下载文档原格式
汽车循环球式转向器设计摘要循环球式转向器是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总成。
循环球式转向器的优点是：在螺杆与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，螺杆和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；适合来做整体式动力转向器。
本文的主要内容即是设计一款机械式循环球式转向器。
通过查阅相关文献资料，进行循环球式转向器的尺寸的设计计算与强度校核，然后进行循环球式转向器的三维CATIA建模，最后绘制转向器的二维装配图及其重要零件的零件图。
关键词：循环球式转向器；三维建模；螺杆螺母传动副Circulating Ball Type Steering of the Vehicle DesignAbstractCirculating ball type steering gear is formed by the screw and nut of the spiral groove ball inside the transmission, vice, and the nut on the rack and constitute of the rocker arm shaft gear fan drive assembly.The advantage of circulating ball type steering gear :Between the screw and nut because of circulating ball,change the slidingfriction to rolling friction,so transmission efficiency can reach 75% ~ 85%;On the structure and process measures,including improve the manufacturing accuracy, and improve the surface roughness of the work surface,the spiral groove on the screw and nut for quenching and grinding.Make it has enough hardness and wear resistance, to ensure adequate service life;Steering gear ratio can change;Stable and reliable;Rack and gear clearance between fan adjustment workeasily;Suitable for integrated power steering.The main content of this title is to design a mechanicalcirculating ball type steering gear.Through consulting relevant literature,to design and calculation of the size of the circulating ball type steering gear and strength check.Then the circulating ball type steering gear three-dimensional modeling using CATIA.Finally draw the redirector assembly drawing and part drawing of important parts.Key words: Circulating ball type steering gear;3 d modeling;The screw and nut combination目录摘要 1Abstract 1第1章绪论 11.1 课题背景 11.2 国内外研究现状 21.3 研究的目的及意义 31.4 研究内容和设计方法 4第2章转向器的设计 52.1 转向器的组成与分类 52.2 循环球式转向器方案分析 62.3 转向器主要性能参数 72.3.1 转向器的效率 82.3.2 传动比的变化特性 92.3.3 转向器传动副的传动间隙122.4 循环球式转向器设计与计算 132.4.1 转向器计算载荷的确定 132.4.2 循环球式转向器主要尺寸参数的确定 13 2.4.3 零件的强度校核 20第3章基于CATIA的三维造型 233.1 CATIA简介 233.2 循环球式转向器的三维建模 233.2.1 转向螺杆的建模 233.2.2 转向器的装配设计 24总结 27致谢 28参考文献 29附件一 31附件二 34第1章绪论1.1 课题背景21世纪的开局十年，既是我国改革开放经济高速增长的十年，也是我国的汽车工业快速发展的十年。
循环球式转向器概述学号姓名联系方式1 转向器概述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［1]。
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[2]。
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[3］。
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［4］；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[5]。
2 机械式转向器分类按转向器结构形式可分为齿轮齿条式、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［6].按其作用力的传递情况可分为可逆式、不可逆式、极限可逆式三种［7］。
转向器的逆效率表示转向器的可逆性［8］。
可逆式转向器正、逆传动效率都高，有利于转向后转向轮的自动回正,但也容易出现“打手”现象。
不可逆式转向器转向器零件易损坏,且没有“路感”。
极限可逆式转向器有一定的路感，转向轮自动回正也能实现,“打手"现象不太明显。
驾驶员作用在商用车转向盘的切向力在一定条件下不超过250N［9］.经常在良好路面上行驶的汽车多用可逆式转向器［10］。
3 循环球式转向器的特点及应用正传动效率很高,故操作轻便，工作平稳可靠，使用寿命长.但其逆效率也高，易将路面冲击力传到转向盘。
不过对于轻型的、前轴轴载质量不大而又经常在良好路面上行驶的汽车而言，这一缺点影响不大。
因此，循环球式转向器在各类各级汽车上,特别是商用车和越野车上获得了广泛的应用［13］。
4 循环球式转向器的组成1。
万向节叉 2.转向齿轮轴 3。
调整螺母 4.向心球轴承 5。
滚针轴承 6。
固定螺栓 7。
转向横拉杆 8。
转向器壳体 9.防尘套 10.转向齿条 11.调整螺塞 12.锁紧螺母 13.压紧弹簧 14。
机械工程学院毕业设计题目：循环球式转向器专业：车辆工程班级：姓名：学号：指导教师：日期： 2016年6月1日目录摘要 (1)第一章绪论1.1课题背景 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3研究的目的及意义 (2)1.4研究内容和设计方法 (2)第二章转向系简介2.1转向系统简介 (3)2.2转向操纵机构 (4)2.3 转向器 (4)2.4 转向传动机构 (5)第三章转向器结构设计3.1转向器效率 (6)3.2传动比变化特性 (7)3.3主要参数的选择 (9)3.4螺杆、钢球、螺母传动副设计 (11)3.5齿条齿扇传动副设计 (14)第四章主要零部件校核4.1转向盘受力确定 (16)σ (17)4.2校核钢球与滚道间的接触应力jσ (18)4.3校核齿的弯曲应力w4.4齿扇齿接触应力校核 (19)4.4转向摇臂轴直径的确定 (22)附件 (23)总结 (26)参考文献 (26)摘要汽车是一种高性能要求，负荷变换巨大的运输工具。
转向系统是汽车很关键的部件，更要详细的了解跟认识。
这些年循环球式转向器得到市场普遍认可跟应用。
本文主要设计了齿扇，螺杆，螺母三个主要零部件并校核。
根据现在国家标准与循环球式转向器相关车型（本文以BJ2020）的数据，选取主要参数，参考汽车设计与相关资料设计一款循环球式转向器，并绘制二维平面图。
关键词: 循环球、转向器、设计、分析1 绪论1.1课题背景转向器又叫转向机或者方向机，它是转向系中最重要的部件。
转向器能增大转向盘传递到转向传动机构的力矩并改变传递方向。
转向器按结构形式可分很多种。
目前常用的有齿轮齿条式、蜗杆指销式、循环球式、蜗杆滚轮式等。
如果按照助力形式又可分为机械式和动力式两种。
循环球式转向器将来自转向盘的旋转进行减速并增大扭矩，使方向盘的旋转运动转变成螺母的上下运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次转变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的行驶方向。
货车循环球式转向系统设计设计说明毕业设计（论文）题目：货车循环球式转向系统设计（英文）：院别：专业：姓名：学号：指导教师：日期：货车循环球式转向系统设计摘要汽车在行驶的过程中，经常需要改变行驶的方向，称为转向。
轮式汽车行驶是通过转向轮(一般是前轮)对汽车纵向轴线偏转一定角度来实现的。
驾驶操纵用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构称为汽车转向系统。
常用的汽车转向系统分为非动力转向系统和动力转向系统两大类。
非动力转向系统又称机械式转向系统，是以人的体力为动力源，其中所有的传力器件都是机械的，主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成，其中转向器是汽车转向系统的重要零部件，其性能的好坏直接影响汽车行驶的安全性和可靠性。
汽车动力转向系统(Power Steering System)，亦可称作转向加力系统，是在机械转向系的基础上增设了一套转向加力装置所构成的转向系统。
本课题的题目是货车循环球式转向系统的设计。
课题以机械式转向系统的循环球式转向器设计及校核、整体式转向梯形机构的设计及验算为中心。
首先对汽车转向系统进行概述,分析各种转向系统的工作原理和优缺点、发展现状,说明各种转向器的工作原理.并对转向系的设计进行一定的概述.二是作设计前期数据准备,对转向系统的整体方案进行选择,还有转向系统主要性能参数的确定.三是转向器形式的选择以及初定各个参数,对循环球式转向器的各个数据进行选择,并对其主要部件进行受力分析与数据校核.四是对动力转向机构的设计,概述对动力转向机构的要求,对动力转向机构的布置方案进行选择并进行各个数据的计算。
五是整体式转向梯形机构的设计以及验算,并根据梯形数据对转向传动机构作尺寸设计。
最后设计中运用AutoCAD作出循环球式转向器的零件图以及装配图.在本文中主要进行了循环球式转向器的设计和对转向系统零件的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。
2.4 主要尺寸参数的选择长安福特福克斯2.0满载前轴载荷为51%Mg，再根据表（2-2）选择齿扇模数为4.5。
在确定齿扇模数后，转向器其他参数根据表（2-1）和表（2-3）进行选取。
表2-1 循环球转向器的主要参数参数数值齿扇模数/mm 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 6.0 6.5 摇臂轴直径/mm 22 26 30 32 32 38 42 钢球中心距/mm 20 23 25 28 30 35 40 螺杆外径/mm 20 23 25 28 29 34 38 钢球直径/mm 5.556 6.350 6.350 7.144 8.000 螺距/mm 7.938 8.731 9.525 10.000 11.000 工作圈数 1.5 2.5 2.5环流行数 2齿扇齿数 5 5齿扇整圆齿数1213181415齿扇压力角22°30′27°30′切削角6°30′6°30′7°30′齿扇宽/mm 22252527252830 28-3234383538表2-2各类汽车循环球转向器的齿扇齿模数齿扇齿模数m／mm3.0 3.5 4．O4.5 5．O 6.0 6.5轿车发动机排量／ml5001000～18001600～20002000 2000前轴负荷/N3500～38004700～73507000～90008300～1100010000～11000货车和大客车前轴负荷／N3000～50004500～75005500～185007000～195009000～2400017000～3700023000～44000最大装载／kg350 1000 2500 2700 3500 6000 8000 表2-3 循环球式转向器的部分参数模数m 螺杆外径螺纹升程螺母长度钢球直径齿扇压力角齿扇切削角摇臂轴外径3.0 20 7.938 40 5.556 22 30′6 30′7 30′223.5 23 8.731 45 5.556 22 30′6 30′7 30′264.0 25 9.525 48 6.350 22 30′6 30′7 30′204.5 28 9.525 58 7.144 22 30′6 30′7 30′325.0 29 10.319 62 7.144 22 30′6 30′7 30′35 根据所选择的齿扇模数，根据表（2-1）和表（2-3）选取对应的参数为：钢球直径：7.144mm 螺距：9.525mm 工作圈数：1.5 螺杆外径：28mm 环流行数：2 螺母长度：58mm 齿扇齿数：5 齿扇压力角：2230′ 切削角：630′ 齿扇宽：30mm2.4.1 螺杆、钢球、螺母传动副设计（1） 钢球中心距D 螺杆外径1D 螺母内径2D 尺寸D 、1D 、2D 如图（2-6）所示[]7图2-6 螺杆 钢球 螺母传动副在保证足够的强度条件下，尽可能将D 值取小些。
汽车课程设计计划一、题目: 货车总体设计及各总成选型设计二、要求:分别为给定基本设计参数的汽车，进行总体设计，计算并匹配合适功率的发动机，轴荷分配和轴数，选择并匹配各总成部件的结构型式，计算确定各总成部件的主要参数；详细计算指定总成的设计参数，绘出指定总成的装配图和部分零件图。
其余参数如表1：表1三、设计计算要求3.1.根据已知数据，选取汽车类型、确定轴数、驱动形式、布置形式。
注意国家道路交通法规规定和汽车设计规。
选择轴数：2根驱动形式：4×2 布置形式：平头式发动机前置后驱3.2.确定汽车主要参数：1）主要尺寸，可从参考资料中获取；平头式货车长4000mm 宽1500mm 高2000mm 轴距2500mm 轮距1500mm 前悬300mm 后悬1200mm 车头长度1400mm2）进行汽车轴荷分配；4×2后轮单胎满载时：前轴35％后轴65％空载时：前轴55％后轴45％3）百公里燃油消耗量；设计的货车百公里燃油消耗量：3L（100t·km）-14）最小转弯直径货车的最小转弯直径:10.0m5）通过性几何参数通过性几何参数：hmin 200mmγ1 50°γ2 30°ρ1 5m6)制动性参数表2 制动性参数3.3.选定发动机功率、转速、扭矩。
可以参考已有的车型。
发动机最大功率Pemax=（m a gf r v amax／3600＋C D Av amax3／76140）／ηTηT为传动系效率，汽车可取90％，m a为汽车总质量；g为重力加速度；f r为滚动阻力系数，对货车取0.02；C D 为空气阻力系数，货车取1.00；A为汽车正面投影面积。
代入数值；得Pemax=115.7kw 转速n p取5000r／min 最大转矩转速：T emax=9549×α×P emax／n p α为转矩适应性系数，一般在1.1-1.3之间选取，此时取1.2，故T emax =265N·m 因n p／n T在1.4-2.0之间选取，故n T取2500 r／min。
毕业设计（论文）题目：货车循环球式转向系统设计（英文）：院别：专业：姓名：学号：指导教师：日期：货车循环球式转向系统设计摘要汽车在行驶的过程中，经常需要改变行驶的方向，称为转向。
轮式汽车行驶是通过转向轮(一般是前轮)对汽车纵向轴线偏转一定角度来实现的。
驾驶操纵用来改变或恢复汽车行驶方向的专用机构称为汽车转向系统。
常用的汽车转向系统分为非动力转向系统和动力转向系统两大类。
非动力转向系统又称机械式转向系统，是以人的体力为动力源，其中所有的传力器件都是机械的，主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三部分组成，其中转向器是汽车转向系统的重要零部件，其性能的好坏直接影响汽车行驶的安全性和可靠性。
汽车动力转向系统(Power Steering System)，亦可称作转向加力系统，是在机械转向系的基础上增设了一套转向加力装置所构成的转向系统。
本课题的题目是货车循环球式转向系统的设计。
课题以机械式转向系统的循环球式转向器设计及校核、整体式转向梯形机构的设计及验算为中心。
首先对汽车转向系统进行概述,分析各种转向系统的工作原理和优缺点、发展现状,说明各种转向器的工作原理.并对转向系的设计进行一定的概述.二是作设计前期数据准备,对转向系统的整体方案进行选择,还有转向系统主要性能参数的确定.三是转向器形式的选择以及初定各个参数,对循环球式转向器的各个数据进行选择,并对其主要部件进行受力分析与数据校核.四是对动力转向机构的设计,概述对动力转向机构的要求,对动力转向机构的布置方案进行选择并进行各个数据的计算。
五是整体式转向梯形机构的设计以及验算,并根据梯形数据对转向传动机构作尺寸设计。
最后设计中运用AutoCAD作出循环球式转向器的零件图以及装配图.在本文中主要进行了循环球式转向器的设计和对转向系统零件的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。
关键词：转向系统；机械型转向器；循环球式；液压式助力转向器Truck circulating ball type steering systemdesignAbstractCars in the course of traveling, often need to change the direction of travel, referred to as steering. Wheeled vehicle with the vehicle longitudinal axis of the deflection angle by the steering wheel (typically a front wheel). The driving control is used to change or restore the direction of vehicle travel special body called the automobile steering systems. Commonly used in automotive steering system is divided into non-power steering system and power steering system two categories. Non-power steering system, also known as mechanical steering system, based on a person's physical power source, power transmission devices are mechanical steering mechanism, steering gear and steering linkage parts, including steering important parts of automobile steering systems, the performance of a direct impact on the safety and reliability of the cars. Power steering system (Power Steering System), also called steering afterburner system in the mechanical steering system based on the creation of a steering system steering afterburner device.This topic entitled trucks recirculating ball steering system design. Subject to mechanical steering recirculating ball steering system design and check the overall steering trapezoid design and checking. First automobile steering systems overview, analysis of the working principle and the advantages and disadvantages of various steering system, development status, the working principle of the various steering and steering system design overview of two preliminary data preparation for design , the steering system of the overall program of choice, there are turning to the determination of the main performance parameters of the system. steering the choice of form and an initial parameters, select the data of the recirculating ball steering, and its main components stress analysis and data check. Fourth, the power steering mechanism design, an overview of the requirements for power steering, power steering layout scheme and the calculation of individual data. Fifth overall steering trapezoidal design and checking the size of the design of the steering linkage and dataaccording to the trapezoid. Use AutoCAD to make the final design of the recirculating ball steering part drawings and assembly drawings. Mainly carried out in this paper, the design of the recirculating ball steering and check the steering system parts, the main methods and theoretical parameters of automotive design experience. the mechanical design of the course content and the university design, the results meet the strength requirements, safe and reliable.Key words:Steering system; Mechanical type steering gear;Circulating ball type; Hydraulic power steering gear目录1 绪论 (1)1.1汽车转向系统概述 (1)1.1.1机械式转向系统 (1)1.1.2液压助力转向系统（HPS） (2)1.1.3电控液压助力转向系统（EHPS） (2)1.1.4电动助力转向系统（EPS） (3)1.1.5线控转向系统（SBW） (5)1.2 转向系设计概述 (6)1.2.1对转向系的要求 (6)1.2.2转向操纵机构 (7)1.2.3转向传动机构 (7)1.2.4转向器 (7)2转型系方案的选择及主要参数的确定 (10)2.1转向系方案的选择 (10)2.1.1转向盘 (10)2.1.2 转向轴 (10)2.1.3转向器 (10)2.1.4转向梯形 (12)2.1.5转向轮侧偏角计算 (13)2.2转向系主要性能参数 (15)2.2.1 转向器的效率 (15)2.2.2传动比的变化特性 (17)2.2.3 转向器角传动比及其变化规律 (19)2.2.4转向器传动副的传动间隙 ....................... 错误!未定义书签。
循环球式整体式动力转向器1.结构(1)组成：图19-11所示为一种液压整体式动力转向器。
它主要由同于循环球式的机械转向器、动力缸及转阀式转向控制阀等部分组成。
液压动力转向器(2) 转向器：用于机械循环球式转向器的转向螺母被制成圆柱形，称为齿条-活塞19，它既是转向器中的转向螺母和齿条，又是动力缸中的活塞。
齿条-活塞内制有截面为半圆形的螺旋槽，与其配合的转向螺杆17外表面也制有截面为半圆形的螺旋槽，二者配合能形成截面为圆形的螺旋管状通道，在转向螺杆与齿条-活塞间装有钢球，利用循环球导管23让其构成回路。
扇齿与转向摇臂轴18制成一体，利用调整螺钉27调整扇齿与齿条-活塞间的啮合间隙。
(3) 动力缸：齿条-活塞的下圆柱表面上，即图中的左圆柱表面上，有一环形槽。
在槽上装有聚四氟乙烯环和o型密封圈20，以保证活塞装入动力缸以后密封和耐磨。
这样将动力缸分成上、下两个密封腔，即图中的右腔和左腔。
上、下两密封腔又分别通过设在转向器壳体上的油道与转向控制阀相通。
上腔为左转向动力腔，下腔为右转向动力腔。
转向控制阀位于动力转向器的上部，它主要由阀体13、转阀12及扭杆轴组件等组成。
(4) 控制阀阀体：阀体滑装在壳体22上部孔中，制成圆桶形。
在其外圆柱形表面上，制有三道较宽深的槽和三道较窄浅的槽。
宽深的槽是环形的油槽(也称油环槽)，其底部开有与内壁相通的油孔。
中间油环槽的4个油孔直径较大，是进油通道，与转向油泵相通。
两侧油环槽各有四个直径较小的油孔，与动力缸相通。
窄浅的环槽用于安装密封圈组件。
阀体的下边缘开有矩形缺口，此缺口与转向器螺杆用锁定销16相卡，形成阀体驱动螺杆的传力连接。
在阀体的中部固定有锁定销29。
此锁的外端埋在外圆表面以下，内端伸出少许，与扭杆轴组件下端轴盖14外圆上的缺口相卡，互相不能发生相对转动。
阀体的内表面制有八条不贯通的纵槽，形成八道槽肩，与转阀的纵槽和槽肩形成工作液流动的间隙。
(5)转阀：转阀制成圆桶形，其外圆与阀体滑动配合(间隙很小、配合精度很高，与阀体组成偶件，不可单独更换)，表面上也制有八条不贯通的纵槽，形成八道槽肩，与阀体的纵槽和槽肩配合形成液体流动间隙。
汽车循环球式转向器设计摘要循环球式转向器是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总成。
循环球式转向器的优点是：在螺杆与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，螺杆和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；适合来做整体式动力转向器。
本文的主要内容即是设计一款机械式循环球式转向器。
通过查阅相关文献资料，进行循环球式转向器的尺寸的设计计算与强度校核，然后进行循环球式转向器的三维CATIA建模，最后绘制转向器的二维装配图及其重要零件的零件图。
关键词：循环球式转向器；三维建模；螺杆螺母传动副Circulating Ball Type Steering of the VehicleDesignAbstractCirculating ball type steering gear is formed by the screw and nut of the spiral groove ball inside the transmission, vice, and the nut on the rack and constitute of the rocker arm shaft gear fan drive assembly.The advantage of circulating ball type steering gear :Between the screw and nut because of circulating ball,change the sliding friction to rolling friction,so transmission efficiency can reach 75% ~ 85%;On the structure and process measures,including improve the manufacturing accuracy, and improve the surface roughness of the work surface,the spiral groove on the screw and nut for quenching and grinding.Make it has enough hardness and wear resistance, to ensure adequate service life;Steering gear ratio can change;Stable and reliable;Rack and gear clearance between fan adjustment work easily;Suitable for integrated power steering.The main content of this title is to design a mechanical circulating ball type steering gear.Through consulting relevant literature,to design and calculation of the size of the circulating ball type steering gear and strength check.Then the circulating ball type steering gear three-dimensional modeling using CATIA.Finally draw the redirector assembly drawing and part drawing of important parts.Key words: Circulating ball type steering gear;3 d modeling;The screw and nut combination目录摘要 (1)Abstract (1)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 研究的目的及意义 (3)1.4 研究内容和设计方法 (4)第2章转向器的设计 (5)2.1 转向器的组成与分类 (5)2.2 循环球式转向器方案分析 (6)2.3 转向器主要性能参数 (7)2.3.1 转向器的效率 (8)2.3.2 传动比的变化特性 (9)2.3.3 转向器传动副的传动间隙t (12)2.4 循环球式转向器设计与计算 (13)2.4.1 转向器计算载荷的确定 (13)2.4.2 循环球式转向器主要尺寸参数的确定 (13)2.4.3 零件的强度校核 (20)第3章基于CATIA的三维造型 (23)3.1 CATIA简介 (23)3.2 循环球式转向器的三维建模 (23)3.2.1 转向螺杆的建模 (23)3.2.2 转向器的装配设计 (24)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附件一 (31)附件二 (34)第1章绪论1.1 课题背景21世纪的开局十年，既是我国改革开放经济高速增长的十年，也是我国的汽车工业快速发展的十年。
2009年，我国汽车工业产销量突破1000万量大关，跃居世界第一位。
在这样的大环境下，汽车零部件也得到了飞速的发展。
汽车零部件行业是汽车工业发展的基础，其带动的产业很多，比如上游的钢材、有色金属、石油、橡胶及其他的材料行业，还有处于下游的整车装配行业和汽车的服务维修行业。
随着我国整车消费市场和汽车保有量的大幅提升，不仅仅吸引了国外的汽车品牌来中国合资建厂，同时许多的国际知名汽车零部件厂商也把目光聚焦在了中国这片市场上，包括电装、博世、马勒、博泽、法雷奥等等。
当然国内也成长起来一大批汽车配套零部件企业。
全球汽车行业的整车厂和零部件厂关系大体分为三种模式，一是以欧美为代表的平行发展模式，即零部件企业完全与整车厂是相互独立的，零部件企业通过自由竞争来赢取市场，获得发展；二是以日韩为代表的塔式模式，整车企业与零部件企业之间是利益共同体的关系，两种企业之间的合作关系很深，相互依存，共同发展；三是中国计划经济时代的模式，即零部件厂附属于整车厂，比如一汽，东风这些国有企业。
目前在国内仍有部分企业采取这种模式。
然而随着国际化浪潮的不断推进，经济全球化已经成为世界经济发展的主流趋势，这种整车厂和零部件企业的关系也在不断地丰富和变换着。
现在欧美企业也越来越强调整车企业和零部件企业共同合作的关系；而在一些日韩的汽车企业当中，也有全球化采购零部件的倾向。
如今，整车厂对零部件厂提出越来越高的要求，零部件企业已经不是传统的意义上的单纯的零部件供应商，二是能够给整车厂提供系统的解决方案的供应商。
也就是说，在整车厂研发设计产品阶段会对各个总成零部件提出限定和要求，或者在产品的研发过程中产生问题的时候，这时候都要求零部件供应商来协作，提供配套的解决方案。
这就对零部件企业提出了更高的要求，比如要有很强的创新能力和设计经验等。
基于这样的趋势，零部件企业要想获得更好的发展，就必须在前沿技术开发的早期，就与整车厂进行紧密的合作，共同发展，合作共赢。
从长远的眼光看，这种模式下的整车厂和零部件企业之间是共创未来的关系，为整车厂和零部件企业创造了和谐发展的环境和广阔空间。
经过多年的努力发展，国有品牌零部件质量有了很大的提高，但是整体的质量水平与外资企业相比还是有一定的差距的，尤其是在产品的一致性和可靠性方面还有很多需要尽快提升的。
当然，这也是有原因的。
由于部分国内零部件企业仍然处在粗放式的生产管理方式阶段，缺少对工艺系统的研究与持续改进，过程控制能力不足，产品质量不稳定，很难形成高质量的产品，这样在市场的竞争方面就很难形成优势。
产品的技术实力是企业参与市场竞争的核心要素，国外的零部件企业的来源于不断地研发投入和持续的技术创新。
而反观国内，由于起步比较晚，国内零部件企业在这一方面仍有欠缺。
目前，国内的零部件供应商大多采用“来图加工”的模式，即整车厂商将产品数据及图样提供给零部件供应商，后者按照图样进行生产加工制造。
多数企业没有完全掌握核心技术，产品市场多面向中低端，高端产品较少。
尤其是在涉及动力系统、油耗、排放、安全等电控零部件方面技术落后，部分领域甚至处于空白。
可以说，汽车零部件产业的发展水平直接影响着我国汽车工业的未来，因此，加强零部件的设计，提高其质量和技术水平便显得尤为重要。
转向器是转向系统中的重要组成的部件，对其进行深入的研究意义重大。
而循环球式转向器由于具有较高的传动效率，磨损较小，使用寿命长，近年来得到了广泛的应用。
1.2 国内外研究现状随着国内汽车行业的发展，作为汽车关键部件之一的转向器也得到了相应的发展，基本上形成了专业化、系列化的生产局面。
汽车转向器的结构很多，但从目前的使用的普遍程度来看，主要有四种类型：循环球式、齿轮齿条式、蜗杆滚轮式、蜗杆销式[1]。
而且齿轮齿条式转向器和循环球式转向器也是应用最广泛的两种转向器。
汽车车速的不断提高，需要在高速时有更加良好的转向稳定性，这就要求转向器具有较高的刚度。
循环球式转向器由于通过钢球的滚动来传递转向力，具有较高的强度，并且该转向器可以被设计成具有等强度结构，适用于高速车辆。
当齿条齿扇传动副产生磨损后，可以重新调整间隙，使其保持合适的传动间隙，从而减少振动，提高转向器寿命。
目前，汽车上广泛采用循环球式转向器。
在循环球式转向器的设计过程中，主要包括齿轮齿条传动副，螺杆螺母传动副以及导球机构的设计。
所谓导球机构，是指将螺杆螺母之间的滚球，经导向管组成首尾相接的循环线路的装置。
这装置包括螺母螺杆，滚球及导管。
正确设计的导球机构，可保证在不发生任何干涉且阻力较小的情况下，引导滚球在该机构中顺利流通。
相反，如设计不合理，就可能产生过大的阻力，使传动效率降低，甚至会发生几何干涉，使导管损坏。
目前设计导球机构的方法，，一般是参照现有结构选择几何参数，试制出样品以后再根据滚球流通情况进行修正。
螺母滚球与螺杆组成行星机构，滚球相当于行星轮。
当螺母不动而螺杆旋转时，滚球一方面绕自身的中心自转，同时又绕螺杆的中心公转。
滚球公转时，其球心的运动轨迹是一条螺旋线。
螺母上如装有导管，导管阻止滚球沿滚道运动，使其改变方向而沿导管运动。
滚球由沿螺旋运动改为由导管运动时，会使运动阻力增加。
如果设计不当，则会发生运动干涉现象。
