汽車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告學(xué)生姓名系部汽車工程系專業(yè)、班級(jí)車輛工程BW07-7 班指導(dǎo)教師姓名職稱實(shí)驗(yàn)師從事 專業(yè)汽車工程是否外聘是寸否題目名稱汽車齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義（一）、研究現(xiàn)狀從世界第一輛汽車問世至今，汽車工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷了百年歷程?，F(xiàn)代的汽車與發(fā)展初期相比，廣泛地應(yīng)用了各種高新技術(shù)， 并且還在發(fā)生更深刻的變革。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為汽車底盤中的獨(dú)立分系統(tǒng)，在汽車技術(shù)發(fā)展的過程中也經(jīng)歷了深刻的變革。轉(zhuǎn)向技術(shù)的發(fā)展基本上經(jīng)歷了機(jī)械轉(zhuǎn)向、液壓（氣壓）動(dòng)力 轉(zhuǎn)向、電子控制液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、電子線控轉(zhuǎn)向和主動(dòng)轉(zhuǎn)向幾個(gè)階段。汽車轉(zhuǎn)向系是保持或者改變汽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)

2、向行駛中，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào) 的轉(zhuǎn)角關(guān)系。保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求，適時(shí)地改變行駛方向，并能在受到路面干擾 偏離行駛方向時(shí)，與行駛系配合，共同保持汽車穩(wěn)定地直線行駛。轉(zhuǎn)向系對(duì)汽車行駛的操縱性、穩(wěn)定 性和安全性都具有重要的意義。改革開放以來(lái)，我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展迅猛。作為汽車關(guān)鍵部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展， 基本已形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。有資料顯示，國(guó)外有很多國(guó)家的轉(zhuǎn)向器廠，都已發(fā)展成大 規(guī)模的生產(chǎn)的專業(yè)廠，年產(chǎn)超夠百萬(wàn)臺(tái)，壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，并且銷售點(diǎn)遍布了全世界。從操縱輕 便性、穩(wěn)定性及安全性行駛的角度，汽車制造廣泛使用更先進(jìn)的工藝方法，使用變速比轉(zhuǎn)向器、高剛

3、性轉(zhuǎn)向器?！白兯俦群透邉傂浴笔悄壳笆澜缟仙a(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向幾十年來(lái)，各種汽車都使用循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 由于這種轉(zhuǎn)向器是滾動(dòng)摩擦形式， 因而正傳動(dòng)效率很 高，操作方便且使用壽命長(zhǎng)，而且承載能力大，需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694廣泛應(yīng)用于載貨車上。隨著上世紀(jì)五十年代起，液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用，標(biāo)志著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)革命的開始。汽車轉(zhuǎn)向動(dòng)力的來(lái)源由以前的人力轉(zhuǎn)變?nèi)肆右簤褐?。液壓助力系統(tǒng) HPS是機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基本上增加了一個(gè)液壓系統(tǒng)而成。由于工作可靠、技術(shù)成熟至今仍被廣泛應(yīng)用。從70年代起轎車興起了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬(wàn)向節(jié)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、轉(zhuǎn) 向器、轉(zhuǎn)向傳動(dòng)

4、桿和轉(zhuǎn)向輪等組成。方向盤操縱轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，齒輪與齒條緊密嚙合，推動(dòng)齒 條左移動(dòng)或右移動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪擺動(dòng)，從而改變轎車行駛的方向。這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)與循環(huán)球式等其它類 型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)比較，省略了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向主拉桿，具有構(gòu)件簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。而且它的逆 傳動(dòng)效率也高，在車輛行駛時(shí)可以保證偏轉(zhuǎn)車輪的自動(dòng)回正，駕駛者的路感性強(qiáng)。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)在汽車中的廣泛應(yīng)用，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中也越來(lái)越多地采用電子器件。但目前電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于自身成本等因素的制約，很難在價(jià)格低廉的家用轎車上得到普及，而且電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的 安全可靠性相對(duì)較差，目前歐洲汽車法規(guī)中要求駕駛員與轉(zhuǎn)向車輪之間必須有機(jī)械連接，電子轉(zhuǎn)向系 還不允

5、許在歐洲上市。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器：它是一種最常見的轉(zhuǎn)向器。 其基本結(jié)構(gòu)是一對(duì)相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒條便做直線運(yùn)動(dòng)。有時(shí)，靠齒條來(lái)直接帶動(dòng)橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。所以， 這是一種最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，轉(zhuǎn)向靈敏，體積小，可以直接帶動(dòng)橫拉 桿。在汽車上得到廣泛應(yīng)用。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，作 為傳動(dòng)副主動(dòng)件的轉(zhuǎn)向齒輪軸通過軸承安裝在轉(zhuǎn)向器殼體中，其上端通過花鍵與萬(wàn)向節(jié)叉和轉(zhuǎn)向軸連 接。與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的轉(zhuǎn)向齒條水平布置，兩端通過球頭座與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。彈簧通過壓塊將齒條 壓靠在齒輪上，保證無(wú)間

6、隙嚙合。彈簧的預(yù)緊力可用調(diào)整螺塞調(diào)整。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn) 動(dòng)，使與之嚙合的齒條沿軸向移動(dòng)，從而使左右橫拉桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)左右轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)向車輪偏轉(zhuǎn)，從而 實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，其結(jié)構(gòu)及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基 本相同，不同之處在于它在轉(zhuǎn)向齒條的中部用螺栓與左右轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。在單端輸出的齒輪齒條式 轉(zhuǎn)向器上，齒條的一端通過內(nèi)外托架與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。齒輪齒條式：齒輪齒條方式的最大需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694特點(diǎn)是剛性大，結(jié)構(gòu)緊湊重量輕，且成本低。由于這種方式容易由車輪將反作用力傳至轉(zhuǎn)向盤，所以具有對(duì)路面狀態(tài)反應(yīng)靈敏 的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也容易產(chǎn)生打

7、手和擺振等現(xiàn)象。齒輪與齒條直接嚙合，將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒條 的直線運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)向拉桿橫向拉動(dòng)車輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。齒輪并非單純的平齒輪，而是特殊的螺旋形狀，這 是為了盡量減小齒輪與齒條之間的嚙合間隙，使轉(zhuǎn)向盤的微小轉(zhuǎn)動(dòng)能夠傳遞到車輪，提高操作的靈敏 性，也就是我們通常所說的減小方向盤的曠量。不過齒輪嚙合過緊也并非好事，它使得轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向盤時(shí) 的操作力過大，人會(huì)感到吃力。2007年中國(guó)汽車銷售 879.15萬(wàn)輛，2008年中國(guó)汽車銷售 938萬(wàn)輛，2009年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)8.6%，達(dá) 到1019萬(wàn)輛。汽車產(chǎn)銷量的逐步增長(zhǎng)為汽車轉(zhuǎn)向機(jī)市場(chǎng)提供了一個(gè)較大的發(fā)展空間，2008年市場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)需求有所減緩，在需求增長(zhǎng)

8、有所減緩的現(xiàn)狀下，產(chǎn)能擴(kuò)張的勢(shì)頭并沒有得到較好的控制。 產(chǎn)能過剩、重復(fù)建設(shè)不僅導(dǎo)致生產(chǎn)與消費(fèi)的失衡，而且還引發(fā)了轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)內(nèi)的一系列惡性價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，影響了轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)業(yè)的盈利能力。中國(guó)轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀，為外資企業(yè)入駐中國(guó)創(chuàng)造了條件，國(guó)際 許多轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)企業(yè)已經(jīng)看中在中國(guó)低成本拓展市場(chǎng)的機(jī)會(huì)，隨著外資投入逐步加大，中國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè) 改革重組迅速加快。同時(shí)新的行業(yè)制度等政策的頒布和實(shí)施將促使我國(guó)轉(zhuǎn)向機(jī)行業(yè)洗牌，企業(yè)兼并重 組將在政策的促使下大力發(fā)展。據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占45%左右，齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器占 40%左右，渦桿滾輪式轉(zhuǎn)換器占10%左右，其他型式的轉(zhuǎn)換器占5%。循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器一

9、直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點(diǎn)是循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占得比重越來(lái)越大，日本裝備不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)的類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器， 已由60年代的62.5%，發(fā)展到現(xiàn)今的100% 了，大、小型貨車大都循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器，但齒輪齒條式轉(zhuǎn) 換器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占65%，齒輪齒條式占35%。齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器，已成為當(dāng)今世界汽車上主要的兩種轉(zhuǎn)向器：而渦輪蝸桿式轉(zhuǎn)向器和蝸桿肖式轉(zhuǎn)向器，正在逐步被淘汰或保留較小的地位。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉(zhuǎn)向器的質(zhì)

10、量比較?。粋鲃?dòng)效率高達(dá)90% ;齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動(dòng)小齒輪處的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧，能自動(dòng)消除 間隙，這不僅可以提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時(shí)產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用體積?。恢?造成本低。（二）、選題的目的、意義在現(xiàn)代汽車上，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是必不可少的最基本的系統(tǒng)之一，也是決定汽車主動(dòng)安全性的關(guān)鍵總成，汽車的轉(zhuǎn)向特性，保持汽車具備較好的操縱性能，始終是汽車檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中的一個(gè)重要課題。特別是 在車輛高速化、駕駛?cè)藛T非職業(yè)化、車流密集化的今天，汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)工作顯得尤為重要。通過對(duì)汽車轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)可以使學(xué)生掌握汽車轉(zhuǎn)向系設(shè)計(jì)的原則和方法。培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的

11、技 能。設(shè)計(jì)與專業(yè)關(guān)系緊密，可綜合利用所學(xué)的專業(yè)課有汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料和 CAD繪圖等知識(shí)。、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題（一）、研究的基本內(nèi)容1、轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇；2、轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定；3、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與計(jì)算；4、利用CAD畫裝配圖、零件圖。（二）、擬解決的主要問題1、轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇2、轉(zhuǎn)向系的設(shè)計(jì)及參數(shù)確定3、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的設(shè)計(jì)與計(jì)算、技術(shù)路線（研究方法）四、進(jìn)度安排（1） 熟悉任務(wù)書，了解相關(guān)信息，準(zhǔn)備資料，填寫開題報(bào)告：第1周（3月1日3月7 日）（2） 收集相關(guān)技術(shù)參數(shù)、進(jìn)行總體設(shè)計(jì)：第23周（3月8日3月21 日）（3）

12、 邊設(shè)計(jì)邊繪制裝配圖：第46周（3月22日4月11 日）（4）繪制裝配圖及零件圖：第 79周（4月12日5月2 日）（5） 整理文檔并提交畢業(yè)論文初稿：第1012周（5月3日5月23 日）（6） 畢業(yè)論文總結(jié)、評(píng)閱、審核及修改不足：第1316周（5月24日6月21 日）（7） 為畢業(yè)論文答辯做準(zhǔn)備及答辯：第17周（6月22日6月28 日）五、參考文獻(xiàn):1劉惟信汽車設(shè)計(jì)M .北京：清華大學(xué)出版社，2001.:2王望予汽車設(shè)計(jì)M 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.:3陳家瑞汽車構(gòu)造M 機(jī)械工業(yè)出版社.2005.:4中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì) ，中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì).中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典M 江西科學(xué)技術(shù)出版社.2

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