循环球转向器设计

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中最重要的组成部件，对它进行深入的研究便显得意义重大。

循环球式转向器主要由螺杆、螺母、钢球、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，近年来得到广泛使用。

根据现用的国家标准并依据轻型汽车的循环球转向器数据，按照汽车设计的原则设计一款循环球转向器，完成二维图形和零件平面图的绘制，使其能够满足现代轿车的国家标准要求。

关键词: 循环球；转向器；设计；分析AbstractAutomobile is a transport machine with high-performance and variable loads. Steering system is one of the key components for vehicles and need to be understood and grasped. As the most important part of steering system，steering gear need to be studied importantly. Circulating ball-type steering gear contains screw，nut，ball，steering gear housing，etc.It has many Advantages，such as high transmission efficiency，light manipulation，less wear and long service life，so as to be widely used in recent years.According to current national standards and the ball steering vehicle data of BJ2020，a cycle ball steering is designed by the automotive principles，and some three-dimensional graphics and rendering parts of the plan are completed，so as to meet the national standards of Modern utility vehicle.Key words: Circulating ball；Steering gear；Design；Analysis目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 汽车转向器研究的发展及趋势 (1)1.3 各转向器系统的结构和特点 (4)1.3.1 传统机械转向系统 (4)1.3.2 液压助力转向系统 (5)1.3.3 电控液压助力转向系统 (6)1.3.4 电动助力转向系统 (6)1.3.5 线控转向系统 (8)1.4 研究目的及意义 (8)1.5 研究内容和设计方法 (9)2 转向器的设计 (10)2.1 转向系统简介.................................................................. 错误！未定义书签。

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：2020030643148指导教师：胡春平、谭滔日期：2021年7月汽车循环球式转向器设计摘要汽车是一种性能要求高，负荷转变大的运输工具。

转向系统作为汽车的关键部件之一，更需要了解和把握。

转向器作为转向系统的重要组成部件，对它的深切的研究显得意义重大。

循环球式转向器要紧由螺杆、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，利用寿命长，今年来取得普遍的应用。

依照现有的国家标准并依照汽车设计的原那么设计一款循环球转向器，完成装配图和零件图的平面绘制，使其能够知足现代商用车的国家标准要求。

随着汽车工业的进展，汽车转向器也在不断的取得改良，尽管电子转向器已开始应用，但机械式转向器仍然普遍地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采纳。

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普遍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整体概述 (1)1.1 转向器的功用 (1)1.2 转向器的分类 (1)1.3 转向器的概念 (1)1.4 循环球式转向器 (1)1.4.1 循环球式转向器的结构及特点 (1)1.4.2 循环球式转向器的工作原理 (1)1.4.3 循环球式转向器的组成 (2)第二章转向器总成方案分析 (3)2.1 转向器的设计要求 (3)2.2 转向器的总成方案设计 (3)第三章循环球式转向器要紧参数的选择 (6)3.1 钢球中心距D、螺杆外径D1、螺母内径D2 (6)3.2 钢球直径d及数量n (6)3.3 滚道截面 (8)3.4 接触角θ (8)3.5 螺距P和螺线导程角α0 (8)3.6 工作钢球圈数W (9)3.7 导管内径d1 (9)3.8 转向器的效率 (9)转向器的正效率η+ (9)3.8.2 转向器的逆效率η- (10)3.9 转向器各参数的计算 (11)3.10 轴的计算 (12)第四章齿条、齿扇传动副的设计 (13)4.1 齿条、齿扇传动副的原理 (13)4.2 变厚齿扇 (14)4.2.1 变厚齿扇的分析 (14)4.2.2 变厚齿扇齿形的计算 (14)第五章转向器载荷的计算 (17)5.1 转向器计算载荷的确信 (17)5.2 循环球式转向器零件强度计算 (18)5.2.1 钢球与滚道之间的接触应力 (18)5.2.2 齿扇齿的弯曲应力σ (19)w5.2.3 转向摇臂轴直径的确信 (19)第六章总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)汽车循环球式转向器设计第一章转向器整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。

转向系包括转向器和转向传动机构。

转向系的要求；转向器的工作原理：转向器的分类；重点突出循环球式转向器优点缺点；怎么改进缺点，循环球式转向器由螺杆和螺母共同形成的螺旋槽内装钢球构成的传动副，以及螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的传动副组成。

循环球式转向器是汽车转向系中最重要的部件，它的作用是增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。

它由两级传动副构成：第一级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。

在第一级传动副中，螺杆螺母的螺纹并不直接接触，其间装有多个钢球，实现滚动摩擦，可使正效率可达到90%。

因此循环球式转向器是目前国内外机械式和液压动力式汽车转向器应用最广泛的结构型式之一。

转向螺母是循环球式转向器中核心件之一，工作时与钢球接触，发生滚动摩擦，并有由于路面不平传到螺母的冲击。

由此转向螺母的钢球滚道轮廓形状是设计的关键，如果滚道与钢球的接触点不正确，将导致转向器卡死，造成翻车事故。

文中使用SolidWorks软件建立某车型汽车循环球式转向器的组件——转向螺母的精确三维模型，以便为后续的有限元分析、工作过程仿真和建立虚拟样机提供真实精确的三维仿真模型。

1 转向螺母的滚道设计原理转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽，它们的螺旋滚道槽法截面轮廓见图1。

采用双圆弧滚道型面可以保证钢球滚珠和滚道面的“三点接触”，通过第三接触点C的法向反力Nc来和摩擦力fA、fB相平衡，使滚珠在几乎无滑移的情况下即可达到力的平衡，大大减轻其自锁效应。

自锁效应是指在两个摩擦力fA、fB组成力偶的作用下，滚珠向螺母或螺杆滚道侧的滑动现象。

如果滚珠滑动过大，将导致滚珠和接触滚道发生塑性变形，使整个螺旋副传动卡死，造成转向器不能转向，引发交通事故。

采用双圆弧滚道型面的滚珠螺旋副能减小自锁效应的关键是严格控制三者的配合间隙，过大的间隙将使得滚珠必须滑移一个较大的间隙值后才能与滚道的第三点接触，甚至不出现第三点接触。

毕业设计（论文）-1048型循环球转向器设计（全套图纸）本科毕业设计1048型循环球转向器设计全套CAD图纸，加153893706 `XX 大学2010年 6月本科毕业设计1048型循环球转向器设计学院(系):专业: 06汽车1班学生姓名: 学号:指导教师: 答辩日期: 2010-6-20燕山大学理仁学院毕业设计任务书学院:车辆与能源学院系级教学单位:车辆与交通运输工程系学学生专业 06汽车1班号姓名班级1048型循环球转向器设计题目名称1.理工类:工程设计 ( ? );工程技术实验研究型( );题目性质理论研究型( );计算机软件型( );综合型( ) 题2.管理类( );3.外语类( );4.艺术类( ) 目1.毕业设计( ? )2.论文( ) 题目类型科研课题( ) 生产实际( ? )自选题目( ) 题目来源(1)查阅有关循环球转向器的文献，了解循环球转向器的结构、工作原理和特点; 主 (2)完成1048型循环球转向器的方案设计、性能参数设计计算; 要(3)完成1048型循环球转向器的装配图、主要零件图、主要零件的工艺卡片。

内设计条件:前轴负荷(最大):2.06t，最大输出摆角:?41.5? 容(1)完成1048型循环球转向器的方案设计、性能参数设计计算，绘制装配图基与主要零件图，编制主要零件的工艺路线、工艺卡片。

本 (2)图纸工作量不少于A0 3张，设计计算说明书字数不少于2万字。

要 (3)查阅文献(不含教科书)15篇以上，翻译与课题有关的外文资料不少于求 3千汉字。

参 (1)陈家瑞. 汽车构造(下册).北京:机械工业出版社，2007 考 (2)刘惟信. 汽车设计. 北京:清华大学出版社，2001资 (3)王望予. 汽车设计. 北京:机械工业出版社，2004料 (4)最新汽车设计实用手册. 哈尔滨:黑龙江人民出版社，2005(5)机械设计手册编委会. 机械设计手册. 北京:机械工业出版社，2004 周次第1 , 4周第5 ,8 周第9 ,12 周第13,16周第17,18周调查研究，收1048型循环球1048型循环球1048型循环答辩应集资料，翻译转向器的方案转向器结构设球转向器主完外文资料设计、性能参数计、装配图绘要零件图绘成设计计算，主要制制，编制工艺的外购件的选型卡片,整理设内计说明书容指导教师: 系级教学单位审批:职称:教授 2009 年12月 26 日年月日摘要摘要本文首先对我国转向器行业的发展概况进行了阐述，然后根据汽车的类型、前轴负荷、使用条件等对转向器进行了初步选型，并根据转向器的传动效率，角传动比及使用条件参考以往的成功车型对转向器的具体参数和强度进行了详细的计算。

循环球式动力转向器的结构与设计2转向系统及转向器分类简介 1循环球式转向器的结构简介 2循环球式转向器的作用原理3循环球式转向器的输出力矩选择4循环球式转向器的角传动比5循环球式转向器的关键参数 6螺杆、钢珠和螺母传动副的设计7齿条齿扇传动副的设计8循环球式转向器关键件的强度校核9动力转向器试验相关标准10目录3转向系统机械助力电动助力机械液压助力液压助力气压助力电控液压助力线控液压助力4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。

循环球式转向器又有两种结构型式，即常见的循环球一齿条齿扇式和循环球~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螺母上的齿条与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上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。

5A —壳体；B —活塞；C —转向轴-转阀；D —阀套-蜗杆；E —扭力杆；F —摇臂扇齿轴如上图所示，循环球式液压助力转向器主要由壳体、活塞、转向轴-转阀、阀套-蜗杆、扭力杆和摇臂扇齿轴组成，对于带有限压能力和行程限位能力的转向器，还配有安全阀和行程限位阀。

循环球转向器的结构特点：螺杆与齿条活塞为刚球滚动摩擦，故循环球转向器传递效率较高，其效率可达85%~90%，转向轻便，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；但其结构较为复杂，成本也相对较高。

进油回油直线行驶时，高压油从进油口直接流向回油口，无助力，实现直线行驶。

67左转向时，阀芯相对阀套左转，关闭了每个阀芯台肩左侧与阀套槽的间隙，相应阀芯台肩右侧与阀套槽之间的间隙变大。

油泵的来油便从阀套的进油口通过台肩右侧与阀套槽之间的间隙流入油缸下腔，推动活塞上移动，从而就起到了液压助力左转向的目的。

郑州工业应用技术学院本科生毕业设计题目：轿车转向系统设计（循环球式转向器）指导教师：李鑫职称：硕士研究生学生姓名：周琦学号： 1202110109 专业：交通运输院（系）：机电工程学院答辩日期： 2016年6月3日2016年6月3日摘要本文的研究内容是轿车转向系统设计(循环球式转向器)。

轿车转向系统对汽车行驶稳定性和安全性有重要的影响，考虑到循环球式转向器在世界范围内得到广泛的应用和较快的发展。

本文所设计的转向器采用了循环球式转向器。

循环球式转向器具有工作效率较高、使用寿命长、传动比可变、工作可靠、齿条和齿扇之间的间隙调整工作容易进行的优点。

本文从转向系统的类型及发展现状上进行分析，对循环球式转向器进行研究。

了解转向系统结构组成部分及其工作原理，通过文献调查法收集资料，整理文献和所学知识的积累，经过调查实地测量数据，初步制定出转向系设计方案。

然后对循环球式转向器的尺寸参数及性能参数进行选择，初步确定循环球式转向器的尺寸；其次为了满足工作强度的和使用经济性的需要，对主要的构件进行强度校核，确定循环球式转向器的尺寸。

最后再对转向传动机构以及转向操纵机构进行设计，撰写设计说明书，并绘制出装配图和零件图。

关键字：循环球式转向器；转向传动机构；转向操纵机构；转向梯形IABSTRACTThe research content of this article is car steering system design (circulating ball type steering gear). Car steering system has important influence on vehicle driving stability and safety, considering the circulating ball type steering gear has been widely used around the world and rapid development.The design of steering gear adopts the circulating ball type steering gear. Circulating ball type steering gear has higher working efficiency, long service life, variable transmission ratio, reliable operation, rack and clearance between tooth fan work easier for the advantages of the adjustment.In this paper, from the type of steering system and the analysis on the current situation of the development, study the circulating ball type steering gear.Learn structure component and work principle of steering system,through the literature survey method to collect data,review and the accumulation of knowledge,after investigation and field measured data, preliminary work out steering system design scheme. And then to the size of the circulating ball type steering gear parameters and performance parameters selection, preliminarily determine the size of the circulating ball type steering gear; Second in order to meet the needs of work intensity and the use of economy, the strength of the main component, determine the size of the circulating ball type steering gear. And then to carry on the design of steering transmission mechanism and steering mechanism, write design of specifications, and draw the assembly drawing and part drawing.Key words: Circulating ball type steering gear; steering transmission mechanism; Steering mechanism; Steering trapezoid目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章. 绪论 (I)1.1背景 (1)1.2本文研究意义 (1)1.3循环球式转向器国内外研究现状 (1)1.4本文研究的内容 (2)第2章.汽车转向系统的概述 (3)2.1汽车转向系统的类型与组成 (3)2.1.1机械式转向系 (3)2.1.2动力转向器转向系 (3)2.2循环球式转向器的概述 (4)2.2.1循环球式转向器的结构 (4)2.2.2循环球式转向器工作原理 (5)第3章．转向系设计选择 (6)3.1对转向系的要求 (6)3.2转向器的结构方案选择 (6)第4章.循环球式转向器的设计 (8)4.1主要尺寸参数的选择 (8)4.2循环球式转向器零件强度校核 (12)4.3转向器主要性能参数 (14)4.3.1转向器的效率 (14)4.3.2传动比的变化特性 (15)4.4转向系计算载荷的确定 (17)第5章．转向传动机构设计 (18)5.1转向梯形的布置 (18)5.2转向梯形机构尺寸设计 (18)5.3梯形校核 (19)5.4转向传动机构的臂、杆与球销 (19)5.5转向横拉杆及其端部 (20)第6章．转向操纵机构尺寸设计 (21)6.1转向盘 (21)6.2转向轴 (21)6.3转向节 (22)第7章. 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (27)第1章绪论1.1背景转向器按结构形式可分为多种类型。

循环球转向器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解循环球转向器的基本概念，掌握其在汽车转向系统中的作用原理；2. 学生能够描述循环球转向器的结构组成，了解其主要部件的功能；3. 学生能够掌握循环球转向器与其他类型转向器的区别及优缺点。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析循环球转向器在实际汽车中的应用案例；2. 学生能够通过实际操作，熟练完成循环球转向器的拆装与组装；3. 学生能够运用相关工具，对循环球转向器进行简单的故障诊断与维修。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对汽车工程技术的兴趣，激发学习热情；2. 学生形成良好的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 学生树立安全意识，遵循操作规程，养成良好的工程素养。

课程性质分析：本课程为汽车维修与检测技术课程的一部分，主要针对循环球转向器进行教学。

课程旨在让学生掌握循环球转向器的结构与原理，提高实际操作能力，培养汽车维修领域的技能型人才。

学生特点分析：学生为高中二年级学生，已具备一定的汽车基础知识，动手能力较强，对汽车维修技术有较高的兴趣。

教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 注重启发式教学，引导学生主动思考、积极参与；3. 强化安全意识，确保学生在操作过程中的人身安全。

二、教学内容本节教学内容主要包括以下三个方面：1. 循环球转向器基础知识- 引导学生了解循环球转向器的发展历程、应用范围及其在汽车转向系统中的重要性；- 掌握循环球转向器的基本结构，包括球头、球碗、拉杆、齿轮等主要部件的功能及作用；- 比较循环球转向器与其他类型转向器的优缺点。

2. 循环球转向器工作原理与性能分析- 详解循环球转向器的工作原理，阐述其在汽车行驶过程中的作用；- 分析循环球转向器的性能指标，如转向灵敏度、转向力矩等；- 结合实际案例，介绍循环球转向器在不同车型中的应用。

3. 循环球转向器的拆装、组装与维修- 按照教学大纲，明确拆装、组装循环球转向器的步骤和方法，强调操作注意事项；- 引导学生熟悉相关工具的使用，培养实际操作能力；- 通过故障案例分析，教授循环球转向器常见故障诊断与维修技巧。

毕业设计（论文）某小型SUV循环球式转向器设计完成日期年月日某小型SUV循环球式转向器设计摘要汽车不仅仅只是一种简单的运输工具，也是现今人们出行的一种便利的交通工具。

伴随人们生活质量也跟着不断的变化，变得越来越好，人们也开始追求物质上的享受。

汽车也不再只是富贵人家的象征，它也渐渐走进平常人家，仅仅只是作为一种简单的代步工具。

随着汽车的需求越来越大，汽车工业的发展也呈现一种蒸蒸日上的势头，在这样的的大环境下，逐渐造成汽车泛滥，交通拥堵等现象。

而伴随着这些现象而来的问题也一时无法得到解决，例如，交通事故也频繁发生，全世界几乎每时每刻都有人因交通事故而死于非命。

所以行车安全也成为人们所面临的一个重要问题。

该如何有效规避交通事故的发生也成为当今人们所要考虑的问题。

首先是我们人为关系，需要每个人共同努力，遵守交通法规；其次汽车本身去解决问题，性能好坏与行车安全也息息相关。

例如，转向器，它所起到的作用也是毋庸置疑的。

转向器，根据他的名字就很容易看出它的作用是与汽车的转向有关，行车过程中无时无刻没在用着转向器，所以转向器的重要性也就不言而喻了，因此转向系统需要我们去了解和掌握。

关键词汽车；安全；转向器；研究；设计；Design of a small SUV recirculating ball type steering gearAbstractCar is more than just a simple means of transport, is now a convenient means of transportation. With people's living standards also follows constantly changing, getting better, people also began to pursue material enjoyment. Cars are no longer just rich's symbol, it gradually into the warm family, just as a simple means of transport. As the demand for cars is growing, also show a growing momentum in the development of automobile industry, in such circumstances, gradually caused proliferation of cars, traffic jams and so on. And with them came the problem can't be solved, for example, traffic accidents also occur frequently, almost all the people who died in a traffic accident. Traffic safety has become the urgent need to resolve a problem. How to avoid traffic accidents have become the issues to be considered. First of all, the individual, need everyone to work together, to comply with traffic laws; secondly, the car itself to solve the problem, the performance is closely related to traffic safety. For example, steering gear and the role it plays is beyond doubt. Steering gear, according to his name, it is easy to see that it is associated with the car's steering, driving all the time without using the Steering, so the importance of steering is self-evident, so steering system that we need to understand and master. Keywords automobile; safety; steering gear; research; design;目录1 论述 (1)1.1课题研究背景 (1)1.1.1 循环球式转向器 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3研究目的及意义 (1)1.4循环球式转向器发展前景 (2)1.5本课题研究的难点 (2)1.6研究内容和设计方法 (2)2 汽车转向系统 (3)2.1汽车转向系的类型和组成 (3)2.1.1 机械式转向系 (3)2.1.2 动力转向系 (3)3 转向系设计概述 (4)3.1转向操纵机构 (4)3.2转向传动机构 (4)3.3转向器 (5)3.4转角及最小转弯半径 (5)4汽车转向器的组成与分类 (7)4.1齿轮齿条式转向器 (7)4.2循环球式转向器 (7)5 转向系的主要性能参数 (8)5.1转向系的效率 (8)5.1.1 转向器的正效率 (8)5.1.2 转向器的逆效率 (8)5.2传动比变化特性 (9)5.2.1 转向系传动比 (9)5.2.2 力传动比和角传动比之间的关系 (10)5.2.3 转向器角传动比的选择 (10)5.3传动副的传动间隙△T (11)6 转向器设计计算 (12)6.1转向系计算载荷的确定 (12)6.2转向器设计 (12)6.2.1 参数的选取 (12)6.2.2 计算参数 (13)6.3强度计算 (13)6.3.1 钢球与滚道的接触应力 (13)6.3.2 转向摇臂直径的确定 (14)7 动力转向机构设计 (15)7.1动力转向机构的要求 (15)7.2液压式动力转向机构的计算 (15)7.2.1 动力缸尺寸计算 (15)7.2.2 分配阀的设计 (16)7.3动力转向的评价指标 (18)8 转向传动机构设计 (20)8.1选材与表面处理 (20)8.2杆件设计结果 (20)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 论述1.1 课题研究背景我们都知道转向器是汽车零件中不可缺少的一个组成元件，转向器的运作是作为一个减速的装置进行系统的运作。