汽车转向器壳体加工装备设计

汽车转向器壳体油孔专用夹具设计
王传英
【期刊名称】《现代零部件》
【年(卷),期】2006()3
【总页数】1页(P89-89)
【关键词】汽车转向器;夹具设计;专用夹具;转向器壳体;油孔;加工难度;深孔钻床;壳体零件;加工质量;工作效率
【作者】王传英
【作者单位】山东德隆(集团)机床有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】U463.43;TG75
【相关文献】
1.汽车转向器螺母孔加工专用夹具设计 [J], 吴福贵
2.曲轴油孔和表面清洗专用夹具设计 [J], 胡京开;王传杰;毕建涛;赵军;王向东;丛红日
3.试论汽车转向器螺母孔的加工专用夹具设计分析 [J], 李教文
4.动力转向器输入轴钻斜油孔专用夹具设计 [J], 陈诚;顾晋;王生怀
5.基于CMA转向器壳体双工位数控卧式深孔钻专机的夹具及活动模架结构设计[J], 施兆春;刘松茂
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--差速器壳体选用QT420—10。

--零件是差速器壳体，它与半轴套管配套使用，为拖拉机的左右转向提供不同速度的可靠性。

Ф48孔用于安装与两驱动轮相联的齿轮和半轴，两Ф22用于安装十字轴与形星齿轮。

整个差速器的功能是使左右驱动轮能以不同的速度旋转，以满足拖拉机转向的需要。

本零件是闭式差速器的重要组成部分之一，它位于差速器的左部与右壳相联，起着支承、连接和保护的作用。

其它各部分功用如下：1.Ф50外圆支承在轴承上，使差速器壳体旋转，从而传递动力和运动。

2.Ф138外圆与右半壳相配合，一起传递动力、运动、支承工件、保护部结构。

3.Ф200外圆连接中央传动大圆锥齿轮，使运动和动力传到差速器，而后传到两个后轮，得到不同的转速。

4.中间十字轴孔4-Ф22是支承在壳体上的轴孔，传递动力和运动，中间部是轮系各齿轮运动的空间。

5.12-Ф12用于连接中间大齿轮。

四、绘图4.1三维建模差速器左右壳体的三维图如下图所示图1 差速器壳体三维图图2 差速器壳体三维图4.2工程图的制作差速器壳体的工程图如下所示图3 差速器壳体二维图图4差速器壳体二维图图5差速器壳体二维图五、加工工艺设计5.1零件材料及技术要求的确定QT420—10具有较高的韧性、塑性，在低温下有较低的韧--脆转化，其主要性能如下：最低抗拉强度：σb=412Mpa.最低屈服强度：σs=265Mpa.最低延伸率：δ=10%.布氏硬度：αk=294KJ\m2技术条件：GB1348—78由于差速器壳承受扭转力矩，为提高强度和耐磨性，铸件成型后，还需进行正火处理。

5.2毛胚尺寸的确定查机械制造工艺设计简明手册1）Ф50m6外圆面查表得，双边加工余量分别为:粗加工余量：5mm半精加工余量：1.0mm精加工余量：1.0mm总加工余量:7mm毛坯取Ф57mm2）Ф37孔（无公差要求）精镗后：Ф37 双边加工余量2Z=1mm粗镗后：37-1=Ф36mm 双边加工余量2Z=5mm毛坯：Ф31mm3）Ф200外圆面（自由公差）精车后: Ф200mm 2Z=1.3mm粗车后:200+1.3=Ф201.3 2Z=6.7mm毛坯：Ф208mm4) Ф139js6(±0.012)外圆面精车后：Ф139js6(±0.012)mm 精车余量2Z=0.2mm半精车后: Ф139+0.2=Ф139.20063.0-，半精车余量2Z=1mm，经济精度IT8粗车后：Ф140.2025.0-，粗车余量2Z=2.8mm，经济精度IT11毛坯：140.2+2.8=Ф143 5) SR54球面精车后：SR54046.0+，加工余量Z=0.6mm粗车后：54-0.6=SR53.4，加工余量Z=1.4 mm，经济精度IT11 毛坯：53.4-1.4=SR526) Ф48孔精镗后：Ф48H9（062.0+），加工余量2Z=1mm粗镗后：Ф4716.0+，加工余量2Z=5mm，经济精度IT11毛坯：47-5=Ф42mm 7) 大端平面精车后控制尺寸11mm，加工余量2Z=1mm粗车后控制尺寸11+1=12mm,加工余量Z=2mm 8) Ф138外圆面（自由公差）精车后：Ф138，加工余量2Z=2.2mm粗车后：138+2.8=Ф140.2，加工余量2Z=2mm 毛坯：140.3+2.8=Ф1439）Ф133H8（063.0+）孔面精车后：Ф133H8（063.0+），加工余量2Z=2mm粗车后：133-2=Ф13125.0+10）车Ф79端面精车后：控制尺寸4005.0+，加工余量Z=1mm粗车后：控制尺寸39+2.6=41.6mm 毛坯：41.6+2=42.6mm,取43mm11) 钻孔12-Ф1212.0+扩孔后：12-Ф1212.0+，加工余量2Z=1mm钻孔后：12-Ф1111.0+，经济精度IT1112）钻螺纹孔8-M10扩孔后：8-Ф10，加工余量2Z=0.8mm钻孔后：10.3-0.8=Ф9.511.0+，经济精度IT1113）钻铰十字孔4-Ф22J7(033.0054.0--)精铰后：4-Ф22J7(033.0054.0--)，加工余量2Z=0.1mm粗铰后：4-Ф21.9052.0+，经济精度IT9钻孔后：4-Ф21.613.0，经济精度IT115.3刀具选择在机床上加工的工序，均选用YG6硬质合金车刀和镗刀，并尽量采用机夹可转为车刀。

摘要随着社会的发展，汽车在生产和生活中的越来越广泛，差速器是汽车中的重要部件，其壳体的结构及加工精度直接影响差速器的正常工作，因此研究差速器的加工方法和工艺的编制是十分必要和有意义的。

本次设计主要内容有：差速器的工作原理结构分析，差速器壳体的工艺编制，夹具的设计及加工中对定位基准的选择，工序和工装设计中切削用量，夹紧力的计算等。

机床夹具的种类很多，其中，使用范围最广的通用夹具，规格尺寸多已标准化，并且有专业的工厂进行生产。

而广泛用于批量生产，专为某工件加工工序服务的专用夹具，则需要各制造厂根据工件加工工艺自行设计制造。

本设计的主要内容是设计钻床夹具和铣床夹具，需要对零件上Φ22的孔进行铣削加工端面的铣削加工。

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目录1 绪论 (2)2基本参数与结构设计 (5)3螺杆螺母取材及齿轮齿条参数确定 (8)4循环球式转向器强度计算 (10)5转向摇臂轴直径的确定 (13)6总结 (14)7参考文献 (15)1 绪论课题背景转向器又名转向机、方向机,它是转向系中最重要的部件。

转向器的作用是：增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。

转向器按结构形式可分为多种类型。

目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球—齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。

循环球式转向器这种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.循环球式转向器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，循环球式故而得名.进入90年代以来，汽车已经融入我们的生活,我国的经济实力不断增强，人民生活水平大幅度提高，同时也反映出民族汽车工业的巨大进步。

现在我国已经成为世界五大汽车强国。

作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化、系列化生产的局面。

有资料显示，国外有很多国家的转向器厂，都已发展成大规模生产的专业厂，年产超过百万台，垄断了转向器的生产，并且销售点遍布了全世界。

汽车转向器的结构很多，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)、齿轮齿条式（RP型）.这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上[]1.综合上述对有关转向器品种的使用分析，得出以下结论：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销式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位.在小客车上发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器,比率都已达到或超过90%;西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50％，法国已高达95%.据了解，在全世界范围内，汽车循环球式转向器占45％左右，有继续发展之势;齿条齿轮式转向器在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％.所以可以说循环球式转向器在稳步发展。

一种汽车转向节机械加工设备及其加工工艺
汽车转向节是汽车悬挂系统的重要组成部分，用于转向控制和悬挂系统的连接。

汽车转向节机械加工设备主要包括数控机床、切削工具、夹具、测量仪器等。

下面介绍一种汽车转向节的机械加工工艺。

1. 设计加工工艺路线：根据转向节的设计要求，确定加工工艺路线，包括切削工具的选择、切削顺序、切削参数等。

2. 备料准备：选择适当材料的转向节毛坯，根据毛坯尺寸和形状的要求进行精确量测，并对毛坯进行清洁处理。

3. 夹紧装夹：使用夹具将毛坯夹紧在数控机床的工作台上，使其固定不动，并保证加工时的稳定性和精度。

4. 切削加工：通过数控机床进行切削加工，根据加工工艺路线设置合适的切削参数，包括切削速度、进给速度、切削深度等。

使用合适的切削工具进行车削、铣削、钻孔等工序，逐步将毛坯加工成转向节的形状和尺寸。

5. 检测测量：对加工后的转向节进行检测测量，使用测量仪器进行尺寸、形状、位置等方面的检测，保证产品质量和精度。

6. 表面处理：根据需要对转向节进行表面处理，如研磨、抛光等，以提高表面质量和美观度。

7. 组装调试：根据转向节的使用要求，将标准件和转向节组装在一起，并进行调试，以确保转向节的传动和转向功能正常。

8. 检验验收：对组装好的转向节进行最终的检验，包括外观检验、功能检验等，确保产品达到要求后，进行包装和出厂。

以上就是一种汽车转向节机械加工设备及其加工工艺的简要介绍，具体的加工工艺还需根据具体的转向节设计和生产要求进行调整和优化。

汽车机械制造中的转向系统设计与制造案例分析在汽车设计和制造中，转向系统起着十分重要的作用。

它能够使车辆稳定地行驶在道路上，并确保车辆转向的平衡和精度。

因此，在汽车机械制造中，转向系统的设计和制造是十分关键的环节，这里我们将分析一些转向系统设计和制造案例。

一、转向系统设计案例1. 双堆方向盘设计在一些高性能汽车中，双堆方向盘是一种常见的设计。

它能够提供更好的操控性和驾驶者舒适度。

在此设计中，主要的方向盘位于驾驶者的手部位置，而辅助方向盘位于控制面板上。

为了实现这种设计，转向系统需要具备可弯曲传动轴和转向阀门。

这样，驾驶员便可以更容易地控制车辆的转向。

2. 电动助力转向和低速助力转向设计在现代汽车中，电动助力转向是一种十分普遍的设计。

它能够提高车辆转向的精度和平衡性。

此外，它还能够确保在各种路况下车辆的稳定性。

在低速时，车辆的转弯半径非常小。

如果没有适当的支持，这个过程将非常困难。

在这种情况下，低速助力转向可以提供更好的转向支持和控制。

二、转向系统制造案例1. 小切面方向盘加工在一些高性能汽车中，小切面方向盘是一种非常流行的选择。

它能够确保驾驶员在高速行驶时仍能控制车辆。

在制造这种特殊的方向盘时，需要考虑材料和工艺的选择。

一些制造商会使用钛合金材料，因为它们具有强度和重量比的优势。

在切削方面，这种类型的方向盘还需要借助数控机床和火花加工机来保证准确性。

2. 齿轮齿条制造在汽车转向系统中，齿轮和齿条是非常关键的组件。

制造这些部件需要高精度的机械加工技术和优质材料。

在加工齿轮和齿条时，制造商通常会使用数控机床和强大的软件来确保准确性和可靠性。

此外，清洗和热处理也是确保最终产品质量的重要步骤。

以上是汽车机械制造中的转向系统设计与制造案例分析，展示了汽车转向系统在设计和制造中的重要性以及所涉及的一些技术和工艺。

在技术和工艺的不断演进中，汽车转向系统的设计和制造将继续得到改进和完善。

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。

车辆工程课程设计任务书1．课程设计题目：汽车齿轮齿条式转向器设计及零件加工工艺制定2．课程设计目的：此课程设计是《汽车设计》、《汽车制造工艺学》课程教学重要实践环节，其目的是：1）培养学生理论联系实际的设计思想，巩固和加强所学的相关专业课程的知识；2）熟悉和掌握车辆设计和制造工艺制定的一般过程和方法，提高综合运用所学的知识进行车辆设计与制造的能力；3）熟练掌握和运用设计资料（指导书、图册、标准和规范等）以及经验数据进行设计的能力，培养学生机械制图、设计计算和编写技术文件等的基本技能。

3．课程设计时间：2010年8月30日~2010年9月23日（4周）4．整车性能参数：车型：一汽佳宝（面包车）基本参数（网络搜索得到）：名称轴距L 前轮距L1 后轮距L2最小转弯半径R数值2500mm 1350mm 1360mm 4600mm名称车长车宽车高车质量数值3930mm 1585mm 1857mm 1123kg 5．汽车齿轮齿条式转向器设计的基本要求：1）技术参数：线角传动比：41.8mm/rad齿轮法向模数：2.2方向盘总圈数：3.5齿条行程：61.5mm2）设计要求：仅设计转向器部分。

6．齿轮齿条式转向器的零件加工制造工艺部分的要求零件名称：齿轮1）生产纲领：1000~10000件，生产类型：批量生产；应保证零件的加工质量，尽量提高生产率和降低消耗率。

2）尽量降低工人的劳动强度，使其有良好的工作条件；在充分利用现有生产条件的基础上，采用国内外先进工艺技术；主要的工艺要进行必要的分析论证和计算。

7．提交的文件资料：1）装配图1张（A1）、零件图2张（A3）；2）零件毛配图1张（A3）；3）零件加工工艺过程卡片1套、零件加工工序卡片1套；4）课程设计说明书1份（20页左右）（A4）。

一．齿轮齿条转向器的优缺点：齿轮齿条转向器是由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。

优点：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器质量比较小，传动效率高达90%；齿轮与齿条之间因磨损而出现间隙后，利用装在齿条背部的、靠近主动小齿轮的处的压紧弹簧能自动消除间隙，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；转向器占用体积小，没有转向摇臂和直拉杆，所以转向转角可以增大，制造成本低。

车辆转向装置方案设计背景介绍车辆转向装置是汽车中不可或缺的部分，也是汽车行驶中安全性最高的装置之一。

当车辆行驶时，驾驶员需要对车辆进行转向，才能使车辆沿着预期的行驶路线行驶。

因此，车辆转向装置的设计非常重要，它需要确保每次转向都是准确和快速的。

设计要求在设计车辆转向装置时，需要考虑以下要求：1.准确性车辆转向装置需要确保每一次转向都能准确地控制车辆的方向。

这样可以保证行驶过程中的稳定性和安全性。

2.灵敏性转向装置需要快速响应驾驶员的指令，这样将有助于驾驶员更快地控制车辆。

因此，转向装置需要具有高度的灵敏性。

3.可靠性在行驶过程中，转向装置需要保持可靠性，以确保车辆不会出现任何意外情况。

这样能够保证车辆在行驶过程中的安全性和可靠性。

4.耐用性转向装置需要具有高度的耐用性，可以经受常规的使用和恶劣的工作条件的考验。

设计方案为了满足上述要求，我们提出以下车辆转向装置设计方案：方案一：机械转向系统机械转向系统是传统转向系统的一种，其优点是结构简单、易于维护和操作。

机械转向系统将驾驶员的转向指令通过转向柱和转向器杆传达给车轮，促使车轮转向。

尽管机械转向系统结构简单，但仍然需要保持良好的液压传动性能，以确保准确性和可靠性。

方案二：电液转向系统电液转向系统是一种电力转向技术，其优点是能将电动转向机的动力与液晶转向系统结合起来，从而充分发挥高速公路和城市公路环境下的自动驾驶功能。

此方案可以有效地提高车辆的灵敏性和准确性，大大提高了车辆的驾驶质量。

方案三：全电转向系统全电转向系统是一种创新的转向技术，它能够实现更高级别的自动驾驶技术。

全电转向系统的优点是它不需要卡刹器或底盘，可以彻底去除减震器和防滚杆的装置。

另外，它还具有轻巧、结构紧凑、灵活性和节约能源的优点。

总结在设计车辆转向装置时，需要优先考虑驾驶员的安全和舒适性。

我们提出了三个设计方案：机械转向系统、电液转向系统和全电转向系统。

机械转向系统简单易于操作，但电液转向系统和全电转向系统可以更好地提高车辆的灵敏性和准确性。