文档介绍：汽车设计课程设计说明书
题目: 汽车循环球式转向器设计(1)
系别: 机电工程系
专业: 车辆工程
班级: 本汽设091
姓名: 郑振奋
学号: 2009030643148
指导教师: 胡春平、谭滔
日期: 2012年7月
汽车循环球式转向器设计(1)
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;设计;分析;商用车
目录
第一章转向器总体概述 1
转向器的功用 1
转向器的分类 1
转向器的定义 1
循环球式转向器 1
循环球式转向器的结构及特点 1
循环球式转向器的工作原理 1
循环球式转向器的组成 2
第二章转向器总成方案分析 3
转向器的设计要求 3
转向器的总成方案设计 3
第三章循环球式转向器主要参数的选择 6
钢球中心距D、螺杆外径D1、螺母内径D2 6
钢球直径d及数量n 6
滚道截面 8
接触角θ 8
螺距P和螺线导程角α0 8
工作钢球圈数W 9
导管内径d1 9
转向器的效率 9
+ 10
转向器的逆效率η- 10
转向器各参数的计算 11
轴的计算 12
第四章齿条、齿扇传动副的设计 13
齿条、齿扇传动副的原理 13
变厚齿扇 14
变厚齿扇的分析 14
变厚齿扇齿形的计算 14
第五章转向器载荷的计算 17
转向器计算载荷的确定 17
循环球式转向器零件强度计算 18
钢球与滚道之间的接触应力 18
齿扇齿的弯曲应力σw 19
转向摇臂轴直径的确定 19
第六章总结 20
参考文献 21
致谢 22
第一章转向器总体概述
转向器的功用
转向器的作用将驾驶员加在转向盘上的力矩放大,并降低速度,然后传给转向传动机构。它是汽车的重要组成部分,也是决定汽车主动安全性的关键总成,它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。
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和循环球式。循环球式转向器又称为综合式转向器,它分为齿条齿扇式和曲柄指销式。
转向器的定义
将有人驾驶和无人驾驶且具有动力源的机械装置,使其在运行过程中随机改变运行路线和方向的装置。驾驶人员通过它可以用较小的操纵力实现较大的转向力控制,并且在性能上安全、可靠、操纵上灵活、轻便。
循环球式转向器
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用于商用车上。
循环球式转向器的工作原理
转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速,使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动,滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合,因而滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动,螺母再与扇形齿轮啮合,直线运动再次变为旋转运动,使连杆臂摇动,连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动,改变车轮的方向。这是一种古典的机构,现代轿车已大多不再使用,但又被最新方式的助力转向装置所应用。它的原理相当于利用了螺母与螺栓在旋转过程中产生的相对移动,而在螺纹与螺纹之间夹入了钢球以减小阻力,所有钢球在一个首尾相连的封闭的螺旋曲线内循环滚动
。
循环球