汽車轉(zhuǎn)向器畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書.doc

學(xué)士學(xué)位論文I摘要汽車轉(zhuǎn)向器是汽車的重要組成部分，也是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成，它的質(zhì)量嚴(yán)重影響汽車的操縱穩(wěn)定性。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車轉(zhuǎn)向器也在不斷的得到改進(jìn)，雖然電子轉(zhuǎn)向器已開始應(yīng)用，但機(jī)械式轉(zhuǎn)向器仍然廣泛地被世界各國汽車及汽車零部件生產(chǎn)廠商所采用。而在機(jī)械式轉(zhuǎn)向器中，循環(huán)球齒條-齒扇式轉(zhuǎn)向器由于其自身的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各級(jí)各類汽車上。本文選擇GX1608A型循環(huán)球齒條-齒扇式轉(zhuǎn)向器作為研究課題，其主要內(nèi)容有：汽車轉(zhuǎn)向器的組成分類；轉(zhuǎn)向器總成方案分析及其數(shù)據(jù)確定和轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)過程。這種轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是，操縱輕便，磨損小，壽命長。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，轉(zhuǎn)向靈敏度不如齒輪齒條式。因此逐漸被齒輪齒條式取代。但隨著動(dòng)力轉(zhuǎn)向的應(yīng)用，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器近年來又得到廣泛使用。關(guān)鍵詞；轉(zhuǎn)向器操縱穩(wěn)定性循環(huán)球齒條-齒扇式轉(zhuǎn)向器學(xué)士學(xué)位論文IIAbstractGearcarsanimportantcomponentoftheinitiativeisdecidedautomobilesafetyofthekeyassembly,Itseriouslyaffectedthequalityofthevehiclehandlingandstability.Alongwiththedevelopmentoftheautoindustry,automobilesteeringgeariscontinuouslyimproved,althoughtheelectronicsteeringgearhasbeguntouseButmechanicalsteeringgearisstillwidelybeenworldmotorvehiclesandpartsmanufacturersadopted.Andthemechanicalsteeringgear,Rackcycleball-typesteeringgeartoothfansasitsowncharacteristicshasbeenwidelyusedinvarioustypesvehicles.ThegraduationdesignoptionsGX1608Acyclegearball-typesteeringgearrackasaresearchtopic,Itsmaincontentsare:automotivesteeringgearcomponentsclassification；assemblywastoprogramanalysisanddatatoidentifyandsteeringgeardesignprocess.Theadvantageofsuchsteeringgear,andmanipulatinglight,wearandtear,longlife.Thedisadvantageisthatthestructureiscomplicatedandcostly,thansteeringrackandpinionsensitivity.學(xué)士學(xué)位論文IIIThereforegraduallybeingreplacedbyrackandpinion.However,withthepowersteeringapplications,theball-typesteeringgearcycleandarewidelyusedinrecentyears.Keywords；DiverterBallhandlingandstabilityCyclerack-typesteeringgeardiverter目錄摘要.IAbstract.II1緒論.12汽車轉(zhuǎn)向系的組成及分類.32.1汽車轉(zhuǎn)向系的類型和組成.32.1.1機(jī)械式轉(zhuǎn)向系.62.1.2動(dòng)力轉(zhuǎn)向器.8學(xué)士學(xué)位論文IV2.2轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù).92.2.1轉(zhuǎn)向器的效率.92.2.2傳動(dòng)比的變化特性.112.2.3轉(zhuǎn)向盤自由行程.152.3轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu).152.3.1轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu).152.3.2轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu).163轉(zhuǎn)向器總成方案分析.173.1轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)要求.173.2轉(zhuǎn)向器總成方案設(shè)計(jì).184循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器主要尺寸參數(shù)的選擇.215轉(zhuǎn)向器輸出力矩的確定.256軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核.246.1轉(zhuǎn)向搖臂軸（即齒形齒扇軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算.276.1.1材料的選擇.276.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).276.1.3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.276.2螺桿軸設(shè)計(jì)計(jì)算及主要零件的校核.316.2.1材料選擇.316.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).326.2.3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.326.2.4鋼球與滾道之間的接觸應(yīng)力校核.34參考文獻(xiàn).36致謝.38附錄.40學(xué)士學(xué)位論文11緒論循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的英文名稱是RecirculatingBallSteeringGear。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器由兩對(duì)傳動(dòng)副組成，一對(duì)是螺桿、螺母，另一對(duì)是齒條、齒扇或曲柄銷。在螺桿和螺母之間裝有可循環(huán)滾動(dòng)的鋼球，使滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而提高了傳動(dòng)效率。循環(huán)球式：這種轉(zhuǎn)向裝置是由齒輪機(jī)構(gòu)將來自轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)力進(jìn)行減速，使轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運(yùn)動(dòng)再次變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使連桿臂搖動(dòng)，連桿臂再使連動(dòng)拉桿和橫拉桿做直線運(yùn)動(dòng)，改變車輪的方向，這是一種古典的機(jī)構(gòu)，現(xiàn)代轎車已大多不再使用，但又被最新方式的助力轉(zhuǎn)向裝置所應(yīng)用。它的原理相當(dāng)于利用了螺母與螺栓在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的相對(duì)移動(dòng)，而在螺紋與螺紋之間夾入了鋼球以減小阻力，所有鋼球在一個(gè)首尾相連的封閉的螺旋曲線內(nèi)循環(huán)滾動(dòng)，循環(huán)球式故而得名這種轉(zhuǎn)向器的優(yōu)點(diǎn)是，操縱輕便，磨損小，壽命長。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，轉(zhuǎn)向靈敏度不如齒輪齒條式。因此逐漸被齒輪齒條式取代。但隨著動(dòng)力轉(zhuǎn)向的應(yīng)用，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器近年來又得到廣泛使用。本文選擇GX1608A型循環(huán)球齒輪-齒條式轉(zhuǎn)向器作為研究課題，其主要內(nèi)容有：汽車轉(zhuǎn)向器相關(guān)知識(shí)，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的主要參數(shù)選擇及其設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)部分還包括轉(zhuǎn)向搖臂軸，漸開線花鍵，扇形齒輪軸以及螺桿軸的設(shè)計(jì)與校核。學(xué)士學(xué)位論文2轉(zhuǎn)向器按結(jié)構(gòu)形式可分為多種類型。歷史上曾出現(xiàn)過許多種形式的轉(zhuǎn)向器，目前較常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷式、循環(huán)球-齒條齒扇式、循環(huán)球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。在當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄中，汽車關(guān)鍵零部件開發(fā)和制造被列為重點(diǎn)扶持的項(xiàng)目，國家計(jì)委和科技部也將汽車關(guān)鍵零部件劃入當(dāng)前國家優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域，所以，具有先進(jìn)水平的汽車轉(zhuǎn)向器的研發(fā)、生產(chǎn)將會(huì)得到有力的政策支持。隨著全球汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，汽車的需求量大幅攀升，汽車制造已向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。隨著國際上汽車行業(yè)開始實(shí)行零部件“全球化采購”策略及國際跨國汽車企業(yè)推行本土化策略，國內(nèi)汽車市場(chǎng)將出現(xiàn)巨大的零部件配件缺口。到2010年，中國汽車零部件國內(nèi)產(chǎn)值將突破1萬億元，市場(chǎng)前景廣闊。按照汽車零部件工業(yè)“十五”發(fā)展目標(biāo)，到2005年中國汽車保有量為21982315萬輛，其中轎車843860萬輛。當(dāng)年汽車需求量為：271310萬輛，其中轎車110121萬輛，汽車工業(yè)增加值占GDP的1%左右，汽車零部件工業(yè)產(chǎn)值將占汽車工業(yè)總產(chǎn)值的25%左右。因此作為關(guān)鍵零部件的汽車轉(zhuǎn)向器在中國銷售市場(chǎng)上前景廣闊。“十五”期間，我國機(jī)動(dòng)車行業(yè)包括汽車、農(nóng)用車、工程機(jī)械等將發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車轉(zhuǎn)向器是符合國家重點(diǎn)扶持和優(yōu)惠政策的汽車關(guān)鍵零部件，是汽車重要的保安件之一。學(xué)士學(xué)位論文32汽車轉(zhuǎn)向系的組成及分類2.1汽車轉(zhuǎn)向系的類型和組成汽車轉(zhuǎn)向系可按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械式轉(zhuǎn)向系和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系兩大類。汽車轉(zhuǎn)向器是用來保持或改變汽車形式方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行使時(shí)，還要保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。駕駛員通過操縱轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使汽車保持直線或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或者上述兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換。機(jī)械轉(zhuǎn)向系的能量來源是人力，所有傳力件都是機(jī)械的，由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)(方向盤)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。其中轉(zhuǎn)向器是將操縱機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的直線