(shí)，它的正效率也被降低，而且這種轉(zhuǎn)向器內(nèi)部沒有自動(dòng)調(diào)整間隙的裝置，所以這種轉(zhuǎn)向器已經(jīng)逐漸的被淘汰。 4. 蝸桿指銷式 蝸桿的主要作用是進(jìn)行主動(dòng)轉(zhuǎn)向的，曲柄銷是傳遞運(yùn)動(dòng)的。并且蝸桿上的螺紋時(shí)變半徑的，中間小，兩邊大，而曲柄銷外端連接的是轉(zhuǎn)向搖臂。所以當(dāng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)曲柄繞銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄銷 外還大有一個(gè)轉(zhuǎn)向搖臂這種轉(zhuǎn)向器的最大優(yōu)點(diǎn)就是它的傳動(dòng)比可以做成變化的也可以做成不變的，同樣他們相對(duì)位置的調(diào)整也是很簡(jiǎn)單的。這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向器多用在載貨汽車上。 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器多用在比較小和比較輕的汽車上，并且綜合考慮各轉(zhuǎn)向器的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選定齒輪齒條轉(zhuǎn)向器。 轉(zhuǎn)向器輸入輸出形式選擇 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器共有四種輸入輸出形式。 中間輸出，側(cè)邊輸入方案使拉桿長(zhǎng)度邊長(zhǎng)，同樣也使得車輪上下跳動(dòng)相同的距離，但拉桿的擺角卻變得小了，這就減少了拉桿的運(yùn)動(dòng)干涉。但由于需要早殼體中間開長(zhǎng)槽，所以這就降低了殼體的強(qiáng)度。 兩端輸出，側(cè) 邊輸入方案因?yàn)槠淅瓧U的長(zhǎng)度減小，所以傳動(dòng)精度較高，而且拉桿撓度降低。但其運(yùn)動(dòng)干涉的概率較高。但現(xiàn)在嬌客車多使用兩端輸出，側(cè)邊輸入的方案。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 2輪齒條式轉(zhuǎn)向器的四種形式 最終確定本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向器的輸入輸出方案為側(cè)邊輸入，兩邊輸出。 齒輪齒形選擇 如果齒輪齒條轉(zhuǎn)向器采用直齒齒輪和直齒齒條嚙合，因?yàn)槠鋰Ш厦娣e較小，所以齒輪齒條嚙合區(qū)單位面積上承受的壓力較大，所以造成單位面積承受的沖擊力增大，以至于轉(zhuǎn)向器的運(yùn)行平穩(wěn)性降低，而且因?yàn)闆_擊較大導(dǎo)致噪聲過大。將齒輪齒條的齒形變成斜齒，則嚙合區(qū)的嚙合面積增大，單位面積承受的壓力減小，且沖擊力減小。所以用斜齒。 齒條形狀選擇 它有三種形狀。 比較各種各種截面形狀的齒條的優(yōu)缺點(diǎn)，圓形的制作起來比較簡(jiǎn)單，其他形狀的比較節(jié)省材料，所以同樣大小的齒條，除圓形算面之外的其他兩種齒條質(zhì)量要輕很多。通常齒條與托座之間裝有防止摩擦造成磨損的材料制造成的墊片，如果有使轉(zhuǎn)向齒輪繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的力矩就應(yīng)該選用除圓形斷面的其他兩種斷面。這樣可以防止齒條旋轉(zhuǎn)，如果不這樣做那就會(huì)出現(xiàn)吃輪與買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 齒條嚙合不正確的情況。 本次設(shè)計(jì)決定選用和圓形截面的齒條。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的布置形式 因?yàn)椴煌钠囈驗(yàn)榭臻g 布局的不同，轉(zhuǎn)向器的安裝位置也不盡相同，但鑒于整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相對(duì)于在前橋支撐架上的位置相對(duì)于前橋軸線的前后可以分為四種類型，分別是： 圖 2過查閱國(guó)內(nèi)外各種同類型汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的安裝位置，發(fā)現(xiàn)大部分采用第一種方案，將轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝在前橋后面，本次設(shè)計(jì)也采用同樣的布置形式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 第 3章 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) 轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角計(jì)算 整車的機(jī)動(dòng)性與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最小轉(zhuǎn)彎半徑有關(guān)，本次設(shè)計(jì)最小轉(zhuǎn)彎半徑為 圖 轉(zhuǎn)向輪外輪最大轉(zhuǎn)角 m a x /n (3L 為汽車軸距。本設(shè)計(jì)軸距為 L=2600 3角圖 外側(cè)車輪的偏轉(zhuǎn)角圖 3得內(nèi)轉(zhuǎn)向輪最大偏轉(zhuǎn)角公式 c o n(B 為兩側(cè)主銷軸線與地面交點(diǎn)之間的距離 B=a 為主銷偏移距，指轉(zhuǎn)向節(jié) 主銷軸線延長(zhǎng)線與支撐平面的交點(diǎn)到轉(zhuǎn)向輪中心線與支撐平面交點(diǎn)的距離。本此設(shè)計(jì)輪胎寬度為 175以 0 K 為前輪輪距， K=1360文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 可得 B=136070=1220是得轉(zhuǎn)向輪內(nèi)輪轉(zhuǎn)角 轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比與計(jì)算載荷的確定 為了校核強(qiáng)度，需要確定零部件的受力情況。這些力主要會(huì)被作用在轉(zhuǎn)向軸上的載荷，車輪行進(jìn)時(shí)輪面給車輪 的阻止力，還有輪胎的氣體壓力。轉(zhuǎn)向輪左右轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候要克服很多阻力，這些阻力大致包括車輪繞主銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)所克服的轉(zhuǎn)向阻力扭矩，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)輪胎變形產(chǎn)生的阻力和系統(tǒng)內(nèi)部阻力。 轉(zhuǎn)向時(shí)候的阻力： 7 向系的角傳動(dòng)00wi=(360 n =)604 =17.6 n 為轉(zhuǎn)向盤從一側(cè)轉(zhuǎn)到另一側(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)； 乘車用車方向盤由直線行駛轉(zhuǎn)到最小轉(zhuǎn)向半徑的圈 數(shù)不得超過兩圈， n 取 4 作用在轉(zhuǎn)向盤上的力 : F 2徑； 設(shè)計(jì)中此傳動(dòng)比與轉(zhuǎn)向系角傳動(dòng)比相同 取 90% 所以 F 2= 0 0 2 6 92 作用在方向盤上的力矩 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 轉(zhuǎn)向系的力傳動(dòng)比 pi=M 0= 轉(zhuǎn)向器傳動(dòng)副的傳 動(dòng)間隙 傳動(dòng)元件嚙合點(diǎn)出現(xiàn)的間隙就是傳動(dòng)間隙，該間隙隨著轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角的不同而不同。 這個(gè)間隙特性的研究意義是因?yàn)樗軌蚍从称囍本€行駛時(shí)，保持這種狀態(tài)的能力和這種轉(zhuǎn)向器能發(fā)揮有效作用的年限。汽車在大部分狀態(tài)下都是保持直線行駛，所以傳動(dòng)副在中間和中間附近的地方使用很頻繁，所以中間的地方磨損相當(dāng)嚴(yán)重，就會(huì)出現(xiàn)多余的間隙，如果不消除這種間隙就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向失靈，并且無法保證直線行駛。所以一定要適時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)向器的磨損間隙，并且調(diào)整后轉(zhuǎn)向盤能平滑的轉(zhuǎn)向任意一側(cè)。 圖 3向器傳動(dòng)副傳動(dòng)間隙 圖中曲線 1 表明轉(zhuǎn)向器 在沒有發(fā)生摩擦損失之后的間隙的變化趨勢(shì)；曲線 2 表明已出現(xiàn)摩擦損失之后間隙的大小隨轉(zhuǎn)動(dòng)位置不同時(shí)間隙的變化特性。曲線 3 表示的是調(diào)整后的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 第 4章 齒輪齒條的設(shè)計(jì) 齒條的材料、參數(shù)、熱處理方式 由前可知本設(shè)計(jì)采用的是斜形齒，齒輪與齒條法向模數(shù)取 m=數(shù)z=7, 法向壓力角n=20，齒輪螺旋角為 =12，齒條齒數(shù)應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向輪達(dá)到的值來確定。齒輪傳動(dòng)的力矩大小為作用在轉(zhuǎn)向盤上的力矩為整為 25N 轉(zhuǎn)向器額定單日工作時(shí)間為小時(shí)，并且最低需要能夠使用五年。 初步選定齒輪和齒條齒頂高系數(shù) =1；頂隙系數(shù) *c =輪的變位系數(shù)n=輪的材料選擇：齒輪 16碳淬火，齒面硬度 54齒條 45#，表面淬火，齒面硬度 56 計(jì)算許用應(yīng)力的確定 接觸疲勞許用應(yīng)力 H= 彎曲疲勞許用應(yīng)力 YY 16接觸疲勞極限1500曲疲勞極限4255 號(hào)鋼的接觸疲勞極限 1300曲疲勞極限530輪齒條所受的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60 )53 0 08(11060 10 查表得材料壽命系數(shù) 16 45 號(hào)鋼 查表得安全系數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 1 S 應(yīng)力修正系數(shù)為 2 計(jì)算許用應(yīng)力 16 H= M P 9 8 01 1 5 0 i m M P i m 45 號(hào)鋼 H= M P 7 1 61 1 3 0 i m M P 5 012l i m 齒輪齒條的設(shè)計(jì) 齒輪的設(shè)計(jì) 1. 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1）試取 K= （ 2）斜齒輪的轉(zhuǎn)矩 T= N m （ 3）齒寬系數(shù) 1m（ 4）齒輪齒數(shù) 71 z（ 5）復(fù)合齒形系數(shù) （ 6）許用彎曲應(yīng)力 F=以 2 ) 圓周速度 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 0 0 060 1 (8)計(jì)算載荷系數(shù) 1） 由表查得 使用系數(shù) 1 2） 根據(jù) 和 8 級(jí)精度，查表得 1 根據(jù)表查得 齒向載荷分布系數(shù) 由表查得 齒間載荷分布系數(shù) 算模數(shù) ，取 5.2 . 齒輪幾何尺寸的確定 分度直徑： d= 頂高 ： )( *1+=根高 ： )( *1+=高 ： fa 頂圓直徑： aa 根圓直徑：ff =面壓力角： na r c ta n 基圓直徑 : tb =向齒距 ：nn =面齒距 ： 向齒厚 ： t a 面齒厚 ： t a 輪中心到齒條基準(zhǔn)線的距離： H= 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 齒條齒寬 ：2b= 整為 18輪齒寬 ： 281021 齒條的設(shè)計(jì) 齒輪齒條的嚙合有兩個(gè)特點(diǎn) : 1) 齒輪的節(jié)圓是永遠(yuǎn)重合與分度圓的，但是齒條的卻不是只有在齒條和標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合的情況下才會(huì)與自己的節(jié)圓重合。 2) 齒輪與齒條的嚙合角永遠(yuǎn)等于壓力角 . 因此 ,齒條法向模數(shù) m= 壓力角 20 齒條為圓形斷面 齒條齒頂高： 齒條齒根高： 2 ( * 齒條齒高 ： fa 向齒厚 ： 端面齒厚 ： 又因?yàn)辇X條長(zhǎng)度： n 為轉(zhuǎn)向盤總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)， n 取 4 所以齒條長(zhǎng)度為 齒條齒數(shù) 287412 齒輪齒條的 強(qiáng)度校核 齒輪 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 校核公式為 查表得 彈性系數(shù) 9 M 查表得 區(qū)域系數(shù) Z 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 重合度系數(shù) Z 螺旋角系數(shù) Z 9 8 o sc o s 4 5 0 0 9 3 H H 1980計(jì)算結(jié)果可知齒輪強(qiáng)度符合要求。 齒條的強(qiáng)度計(jì)算 1. 齒條受力分析 在本設(shè)計(jì)中， 根據(jù)前面計(jì)算可知在 轉(zhuǎn)向器輸入端施加的扭矩 T = 取為 25般都會(huì)在齒輪齒條的嚙合點(diǎn)之間會(huì)加以潤(rùn)滑。 本設(shè)計(jì)中齒條的齒受力與斜齒輪的受力情況很相似， 齒條的受力分析如下圖 圖 4條的受力分析 不考慮其他里的情況下，將垂直齒面的法向力 成三個(gè)相互垂直方向的力，這三個(gè)力分別是徑向力 向力 軸向力 各力的大小為 ： Ft= 1nt 1買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 1 式中 1 齒輪軸分度圓螺旋角；n 法面壓力角。 齒輪軸受到的切向力： Ft= 式中 T 作用在輸入軸上的扭矩， T 為 25d 齒輪軸分度圓的直徑。 齒條齒面的法 向力： =條齒部受到的切向力： F . 齒條齒部彎曲強(qiáng)度的計(jì)算 齒條的單齒彎曲應(yīng)力： 2 107bs 式中： 齒條齒面切向力； 1h 齒條計(jì)算齒高 ； (22 * =合以上的數(shù)據(jù)，將它們代入上面那個(gè)公式就可以得出齒條齒跟處的彎曲應(yīng)力： 0F =549N/ S， 所以 面安全 ，軸設(shè)計(jì)合理。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 26 第 5章 其他零件的選擇與潤(rùn)滑方式確定 軸承的選擇 1、 選用深溝球軸承（ 276 1994）如圖 5示。 軸承代號(hào)： 6001 數(shù)量： 1 個(gè) 6006 1 個(gè) 圖 5溝球軸承 表 5用深溝球軸承（ 276 1994） 轉(zhuǎn)向器潤(rùn)滑方式 1、對(duì)轉(zhuǎn)向器的潤(rùn)滑主要有兩個(gè)原因： （ 1）減小齒面間滑動(dòng)磨損量。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 27 （ 2）降低由于滑動(dòng)摩齒輪工作時(shí)齒面間相互摩擦所導(dǎo)致的齒面溫度升高。 為了解決以上兩個(gè)原因引起的問題，要選擇合適的潤(rùn)滑油以及相應(yīng)的方法，才能解決以上問題。 2、具體的潤(rùn)滑方法可以分為以下三類： （ 1）潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑法 這種潤(rùn)滑方法主要是在速度相對(duì)較低的并且箱體是開式或者閉式的齒輪傳動(dòng)中。而且使用這種方法需要一定的條件，如果使用不當(dāng)就會(huì)起到相反的作用，在此主要列出三點(diǎn)： 1）有合適的流動(dòng)速度 要想潤(rùn)滑脂的能夠有效的在各潤(rùn)滑部位流動(dòng)，就需要潤(rùn)滑脂有高的流動(dòng)性。 2）不能用在承受載荷非常 大的并且一直轉(zhuǎn)動(dòng)的地方。 潤(rùn)滑脂自身的冷卻效果并不是很理想，所以它在高負(fù)荷下不容易散熱。這就會(huì)出現(xiàn)溫度過高的問題。 3）使用的量要根據(jù)所用部位的大小適量添加 量過多過少都會(huì)影響潤(rùn)滑的效果，量少了，零部件不能全部被潤(rùn)滑，良多了又會(huì)造成密度過大，造成阻力。 （ 2）飛濺潤(rùn)滑法（油浴潤(rùn)滑） 這種方法是在殼體底部放置一定深度的潤(rùn)滑油，然后將齒輪的一部分伸入油中。通過轉(zhuǎn)動(dòng)將油送到其他零部件上。 使用飛濺潤(rùn)滑法（油浴式）時(shí)，有許多需要注意的問題，這里就油面的規(guī)定及齒輪箱的最高油溫做以說明。 1）油面的高度 油面高度要合適 ，不能太低也不能太高，低了潤(rùn)滑不到位，高了又會(huì)增大攪拌阻力，并且要安裝油盤防止油面落差大。 2）齒輪箱的極限溫度 隨著工作時(shí)間的增長(zhǎng)，由于各種原因，箱體的溫度會(huì)逐漸上升，而溫度身高對(duì)潤(rùn)滑油的性能會(huì)產(chǎn)生不利的影響，所以需要適時(shí)給箱體降溫，冷卻潤(rùn)滑油。 3）強(qiáng)制潤(rùn)滑法（循環(huán)噴油潤(rùn)滑） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 28 這種方法就是直接用泵之類的將潤(rùn)滑油噴射到需要潤(rùn)滑的零部件上。 根據(jù)不同的上油方法，可以分為三種類型： 滴下式，噴射式和噴霧式三種。 1）滴下式 利用導(dǎo)管將潤(rùn)滑油直接注入到嚙合部。 2）噴射式 利用噴油嘴將潤(rùn)滑油直接噴射到嚙 合部。 3）噴霧式 利用氣壓差將油液霧化，然后由氣體動(dòng)能噴射到零部件上。