J I A N G S U U N I V E R S I T Y
本科毕业论文
微型客车的动力齿轮齿条转向器设计Design of power steering gear rack of mini bus
学院名称：汽车与交通工程学院
专业班级：
学生姓名：
指导教师姓名：
指导教师职称：教授
2014年 6 月
目录
绪论 ....................................................... 错误！未定义书签。第一章转向器设计方案的选择.. (4)
1.1类型的选择 (8)
1.1.1齿轮齿条式转向器 (8)
1.1.2循环球式转向器 (8)
1.2齿轮齿条转向器的输入形式及特点 (9)
1.2.1 侧面输入，中间输出 (9)
1.2.2 两端输出 (9)
1.2.3 侧面输入，一端输出 (9)
1.3齿轮齿条式转向器齿轮齿条形式 (9)
1.4齿轮齿条式转向器在汽车上布置形式 (10)
第二章转向系计算载荷的确定： (10)
2.1整车性能参数 (10)
的计算 (10)
2.2原地转向阻力矩M
R
2.3转向盘手力F
的计算 (11)
h
2.4转向横拉杆直径的计算 (12)
第三章转向器齿轮和齿条的设计 (13)
3.1齿轮轴的尺寸设计 (13)
3.2齿条的尺寸设计 (14)
第四章转向横拉杆及其端部设计 (15)
4.1转向横拉杆及接头的尺寸设计 (16)
第五章间隙调整装置设计及转向器的安装 (16)
5.1齿条调整装置的尺寸设计 (16)
5.2 转向传动比 (17)
5.3 齿轮齿条转向器的安装 (17)
第六章齿轮轴和齿条的强度校核 (18)
6.1齿轮齿条的校核 (18)
6.2齿轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析 (21)
6.3齿轮齿条传动受力分析 (22)
6.4齿轮轴的强度校核 (23)
第七章其他零件的设计计算 (25)
7.1间隙调整弹簧的设计计算 (25)
7.2齿轮轴轴承的校核 (27)
7.3 键的计算 (27)
结论 (29)
致谢 (30)
参考文献 (31)
全套cad图纸加qq 466491953
总图量3张a0图纸
微型客车的动力齿轮齿条转向器设计
摘要：转向系是用来保持或者改变汽车行使方向的机构，转向系统应准确，快速、平稳地响应驾驶员的转向指令，转向行使后或受到外界扰动时，在驾驶员松开方向盘的状态下，应保证汽车自动返回稳定的直线行使状态。
转向器是转向系主要构成的关键零件，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向装置的结构也有很大变化。从目前使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：有蜗杆销式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。
齿轮齿条式转向器是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。所以，这是一种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。
关键词：客车齿轮齿条转向器液压助力
Design of power steering gear rack of mini bus
Abstract The steering system is used to maintain or change the direction of vehicle body, steering system should be accurate, fast,steady response to command pilot, to exercise or by externaldisturbance, the driver release steering condition, shouldensure the auto return line steady exercise state.
Steering gear is a key part of the steering system is mainly composed of, with the wide application of electronic technology in automobile, also to have great change device structure. From the perspective of common used at present, there are 4 main types: the steering worm pin type (WP type), worm and roller(WR), circulating ball type (BS type), rack and pinion type (RP type). The four type of the steering gear, has been widely usedin automobile.
Rack and pinion steering gear is one of the most commonsteering gear. The basic structure is a pair of mutually engaged with the pinion and rack. The steering shaft drives the smallgear to rotate, the rack will move in a straight line. Sometimes,on the rack to directly drive rod, can make the steering wheel.So, this is one of the most simple steering gear. It has the advantages of simple structure, low cost, sensitive steering,small size, can be directly drives the tie rod. Widely used in automobile. Recirculating ball type steering gear and rack and pinion steering gear, has become one of the world's two majorautomobile steering gear; the worm wheel and worm gear andworm, Xiao steering, are gradually being eliminated or retain a small position.
Key words passenger car Rack and pinion steering gear Hydraulic power
引言
现代社会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。据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45%左右，齿条齿轮式转向器占40%左右，蜗杆滚轮式转向器占10%左右，其它型式的转向器占5%。齿轮齿条式转向器是由与转向轴做成一体的转向齿轮和横向拉杆做成一体的齿条组成，齿轮齿条式转向器最主要的优点是：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90%；能自动消除齿间间隙；转向器占用的体积小；制造成本低。
在《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》中，汽车关键零件开发和制造被列为重点扶持的项目，国家技委和科技部也将汽车关键部件划入当前国家优先发展的高技术产业化重点领域，所以，具有先进水平的汽车转向器的研发、生产将会得到有力的政策支持。随着全球汽车工业的迅速发展，汽车的需求量大幅攀升，汽车制造已向发展中国家转移。随着国际上汽车行业开始实行零部件“全球化采购”策略及国际跨国汽车企业推行本土化策略，国内汽车市场将出现巨大的零部件配件缺口。2010年，中国汽车零部件国内产值突破1万亿元，市场前景广阔。按照汽车零部件工业“十五”发展目标，2005年中国汽车保有量2198—2315万辆，其中轿车843—860万辆。因此作为关键零部件的汽车转向器在中国销售市场上全景广阔。
转向器总成是汽车行驶系统中的重要安全部件，其质量好坏对汽车直线行驶的稳定性和操纵稳定性都有直接影响。转向器一般固定在汽车车架或车身上，是转向系统中的减速机构，它一般由1~2级传动副组成，其结构有多种形式。转向器的功用有：将转向力的放大；将方向盘的转矩变为转向摇臂的前后摆动。对转向器的要求：转向灵敏，故转向器的减速比不可太大，一般轿车转向器的减速比为12~21；有较高的传动效率；增大由方向盘传
到转向节的力并改变力的传递方向，获得所要求的摆动速度和角度；有一定的可逆性，即从转向轮自动回正和传递适当路感这两个因素综合考虑。
齿轮齿条式转向器主要的特点是：结构简单、轻便，转向机构体积小，齿条本身能作传力件；齿轮齿条直接啮合，操作灵敏；转向器总成完全密封，免维护。因此齿轮齿条式转向器多用于独立悬架的轿车、轻型货车等前转向轮上。采用齿轮齿条式转向器可以使转向传动机构简化（不需要转向摇臂和转向直拉杆等），加工方便，工作可靠，使用寿命长。另外，齿轮齿条式转向器属于可逆式转向器，其正逆效率都很高，自动回正能力很强，特别适合与麦弗逊式悬架配合使用，传动比可变满足汽车低速行驶时转向轻便、高速行驶时转向灵敏的需要。
齿轮齿条式转向器的组成：转向齿轮（主动件）、转向齿条（从动件）、滚针轴承总成、螺塞、紧固转向齿轮螺母、单列向心球轴承、压块、垫片、压缩弹簧、隔套、紧固侧盖螺栓、O型橡胶密封圈、调整螺栓、侧盖O型橡胶密封圈、转向减震器总成、钢丝挡圈、转向器堵塞、缓冲块、左右环箍、衬套总成、防尘套、紧固转向减震器螺母、侧盖、壳体等。
循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器，而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。
“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向。转向系统的速比特性是决定汽车转向轻便性、操纵稳定性和机动性的重要因素之一。选择速比时除了要考虑具体车型特点外,还必须考虑两种基本工况,即高速直线行驶和低速大转角行驶。不同的工况和不同的使用性能对速比特性互相矛盾的要求是等速比转向器所不能满足的。因此,近年来变速比转向器应运而生,得到迅速发展。
专业化生产已成为一种趋势，只有走这条道路，才能使产品质量高、产量大、成本低，在市场上有竞争力。循环球式转向器在国外实现了专业化生产，同时以专业厂为主、大力进行试验和研究，大大提高了产品的产量和质量。
动力转向是发展方向。动力转向系统的应用日益广泛，不仅在重型汽车上必须装备，在高级轿车上应用的也较多，在中型汽车上的应用也逐渐推广。主要是从减轻驾驶员疲劳，提高操纵轻便性和稳定性出发；次要是从减小因在高速行驶中前轮突然爆胎而造成的事故出发。动力转向有3种形式：整体式、半分置式及联阀式动力转向结构。从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整体式转向器中转阀结构是目前发展的方向。
第一章转向器设计方案的选择：
1.1类型的选择
转向器主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等，其中广泛应用的是齿轮齿条式和循环球式。
1.1.1齿轮齿条式转向器
优点：结构简单、紧凑；壳体由铝合金或镁合金压铸而成，故质量比较小；传动效率高达90%；齿轮齿条之间因磨损出现间隙后，可利用装在齿条背部、靠近小齿轮的压紧力可以调节的弹簧自动消除齿间间隙，在提高系统刚度的同时也可防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；没有转向摇臂和横拉杆，可以增大转向轮转角；制造成本低。
缺点：逆效率高，汽车在不平路面行驶时会出现汽车方向控制难度增加还有可能出现打手现象。
1.1.2循环球式转向器
优点：在螺杆和螺母之间有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，传动效率可达75%-85%；转向器传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条齿扇间间隙调整工作容易进行；适合做整体式动力转向器。
缺点：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。
通过对齿轮齿条式转向器和循环球式转向器的对比，选择采用齿轮齿条式转向器。
1.2齿轮齿条转向器的输入形式及特点
1.2.1 侧面输入，中间输出：与齿条固连的左右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近，由于拉杆长度增加，车轮上下跳动时拉杆摆角减小，有利于减少车轮的上下跳动时转向系与悬架系的运动干涉，拉杆与齿条用螺栓固连在一起，因此，两拉杆与齿条同时向左或向右移动，为此在转向器壳体上开有轴向的长槽，从而降低了他的强度。
1.2.2 采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受到限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。
1.2.3 侧面输入，一端输出的齿轮齿条转向器，常用在平头货车上。
通过对比选择侧面输入，两端输出形式。
中间输入，两端输出(a)；侧面输入，两端输出(b)；侧面输入，中间输出(c)；侧面输入，
一端输出(d)。
1.3齿轮齿条式转向器齿轮齿条形式
如果齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合，则运转平稳性降低，冲击大，
工作噪声增加。此外，齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角，为此因与总体布置不太
适应而遭淘汰。采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合，增加运转平稳性，降低冲击和噪声。
齿条断面有圆形、V 形和Y 形三种。圆形断面制造简单；V 形和Y 形节约材料，质量小而且位于齿条下面的两斜面与齿条托坐接触，可以用来防止齿条绕轴线转动。
1.4齿轮齿条式转向器在汽车上布置形式采用转向器位于前轴后方，后置梯形。 第二章 转向系计算载荷的确定
2.1整车性能参数
前轮最小转弯直径为4.95米 轮距为1290毫米 轴距为2.5m
方向盘圈数为3.5-4圈。
2.2原地转向阻力矩M R 的计算
为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有足够的强度。欲验算转向系零件的强度，需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。
精确地计算出这些力是困难的。为此用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩M R (N·mm)。 车辆满载质量为1620kg,
发动机前置后驱前轴轴负荷率为45%。
N
2.7144%458.916201G =??=
表1 原地转向阻力矩M R 的计算
2.3转向盘手力F h 的计算
转向器角传动比iw 的计算
（1）sin α=错误！未找到引用源。 式中：
L ：汽车轴距，2500mm
∴?=33.30α （2）tan cos L
R B
βα=?-
式中：
L ：汽车轴距，2500mm
R ：汽车最小转弯半径，4950mm B ：前轮轮距，1290mm
∴?=97.39β。
（3）角传动比w
w k
i ωω= 式中：
ωw ：转向盘转角（速度），3.5×360。 ωk ：转向轮转角（速度）。3.70=+βα
∴ 9.17=w i 轻型车一般取15-23 因此取整18
表2 转向盘手力F h 的计算
对给定的汽车，用上式计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。
2.4转向横拉杆直径的计算
设计 轮辋直径LW R = 13in=13×25.4=330.2mm
梯形臂长度2L =LW R ×0.8/2= 330.2×0.8/2=132.08mm,取2L =132mm [σ]:材料许用应力216Mpa
表3转向横拉杆直径的计算
2.5主动齿轮轴的计算
初步估算主动齿轮轴的直径： [τ]：材料许用切应力，140Mpa 转向盘扭力矩h M 的计算：
115.15380
21878.522
h sw h F D M N mm ?=
==?
第三章 转向器齿轮和齿条的设计
3.1齿轮轴的尺寸设计
齿轮是一只切有齿形的轴。它安装在转向器壳体上并使其齿与齿条上的齿相啮合。齿轮齿条上的齿可以是直齿也可以是斜齿。齿轮轴上端与转向柱内的转向轴相连。因此，转向盘的旋转使齿条横向移动以操纵前轮。齿轮轴由安装在转向器壳体上的球轴承支承。
主动小齿轮选用16MnCr5或15CrNi6材料制造，而齿条常采用45钢制造。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。
斜齿的弯曲增加了一对啮合齿轮参与啮合的齿数。相对直齿而言，斜齿的运转趋于平稳，并能传递更大的动力。 齿轮轴总长L ：
设计总长130mm+ 螺旋角β：
齿轮螺旋角取值范围915??-，因此取12?，螺旋方向右旋。 齿数1Z ：主动小齿轮齿数多数在5～7个齿范围变化，取7. 法向模数1Mn ：
齿轮模数取值范围多在2～3mm 之间，取3. 压力角α取20?. 因此，基圆直径
b
d ，
α
αcos cos ??=?=z m d d b ，故
73
.1920cos 73=???=b d ， 取
b
d 20mm
分度圆直径1d , 根据βcos mz
1=d ，代数
得1d =21mm 齿顶圆直径
1
a d ,
n
a m d d 211+=，代数得27mm 齿根圆直径
1
f d ,代数得
5
.1335.2211=?-=f d mm
齿轮宽1B =b2+10=40mm ，即1B =40mm
3.2齿条的尺寸设计
齿条是在金属壳体内来回滑动的，加工有齿形的金属条。转向器壳体是安装在前横梁或前围板的固定位置上的。齿条代替梯形转向杆系的摇杆和转向摇臂，并保证转向横拉杆在适当的高度以使他们与悬架下摆臂平行。齿条可以比作是梯形转向杆系的转向直拉杆。导向座将齿条支持在转向器壳体上。齿条的横向运动拉动或推动转向横拉杆，使前轮转向。
齿条总长L ：
根据汽车轮距1290mm ，设计齿条总长760mm 齿条直径d ： 设计为28mm 齿条模数2Mn ：
齿轮齿条式转向器的齿轮多数采用斜齿圆柱齿轮，齿条模数应与齿轮模数相等，23Mn = 齿条齿数2Z ：
齿条行程，设计195mm
根据齿条齿距P=22cos n m πα算出齿数。 取整齿条齿数为29，螺旋角为12
第四章 转向横拉杆及其端部设计
转向横拉杆与梯形转向杆系的相似。球头销通过螺纹与齿条连接。当这些球头销依制造厂的规范拧紧时，在球头销上就作用了一个预载荷。防尘套夹在转向器两侧的壳体和转向横拉杆上，这些防尘套阻止杂物进入球销及齿条中。
转向横拉杆端部与外端用螺纹联接。这些端部与梯形转向杆系的相似。侧面螺母将横拉杆外端与横拉杆锁紧（见图3.3-2）。
注：转向反馈是由前轮遇到不平路面而引起的转向盘的运动。
图3.3-2 转向横拉杆外接头
1- 横拉杆 2-锁紧螺母3-外接头壳体 4-球头销 5-六角开槽螺母 6-球碗 7-端盖 8-梯形臂 9-开口销
4.1转向横拉杆及接头的尺寸设计
表5转向横拉杆及接头的尺寸设计参数
第五章间隙调整装置设计及转向器的安装
一个齿条导向座安装在齿条光滑的一面。齿条导向座1和与壳体螺纹连接的调节螺塞3之间连有一个弹簧2。此调节螺塞由锁紧螺母固定4。齿条导向座的调节使齿轮、齿条间有一定预紧力，此预紧力会影响转向冲击、噪声及反馈（见图3.3-3）。
图3.3-3 齿条间隙调整装置
5.1齿条调整装置的尺寸设计
表6齿条调整装置的尺寸设计参数
5.2 转向传动比
当转向盘从锁点向锁点转动，每只前轮大约从其正前方开始转动30°，因而前轮从左到右总共转动大约60°。若传动比是1:1，转向盘旋转1°，前轮将转向1°，转向盘向任一方向转动30°将使前轮从锁点转向锁点。这种传动比过于小，因为转向盘最轻微的运动将会使车辆突然改变方向。转向角传动比必须使前轮转动同样角度时需要更大的转向盘转角。
15:1的传动比较为合理。在这样的传动比下，转向盘每转动15°，前轮转向1°。为了计算传动比，可将锁点到锁点过程中转向盘转角的度数除以此时转向轮转角的度数。
5.3 齿轮齿条转向器的安装
齿轮齿条式转向器可安在前横梁上或发动机后部的前围板上（见图3.3-4）。橡胶隔振套包在转向器外，并固定在横梁上或前围板上。齿轮齿条转向器的正确安装高度，使转向横拉杆和悬架下摆臂可平行安置。齿轮齿条式转向系统中磨擦点的数目减少了，因此这种系统轻便紧凑。大多数承载式车身的前轮驱动汽车用齿轮齿条式转向机构。由于齿条直接连着梯形臂，这种转向机构可提供好的路感。
在转向器与支承托架之间装有大的橡胶隔振垫，这些衬垫有助于减少路面的噪声、振动从转向器传到底盘和客舱。齿轮齿条转向器装在前横梁上或前围板上。转向器的正确安装对保证转向横拉杆与悬架下摆臂的平行关系有重要作用。为保持转向器处在正确的位置，在转向器安装的位置处，前围板有所加固。
图3.3-4 转向器的安装位置
第六章齿轮轴和齿条的强度校核
6.1齿轮齿条的校核
第一章引言 .................................. 错误!未定义书签。 1.1汽车转向装置的设计趋势 ................................................................ 错误!未定义书签。 1.2汽车转向装置的发展趋势 ................................................................ 错误!未定义书签。第二章齿轮齿条转向器设计方案选择 (1) 第三章传动比的计算 (4) 3.1 汽车方向盘（转向盘） (4) 3.1 转向阻力矩 (4) 3.3角传动比与力传动比 (4) 第四章齿轮设计 (6) 4.1 齿轮参数的选择[8] (6) 4.2 齿轮几何尺寸确定[2] (6) 4.3 齿根弯曲疲劳强度计算[11] (7) 4.3.1齿轮精度等级、材料及参数的选择 (7) 4.3.2齿轮的齿根弯曲强度设计。 (7) 4.3.3齿面接触疲劳强度校核 (8) 第五章齿条的设计 (9) 5.1齿条的设计[6] (9) 第六章齿轮轴的设计[4] (10) 第七章其他零件的选择[6] (11) 设计工作总结 ................................. 错误!未定义书签。参考文献............................................................................... 错误!未定义书签。致谢 ...................................................................... 错误!未定义书签。
3.3齿轮齿条式转向器的设计与计算 3.3.1 转向系计算载荷的确定 为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有足够的强度。欲验算转向系零件的强度， 需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎 气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎 变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。 精确地计算出这些力是困难的。为此用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混 凝土路面上的原地转向阻力矩M(N?mm)。 R 表3-1 原地转向阻力矩M的计算 R 设计计算和说明计算结果 33Gf0.710902.51f=0.7 M,,,627826.2N,mm R3p30.179 G=10902.5N 1式中 f——轮胎和路面间的滑动摩擦因数; p=0.179 MPaG——转向轴负荷，单位为N; 1 M=627826.2 N,mmRP——轮胎气压，单位为。 MPa 作用在转向盘上的手力F为: h 表3-2 转向盘手力F的计算 h 设计计算和说明计算结果 22，627826.2LM1R F,,,290.7Nh,，320，15，90%iLD2SWW M=627826.2 N,mmL式中——转向摇臂长, 单位为mm; R1 D=400mm M——原地转向阻力矩, 单位为N?mm SWR
iw=15 L——转向节臂长, 单位为mm; 2 =90% ,，D——为转向盘直径,单位为mm; SW F=290.7N Iw——转向器角传动比; h ,——转向器正效率。 + LL因齿轮齿条式转向传动机构无转向摇臂和转向节臂，故、不12 代入数值。 对给定的汽车，用上式计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。 L: 梯形臂长度的计算2 表3-3 梯形臂长度L的计算 2 设计计算和说明计算结果 R轮辋直径= 16in=16×25.4=406.4mm LW RLL梯形臂长度=×0.8/2= 406.4×0.8/2 =160mm LW22 L=162.6mm,取=160mm 2 轮胎直径的计算R: T 表3-4 轮胎直径R的计算 T 设计计算和说明计算结果 R,R，0.55，205=406.4+0.55×205=518.75mm TLWR=520mm TR 取=520mm T 转向横拉杆直径的确定: 表3-5 转向横拉杆直径的计算 设计计算和说明计算结果 44，627.83MR,3d,,，m,4.811mm 10,,,a[]0.16，，216d=15mm 取 minL[,],216MPa;M,627.83N,m=; a2R 初步估算主动齿轮轴的直径:
汽车齿轮齿条式转向器 设计分解 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
汽车设计课程设计说明书题目：汽车齿轮齿条式转向器设计(3) 系别：机电工程系 专业：车辆工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期： 2012年7月 汽车齿轮齿条式转向器设计
摘要 根据对齿轮齿条式转向器的研究以及资料的查阅，着重阐述了齿轮齿条式转向器类型选择，不同类型齿轮齿条式转向器的优缺点，和各种类型齿轮齿条式转向器应用状况。根据原有数据首先分析转向器的特点，确定总体的结构方案，并确定转向器的计算载荷以及转向器的主要参数，然后确定齿轮齿条的形式，接着对齿轮模数的选择确定，主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定，通过确定转向器的线传动比计算其力传动比以及齿轮齿条的结构参数，在以上的基础上选择主动齿轮、齿条的材料，受力分析，及对齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。修正齿轮齿条式转向器中不合理的数据。通过对齿轮齿条式转向器的设计，选取出相关的零件如：螺钉、轴承等，并在说明书中画出相关零件的零件图。通过说明书并画出齿轮齿条式转向器的零件图2张、装配图1张。 关键词：齿轮齿条，转向器，设计计算 目录
序言........................................................................................错误!未定义书签。 1.汽车转向装置的发展趋势 .....................................................错误!未定义书签。 2.课程设计目的........................................................................错误!未定义书签。 3.转向系统的设计要求 ............................................................错误!未定义书签。 4.齿轮齿条式转向器方案分析 .................................................错误!未定义书签。 5.确定齿轮齿条转向器的形式 .................................................错误!未定义书签。 6.齿轮齿条式转向器的设计步骤..............................................错误!未定义书签。 已知设计参数........................................................................ 错误!未定义书签。 齿轮模数的确定、主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定........................................................................................ 错误!未定义书签。 确定线传动比、转向器的转向比........................................ 错误!未定义书签。 小齿轮的设计........................................................................ 错误!未定义书签。 小齿轮的强度校核................................................................ 错误!未定义书签。 齿条的设计............................................................................ 错误!未定义书签。 齿条的强度计算.................................................................... 错误!未定义书签。 主动齿轮、齿条的材料选择................................................ 错误!未定义书签。 7.总结 ......................................................................................错误!未定义书签。参考文献..................................................................................错误!未定义书签。致谢........................................................................................错误!未定义书签。
前言 毕业设计是在我们学完了大学的全部课程之后进行的。这是对我们大学知识和技能的一次综合检验，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为自己今后参加工作和进一步深入学习打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。
1零件的作用 题目所给定的零件是CBF-E32型外啮合式齿轮泵的主动齿轮轴和从动齿轮轴。它位于泵的壳体内部两啮合齿轮把吸入腔和排出腔隔开形成两个密封容积齿轮转动时,吸入腔侧轮齿相互脱开处的齿间容积逐渐增大,压力降低,液体在压差作用下进入齿间。随着齿轮的转动,一个个齿间的液体被带至排出腔。这时排出腔侧轮齿啮合处的齿间容积逐渐缩小,而将液体排出。 2绘制零件图 通过对零件作用的分析，对零件主动齿轮轴和从动齿轮轴进行测绘，并查阅有关标准将测绘结果绘制成零件图(查<<机械工人切削手册>>表2-2、2-29)。 3零件的工艺分析 3.1主动齿轮轴的技术要求 1）左端Ф20mm台阶： 左端台阶直径为Ф20mm，公差等级IT7(查<<机械工人切削手册>>表2-2)，表面粗糙度值Ra1.6(查<<机械工人切削手册>>表2-29)，形位公差要求：当被测要素围绕公共基准线A－B旋转一周时，在任一测量平面内的
径向圆跳动量均不得大于0.015mm(查<<机械工人切削手册>>表2-14 GB/T1182-1996)。 2）左端中间台阶： 直径Ф23mm，公差等级IT5(查<<机械工人切削手册>>表2-2)，表面粗糙度值Ra0.2(查<<机械工人切削手册>>表2-29)。 3）齿轮直径方向： 齿轮直径方向直径为Ф48mm，公差等级IT6(查<<机械工人切削手册>>表2-2)，表面粗糙度值Ra0.8(查<<机械工人切削手册>>表2-29)，形位公差要求：当被测要素围绕公共基准线A－B旋转一周时，在任一测量平面内的径向圆跳动量均不得大于0.008mm(查<<机械工人切削手册>>表2-14GB/T1182-1996)。 4）齿轮： 齿轮精度为7FJ，齿轮表面粗糙度值Ra1.6，公法线长度及公差19.856 mm ～19.928mm,齿圈径向跳动公差0.063mm，周节极限偏差±0.018mm，基节极限偏差±0.016mm，齿向公差0.011mm，公法线变动公差0.028mm(查<<机械工人切削手册>>表4-57 GB/T10095.1)。 5）齿轮两侧面： 齿轮两侧面尺寸为31.5mm，公差等级IT6(查<<机械工人切削手册>>表2-2)，表面粗糙度值Ra0.4(查<<机械工人切削手册>>表2-29)，形位公差要求：当被测要素围绕公共基准线A－B旋转一周时，在任一测量平面内的径向圆跳动量均不得大于0.005mm。平面度要求被测表面必须位于距离为公差值为0.005mm的两平行平面内(查<<机械工人切削手册>>表2-14
目录 一、设计方案选择 (5) 二、设计计算过程 (5) 1、转向轮侧偏角计算 (5) 2、转向器参数选取 (6) 3、选择齿轮齿条材料 (7) 4、强度校核 (7) 5、齿轮齿条的基本参数 (8) 三、齿轮轴的结构设计 (8) 四、轴承的选择 (8) 五、转向器的润滑方式和密封类型的选择 (8) 六、参考资料 (9) 七、设计总结 (10)
汽车设计课程设计说明书 一、设计方案选择： 1、转向器类型的选择： 机械式转向器主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等，其中广泛应用的是齿轮齿条式和循环球式。 齿轮齿条式转向器○1 优点：结构简单、紧凑；壳体由铝合金或镁合金压铸而成，故质量比较小；传动效率高达90%；齿轮齿条之间因磨损出现间隙后，可利用装在齿条背部、靠近小齿轮的压紧力可以调节的弹簧自动消除齿间间隙，在提高系统刚度的同时也可防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；没有转向摇臂和横拉杆，可以增大转向轮转角；制造成本低。 缺点：逆效率高，汽车在不平路面行使时会出现汽车方向控制难度增加还有可能出现打手现象。 循环球式转向器○2 优点：在螺杆和螺母之间有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，传动效率可达75%-85%；转向器传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条齿扇间间隙调整工作容易进行；适合做整体式动力转向器。 缺点：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。 通过对齿轮齿条式转向器和循环球式转向器的对比，选择采用齿轮齿条式转向器。 2、齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择： 考滤到原车采用的是循环球式转向器，故采用如图所示的布置形式。 同时考虑到原车是发动机前置后驱故采用如图所示的侧面输入两端输出的结构形式。 二、设计计算过程 1、转向轮侧偏角计算
" 汽车设计课程设计说明书 题目：汽车齿轮齿条式转向器设计(3) - 系别：机电工程系 专业：车辆工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 、 日期： 2012年7月
汽车齿轮齿条式转向器设计 摘要 根据对齿轮齿条式转向器的研究以及资料的查阅，着重阐述了齿轮齿条式转向器类型选择，不同类型齿轮齿条式转向器的优缺点，和各种类型齿轮齿条式转向器应用状况。根据原有数据首先分析转向器的特点，确定总体的结构方案，并确定转向器的计算载荷以及转向器的主要参数，然后确定齿轮齿条的形式，接着对齿轮模数的选择确定，主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定，通过确定转向器的线传动比计算其力传动比以及齿轮齿条的结构参数，在以上的基础上选择主动齿轮、齿条的材料，受力分析，及对齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。修正齿轮齿条式转向器中不合理的数据。通过对齿轮齿条式转向器的设计，选取出相关的零件如：螺钉、轴承等，并在说明书中画出相关零件的零件图。通过说明书并画出齿轮齿条式转向器的零件图2张、装配图1张。 关键词：齿轮齿条，转向器，设计计算 ^ 。
` 目录 序言............................................. 错误!未定义书签。 1.汽车转向装置的发展趋势........................... 错误!未定义书签。 2.课程设计目的..................................... 错误!未定义书签。 3.转向系统的设计要求............................... 错误!未定义书签。 4.齿轮齿条式转向器方案分析......................... 错误!未定义书签。… 5.确定齿轮齿条转向器的形式......................... 错误!未定义书签。 6.齿轮齿条式转向器的设计步骤....................... 错误!未定义书签。 已知设计参数.................................... 错误!未定义书签。 齿轮模数的确定、主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定.............................................. 错误!未定义书签。 确定线传动比、转向器的转向比.................... 错误!未定义书签。 小齿轮的设计.................................... 错误!未定义书签。 小齿轮的强度校核................................ 错误!未定义书签。 齿条的设计...................................... 错误!未定义书签。 ~ 齿条的强度计算.................................. 错误!未定义书签。 主动齿轮、齿条的材料选择........................ 错误!未定义书签。 7.总结............................................. 错误!未定义书签。参考文献........................................... 错误!未定义书签。致谢............................................. 错误!未定义书签。 $
汽车设计课程设计说明书 题目：重型载货汽车转向器设计 姓名：席昌钱 学号：5 同组者：严炳炎、孔祥生、余鹏、李朋超、郑大伟专业班级：09车辆工程2班 指导教师：王丰元、邹旭东
设计任务书 目录 1.转向系分析 (4) 2.机械式转向器方案分析 (8) 3.转向系主要性能参数 (9) 4.转向器设计计算 (14) 5.动力转向机构设计 (16) 6.转向梯形优化设计 (22) 7.结论 (24) 8.参考文献 (25)
1转向系设计 基本要求 1.汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。 2.操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N。 3.转向系的角传动比在23~32之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上。 4.转向灵敏。 5.转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构。 6.转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。 基本参数 1.整车尺寸： 11976mm*2395mm*3750mm。 2.轴数/轴距 4/（1950+4550+1350）mm 3.整备质量 12000kg 4.轮胎气压 2.转向系分析 对转向系的要求[3] (1) 保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便; (2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑; (3) 传给转向盘的反冲要尽可能的小; (4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态; (5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员. 转向操纵机构 转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装转向万向节，如图2-1。采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。
浙江科技学院 本科毕业设计 (2013届) 题目螺旋输送机驱动轴设计及制造学院机械与汽车工程学院 专业材料成型与控制工程 班级材料092 学号109012050 学生姓名杨鹏飞 指导教师奚基学 完成日期2013年5 月14 号
螺旋输送机驱动轴设计及制造 学生姓名：杨鹏飞指导教师：奚基学 浙江科技学院机械学院 摘要 随着工业生产的发展，螺旋输送机的应用越来越广泛，但由于具体工作环境的不同，技术参数的不同，对螺旋输送机的一些组成设备要求也不一样。本文通过对螺旋输送机的结构，发展历程的分析，然后就对螺旋输送机性能影响较大的部分，即驱动轴作了详细的设计说明，并对轴的加工工艺做了分析。最终设计出了一种主要用于输螺旋输送机驱动端的驱动轴 关键词：螺旋输送机驱动轴加工工艺
浙江科技学院毕业设计 II II
Design of Screw Conveyor Live Axle and Product Student: Yang Pengfei Advisor: Dr. Xi Jixue School of Mechanical and Automotive Engineering Zhejiang University of Science and Technology Abstract With the development of the industry, the flexible screw conveyors are used more and more widespread, but because the concrete working conditions are different, so the leak-proof requests of spiral conveyer are different too. Through different plan contrast, This article has chosen one kind of perfect plan considering the efficiency, structure compact and the usable angle embarked. Then explaned two major parts- the reducting gear and the screw shaft detailedly that h ave large affects on the flexible screw conveyer’ performance,and has given the brief explanation to the flexible screw conveyer’s seal and lubrication. At last ,a high quality flexible screw conveyor was desiganed out,which is primarily used to transport the cement, seal completely , work safely, have high efficiency and long work life, and can proceeds the cement during the course of transporting. Key words: Screw Conveyor Live Axle Processing technic
齿轮齿条式转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。与其它形式转向器比较，齿轮齿条式转向器最主要的优点是：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90％；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙后，利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧，可自动消除齿间间隙，如图7—1所示，这不仅可以提高转向系统的刚度，还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用的体积小；没有转向摇臂和直拉杆，所以转向轮转角可以增大；制造成本低。 齿轮齿条式转向器的主要缺点是： 因逆效率高(60％～70％)，汽车在不平路面上行驶时，发生在转向轮与路面之间的冲击力，大部分能传至转向盘，称之为反冲。反冲现象会使驾驶员精神紧张，并难以准确控制汽车行驶方向，转向盘突然转动又会造成打手，对驾驶员造成伤害。 根据输入齿轮位置和输出特点不同，齿轮齿条式转向器有四种形式：中间输入，两端输出(图7—2a)；侧面输入，两端输出(图7—2b)；侧面输入，中间输出(图7—2c)；侧面输入，一端输出(图7—2d)。
采用侧面输入、中间输出方案时，由图7—3可见，与齿条固连的左、右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近。由于拉杆长度增加，车轮上、下跳动时拉杆摆角减小，有利于减少车轮上、下跳动时转向系与悬架系的运动干涉。拉杆与齿条用螺栓固定联接(图7—3)，因此，两拉杆与齿条同时向左或右移动，为此在转向器壳体上开有轴向方向的长槽，从而降低了它的强度。 采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受到限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。 侧面输入、一端输出的齿轮齿条式转向器，常用在乎头微型货车上。 如果齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合，则运转平稳性降低，冲击大，工作噪声增加。此外，齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角，为此因与总体布置不适应而遭淘汰。采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条式转向器，重合度增加，运转平稳，冲击与工作噪声均下降，而且齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角易于满足总体设计的要求。 齿条断面形状有圆形(图7—1)、V形(图7—4)和Y形(图7—5)三种。圆形断面齿条制作工艺比较简单。V形和Y形断面齿条与圆形断面比较，消耗的材料少，约节省20％，故质量小；位于齿下面的两斜面与齿条托座接触，可用来防止齿条绕轴线转动；Y形断面齿条的齿宽可
5.2转向器的结构型式选择及其设计计算 根据所采用的转向传动副的不同，转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其结构形式的选择，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定，并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿命、制造工艺等。中、小型轿车以及前轴负荷小于1.2t 的客车、货车，多采用齿轮齿条式转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾广泛用在轻型和中型汽车上，例如：当前轴轴荷不大于2.5t 且无动力转向和不大于4t 带动力转向的汽车均可选用这种结构型式。循环球式转向器则是当前广泛使用的一种结构，高级轿车和轻型及以上的客车、货车均多采用。轿车、客车多行驶于好路面上，可以选用正效率高、可逆程度大些的转向器。矿山、工地用汽车和越野汽车，经常在坏路或在无路地带行驶，推荐选用极限可逆式转向器，但当系统中装有液力式动力转向或在转向横拉杆上装有减振器时，则可采用正、逆效率均高的转向器，因为路面的冲击可由液体或减振器吸收，转向盘不会产生“打手”现象。 关于转向器角传动比对使用条件的适应性问题，也是选择转向器时应考虑的一个方面。对于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说，转向的轻便性不成问题，而主要应考虑汽车高速直线行驶的稳定性和减小转向盘的总圈数以提高汽车的转向灵敏性。因为高速行驶时，很小的前轮转角也会导致产生较大的横向加速度使轮胎发生侧滑。这时应选用转向盘处于中间位置时角传动比较大而左、右两端角传动比较小的转向器。对于前轴负荷较大且未装动力转向的汽车来说，为了避免“转向沉重”，则应选择具有两端的角传动比较大、中间较小的角传动比变化特性的转向器。 下面分别介绍几种常见的转向器。 5.2.1循环球式转向器 循环球式转向器又有两种结构型式，即常见的循环球-齿条齿扇式和另一种即循环球-曲柄销式。它们各有两个传动副，前者为：螺杆、钢球和螺母传动副以及落幕上的齿条和摇臂轴上的齿扇传动副；后者为螺杆、钢球和螺母传动副以及螺母上的销座与摇臂轴的锥销或球销传动副。两种结构的调整间隙方法均是利用调整螺栓移动摇臂轴来进行调整。 循环球式转向器的传动效率高、工作平稳、可靠，螺杆及螺母上的螺旋槽经渗碳、淬火及磨削加工，耐磨性好、寿命长。齿扇与齿条啮合间隙的调整方便易行，这种结构与液力式动力转向液压装置的匹配布置也极为方便。 5.2.1.1循环球式转向器的角传动比w i 由循环球式转向器的结构关系可知：当转向盘转动?角时，转向螺母及其齿条的移动量应为 t s )360/(?= （5－21） 式中t ——螺杆或螺母的螺距。 这时，齿扇转过β角。设齿扇的啮合半径w r ，则β角所对应的啮合圆弧长应等于s ，即 s r w =?πβ2)360/( （5－22） 由以上两式可求得循环球式转向器的角传动比w i 为
毕业设计任务书 系机械制造与自动化专业班姓名： 学号： 题目：刮板运输机减速机齿轮轴的机械加工工艺与工装设计 （年生产1000件、备品率3%、废品率0.5%） 任务下达日期： 2014 年 1 月 7 日 任务完成日期： 2014 年 6 月 6 日 主要内容与目标： 一、设计题目：刮板运输机减速器齿轮轴的机械加工工艺与工装设计 二、主要内容： （一）明确生产类型，熟悉零件及各种资料，对零件进行工艺分析； （二）绘制零件图。 （三）确定毛坯的制造形式，尺寸公差与加工余量； 1.毛坯种类 2.铸件或锻件制造方法的选择 3.铸件或锻件的尺寸公差与加工余量（四）拟订机械加工工艺路线 1.定位基准的选择 2.加工方法的确定 3.加工顺序的安排 4.热处理、检验及其他工序的安排（据上述步骤1-4确定二套加工工艺路线，并进行比较，选择其中一套作为本零件的加工工艺）。 （五）确定满足各工序要求的工艺装备（机床、刀具、夹具、量具）对需要改装或重新设计的专用工艺装备应提出具体的设计要求。 （六）确定各工序的加工余量、计算工序尺寸和公差 （七）确定切削用量 （八）填写工艺文件 （九）提交文件 1.产品零件图 1张 2.产品毛坯图1张 3.机械加工工艺过程卡片1份 4.机械加工工序卡片1份 5.夹具设计装配总图* 1张 6.毕业设计说明书 1份 三、目标 通过零件的加工工艺设计，让学生熟悉零件工艺设计过程，初步掌握设计方法和步骤，为学生毕业后能胜任工作打下基础。 指导教师（签字）：年月日 学生（签字）：年月日
系机械制造与自动化专业班姓名： 学号： 题目：刮板运输机减速机齿轮轴的机械加工工艺与工装设计 （年生产1000件、备品率3%、废品率0.5%）审阅意见： 审阅成绩： 指导教师（签字）：年月日
齿轮齿条式汽车转向器设计第1页共20页 齿轮齿条式汽车转向器设计 作者储指导老师：陈迎春 （安徽农业大学工学院07级机制专业合肥230036） 摘要：汽车转向器是转向系的减速传动装置，是将司机对转向盘的转动变为转向摇臂的摆动（或齿条沿转向车轴轴向的移动），并按一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。也是决定汽车主动安全性的关键总成，它的质量优劣直接影响着汽车的操纵稳定性。现代社会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，齿轮齿条式转向器是由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与横向拉杆做成一体的齿条组成，其具有结构简单紧凑、质量轻、刚性大、转向灵敏、成本低制造容易、正逆效率都高以及便于布置等诸多优点被应用于各级各类的汽车上。本文主要研究汽车转向器的组成分类、数据确定以及齿轮齿条式转向器的设计过程。 关键词：汽车转向器操作稳定性传动 1绪论 汽车在行驶过程中，需按驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所为汽车转向。就轮式汽车而言，实现汽车转向的方法是驾驶员通过一套专设的机构，是汽车转向桥上的车轮相对于汽车中轴线偏转一定角度，在汽车直线行驶时，转向轮往往也会受到路面侧向干扰力的作用，自动偏转而改变行驶方向，驾驶员也可以利用这套机构式转向轮向相反的方向偏转，从而使汽车恢复原来的行驶方向。这一套用来改变或恢复汽车行驶方向的专设机构，成为汽车转向系。因此，汽车转向系统的功用就是保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶。 齿轮齿条式转向器主要是由齿轮和齿条相啮合而实现传动的，齿轮齿条式转向器。它是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。所以，这是一种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。另外还有一些其他的辅件，如下图所示就是齿轮齿条式转向器的基本原理图
汽车设计课程设计说明书题目：汽车齿轮齿条式转向器设计(3) 系别：机电工程系 专业：车辆工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期：2012年7月 汽车齿轮齿条式转向器设计
摘要 根据对齿轮齿条式转向器的研究以及资料的查阅，着重阐述了齿轮齿条式转向器类型选择，不同类型齿轮齿条式转向器的优缺点，和各种类型齿轮齿条式转向器应用状况。根据原有数据首先分析转向器的特点，确定总体的结构方案，并确定转向器的计算载荷以及转向器的主要参数，然后确定齿轮齿条的形式，接着对齿轮模数的选择确定，主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角的确定，通过确定转向器的线传动比计算其力传动比以及齿轮齿条的结构参数，在以上的基础上选择主动齿轮、齿条的材料，受力分析，及对齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。修正齿轮齿条式转向器中不合理的数据。通过对齿轮齿条式转向器的设计，选取出相关的零件如：螺钉、轴承等，并在说明书中画出相关零件的零件图。通过说明书并画出齿轮齿条式转向器的零件图2张、装配图1张。 关键词：齿轮齿条，转向器，设计计算 目录
序言 (1) 1.汽车转向装置的发展趋势 (2) 2.课程设计目的 (4) 3.转向系统的设计要求 (5) 4.齿轮齿条式转向器方案分析 (7) 5.确定齿轮齿条转向器的形式 (8) 6.齿轮齿条式转向器的设计步骤 (11) 6.1已知设计参数 (11) 6.2齿轮模数的确定、主动小齿轮齿数的确定、压力角的确定、齿轮螺旋角 的确定 (12) 6.3确定线传动比、转向器的转向比 (12) 6.4小齿轮的设计 (14) 6.5小齿轮的强度校核 (16) 6.6齿条的设计 (18) 6.7齿条的强度计算 (19) 6.8主动齿轮、齿条的材料选择 (22) 7.总结 (23) 参考文献 ........................................................................................错误!未定义书签。致谢.. (25)
第一节概述 转向系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，保证各转向轮之间有协调的转角关系。 机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向传动机构使转向轮偏转。有些汽车还装有防伤机构和转向减振器。采用动力转向的汽车还装有动力系统，并借助此系统来减轻驾驶员的手力。 对转向系提出的要求有： 1)汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转，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条件下，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，转向轮不得产生自振，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，具有迅速和小转弯行驶能力。 6)操纵轻便。 7)转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反冲力要尽可能小。 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变形而共同后移时，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。 正确设计转向梯形机构，可以使第一项要求得到保证。转向系中设置有转向减振器时，能够防止转向轮产生自振，同时又能使传到转向盘上的反冲力明显降低。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。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。没有装置动力转向的轿车，在行驶中转向，此力应为50—100N；有动力转向时，此力在20—50N。当货车从直线行驶状态，以10km ／h速度在柏油或水泥的水平路段上转入沿半径为12m的圆周行驶，且路面干燥，若转向系内没有装动力转向器，上述切向力不得超过250N；有动力转向器时，不得超过120N。轿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。·近年来，电动、电控动力转向器已得到较快发展，不久的将来可以转入商品装车使用。电控动力转向可以实现在各种行驶条件下转动转向盘的力都轻便。
常州信息学院 毕业设计 齿轮轴的加工工艺 学生姓名：李文涛 指导教师：高飞 所系与专业机电工程系数控技术 班级数控104 所在学期2010—2013学年 学号1004033446 2013年3 月27 日 摘要 本设计是关于输出齿轮轴加工工艺规程的设计，总体介绍所追踪的典型零件的加工流程,包括毛坯-初检-粗加工-精加工等步骤;所加工零部件的形状、结构、尺寸及重要配合参数，并完成工件的三维造型。数控机床程序编制过程主要包括：
分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。确定零部件的加工方法和步骤，包括使用设备、装夹方法、工装夹具、加工方位、刀具选择、加工参数选择等。 关键词：零件、工艺、数空加工程序 目录 摘要 (1) 前言 (3) 第一章：零件图分析 (4) 1、零件图分析 (4) 2 零件在生活中的作用： (5) 第二章：毛坯的选择 (6) 二（1）设计毛坯图 (6) 二（2）确定毛坯 (6) 第三章加工过程 (8) 三（1）1.刀具选择： (8) （1）2.切削用量的选择 (8) 三（2）齿轮的加工过程 (9) 根据图示数据计算齿轮参数： (9) 三（3）基准的概念和分类 (10) 1. 设计基准 (10) 2. 工艺基准 (10) 3. 定位基准的选择 (11) 4．粗基准的选择 (11) 5．精基准的选择 (11) 三（4）加工工艺路线 (12) 1 加工阶段的划分 (12) 2 各加工阶段的主要任务 (12) 3 加工顺序的安排 (12) 4 数控车床加工与普通车床加工的区别 (13) 5 拟定加工工艺路线方案 (13) 6. 数控编程的过程 (14) （1) 分析零件图纸 (14) （2 )确定工艺过程 (14) （3)数值计算 (14) （4)编写程序单 (15) （5)制备控制介质 (15) （6)程序调试和检验 (15) 7. 程序编制方法 (15) 8. 编制程序 (15) 制作完成效果图 (18)
齿轮齿条转向器讲义 一、齿轮齿条转向器原理 齿轮齿条转向器主要包括机械式齿轮齿条转向器和液压助力式齿轮齿条转向器二种。液压助力式转向器由控制阀、机械式转向器、助力缸三大部分组成。主要应用于乘用车（包括小轿车、农用车、皮卡、小型SUV），今后有被电动转向器（EPS）取代的趋势。 乘用车转向器系统如下：
整个转向系统包括方向盘、油泵、油箱、动力转向器、油管。其液压回路图如下： 液压助力转向器由控制阀（类似于M型机能三位四通换向阀）、机械式转向器（类似于齿轮齿条装置）、助力缸（类似于双作用油缸）三大部分组成。如下图：
其原理是：方向盘带动转阀左转、右转或保持在中间位置，对应于助力缸的动作则是：助力缸左腔进油，右腔回油；助力缸右腔进油，左腔回油；左右腔压力一致这三种状态，双作用油缸活塞杆通过连杆装置分别驱动汽车左右驱动轮转向。 见下图：
二、液压助力齿轮齿条转向器密封组成 除防尘圈、O型圈等常规密封之外，液压助力齿轮齿条转向器的主要密封包括输入轴密封、转阀密封、活塞封、输出轴密封。如下图： 1.输入轴密封： 形式为低压骨架油封。主要功能是防尘以及防止泄漏油外溢，最高耐压：2MPa，每个转向器输入轴用一道密封。
2.转阀密封： 类似于液压用的轴用旋转格莱圈，每个转向器用四道，用于分隔P、T、A、B油腔，如果失效会导致转向卡阻，下面图片显示的是12MPa和13MPa的阀密封。 3.助力缸活塞封： 类似于液压用的孔用格莱圈，每个转向器用一道，如果失效会导致转向无力。 4.输出端齿条轴密封： 形式为高压骨架油封，类似于油缸杆密封，输出轴直线运动，密封最高耐压8MPa，每个转向器用两道，左右输出各用一只。
转向器的结构型式选择及其设计计算 根据所采用的转向传动副的不同，转向器的结构型式有多种。常见的有齿轮齿条式、循环球式、球面蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等。 对转向其结构形式的选择，主要是根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等来决定，并要考虑其效率特性、角传动比变化特性等对使用条件的适应性以及转向器的其他性能、寿命、制造工艺等。中、小型轿车以及前轴负荷小于的客车、货车，多采用齿轮齿条式转向器。球面蜗杆滚轮式转向器曾广泛用在轻型和中型汽车上，例如：当前轴轴荷不大于且无动力转向和不大于4t带动力转向的汽车均可选用这种结构型式。循环球式转向器则是当前广泛使用的一种结构，高级轿车和轻型及以上的客车、货车均多采用。轿车、客车多行驶于好路面上，可以选用正效率高、可逆程度大些的转向器。矿山、工地用汽车和越野汽车，经常在坏路或在无路地带行驶，推荐选用极限可逆式转向器，但当系统中装有液力式动力转向或在转向横拉杆上装有减振器时，则可采用正、逆效率均高的转向器，因为路面的冲击可由液体或减振器吸收，转向盘不会产生“打手”现象。 关于转向器角传动比对使用条件的适应性问题，也是选择转向器时应考虑的一个方面。对于前轴负荷不大的或装有动力转向的汽车来说，转向的轻便性不成问题，而主要应考虑汽车高速直线行驶的稳定性和减小转向盘的总圈数以提高汽车的转向灵敏性。因为高速行驶时，很小的前轮转角也会导致产生较大的横向加速度使轮胎发生侧滑。这时应选用转向盘处于中间位置时角传动比较大而左、右两端角传动比较小的转向器。对于前轴负荷较大且未装动力转向的汽车来说，为了避免“转向沉重”，则应选择具有两端的角传动比较大、中间较小的角传动比变化特性的转向器。（转向盘转角增量与相应的转向摇臂转角增量之比iω1称为转向器角传动比。） 二、两侧转向轮偏转角之间的理想关系式 汽车转向行驶时，为了避免车轮相对地面滑动而产生附加阻力，减轻轮胎磨损，要求转向系统能保证所有车轮均作纯滚动，即所有车轮轴线的延长线都要相交于一点。 cotα=cotβ+B/L 其中α、β分别是内外侧转向轮的偏转角，B是两侧主销轴线与地面相交点之间的距离；L是汽车轴距。 如果是多轴汽车转向，转向轮转角间的关系与双轴汽车基本相同。