動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計【含8張CAD圖】
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充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙任務(wù)書題 目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計題目來源 教師自擬學生姓名 學 號 專業(yè)班級指導(dǎo)教師 職 稱 教 研 室畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)與要求本課題要求學生利用所學理論和專業(yè)知識，設(shè)計出一種動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的機構(gòu)。一、畢業(yè)論文應(yīng)完成的主要任務(wù)①調(diào)研，查閱有關(guān)文獻資料，清楚動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)；②分析動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；③根據(jù)動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的基本原理，對主動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器進行構(gòu)思；④進行動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的機構(gòu)設(shè)計；⑤對主動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器繪制 CAD 圖并驗證方案的可行性；⑥根據(jù)主要任務(wù)詳細安排論文進度。二、畢業(yè)論文的基本要求、成果形式及工作量1、論文要求①資料要充分、結(jié)構(gòu)要完整，論述要清晰；②理論分析與計算正確，數(shù)據(jù)準確可靠；③重要數(shù)據(jù)及應(yīng)用他人成果必須要有明確出處；④格式要符合我校論文書寫規(guī)范；⑤按時完成畢業(yè)論文各階段工作，不突襲，不抄襲；⑥每周主動和老師溝通論文工作進度，探討設(shè)計內(nèi)容；⑦形成論文書面周記、論文初稿和論文終稿。2、成果形式及工作量①一份畢業(yè)論文；②機械設(shè)計圖紙（至少零件圖和裝配圖一張 A1 或兩張 A2）；③2500 字的相關(guān)外文資料翻譯。畢業(yè)論文（設(shè)計）工作進程 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙第 1~2 周 2017.12.07~2017.12.29 查（借）閱資料，學習相關(guān)基礎(chǔ)理論和知識，選擇合理的方案并撰寫開題報告。第 3~5 周 2018.01.03~2018.01.22 基本機構(gòu)設(shè)計完成第 5~7 周 2018.1.23~2018.4.15 完整方案設(shè)計完成第 8~9 周 2018.4.16~2018.4.30 撰寫畢業(yè)論文第 10~11 周 2018.5.1~2018.5.13 論文定稿第 12 周 2018.5.14~2018.5.20 整理資料準備答辯指導(dǎo)教師（簽字） 畢業(yè)論文工作組組長（簽字） 學生（簽字） 畢業(yè)論文（設(shè)計）起止時間：20XX 年 12 月 27 日至 20XX 年 5 月 25 日 注：本表由指導(dǎo)教師填寫，于每學年第 1 學期 18 周，經(jīng)畢業(yè)論文工作組審批，隨畢業(yè)論文裝訂由學院存檔。 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙開題報告論文（設(shè)計）題目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計學生姓名 學號 指導(dǎo)教師1、研究目的及意義 汽車轉(zhuǎn)向系是保持或者改變汽車行駛方向的機構(gòu)，在汽車轉(zhuǎn)向行駛中，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。保證汽車在行駛中能按駕駛員的操縱要求，適時地改變行駛方向，并能在受到路面干擾偏離行駛方向時，與行駛系配合，共同保持汽車穩(wěn)定地直線行駛。轉(zhuǎn)向系對汽車行駛的操縱性、穩(wěn)定性和安全性都具有重要的意義。作為汽車關(guān)鍵部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，基本已形成了專業(yè)化、系列化生產(chǎn)的局面。有資料顯示，國外有很多國家的轉(zhuǎn)向器廠，都已發(fā)展成大規(guī)模的生產(chǎn)的專業(yè)廠，年產(chǎn)超夠百萬臺，壟斷了轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)，并且銷售點遍布了全世界。從操縱輕便性、穩(wěn)定性及安全性行駛的角度，汽車制造廣泛使用更先進的工藝方法，使用變速比轉(zhuǎn)向器、高剛性轉(zhuǎn)向器?！白兯俦群透邉傂浴笔悄壳笆澜缟仙a(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向從 70 年代起轎車興起了齒輪齒條轉(zhuǎn)向器，這種轉(zhuǎn)向機構(gòu)由方向盤、轉(zhuǎn)向軸、萬向節(jié)、轉(zhuǎn)動軸、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動桿和轉(zhuǎn)向輪等組成。方向盤操縱轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪傳動，齒輪與齒條緊密嚙合，推動齒條左移動或右移動，帶動轉(zhuǎn)向輪擺動，從而改變轎車行駛的方向。這種轉(zhuǎn)向機構(gòu)與循環(huán)球式等其它類型的轉(zhuǎn)向機構(gòu)比較，省略了轉(zhuǎn)向搖臂和轉(zhuǎn)向主拉桿，具有構(gòu)件簡單，傳動效率高的優(yōu)點。而且它的逆?zhèn)鲃有室哺?，在車輛行駛時可以保證偏轉(zhuǎn)車輪的自動回正，駕駛者的路感性強。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器：它是一種最常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu)是一對相互嚙合的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動小齒輪旋轉(zhuǎn)時，齒條便做直線運動。有時，靠齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。所以，這是一種最簡單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，轉(zhuǎn)向靈敏，體積小，可以直接帶動橫拉桿。在汽車上得到廣泛應(yīng)用。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分兩端輸出式和中間（或單端）輸出式兩種。兩端輸出的 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，作為傳動副主動件的轉(zhuǎn)向齒輪軸通過軸承安裝在轉(zhuǎn)向器殼體中，其上端通過花鍵與萬向節(jié)叉和轉(zhuǎn)向軸連接。與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合的轉(zhuǎn)向齒條水平布置，兩端通過球頭座與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。彈簧通過壓塊將齒條壓靠在齒輪上，保證無間隙嚙合。彈簧的預(yù)緊力可用調(diào)整螺塞調(diào)整。當轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤時，轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn)動，使與之嚙合的齒條沿軸向移動，從而使左右橫拉桿帶動轉(zhuǎn)向節(jié)左右轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)向車輪偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)向。中間輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，其結(jié)構(gòu)及工作原理與兩端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基本相同，不同之處在于它在轉(zhuǎn)向齒條的中部用螺栓與左右轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。在單端輸出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上，齒條的一端通過內(nèi)外托架與轉(zhuǎn)向橫拉桿相連。2、國內(nèi)外發(fā)展狀況1. 國內(nèi)發(fā)展趨勢2007 年中國汽車銷售 879.15 萬輛，2008 年中國汽車銷售 938 萬輛，2009年預(yù)計增長 8.6%，達到 1019 萬輛。汽車產(chǎn)銷量的逐步增長為汽車轉(zhuǎn)向機市場提供了一個較大的發(fā)展空間，2008 年市場對轉(zhuǎn)向機行業(yè)需求有所減緩，在需求增長有所減緩的現(xiàn)狀下，產(chǎn)能擴張的勢頭并沒有得到較好的控制。產(chǎn)能過剩、重復(fù)建設(shè)不僅導(dǎo)致生產(chǎn)與消費的失衡，而且還引發(fā)了轉(zhuǎn)向機行業(yè)內(nèi)的一系列惡性價格競爭，影響了轉(zhuǎn)向機行業(yè)業(yè)的盈利能力。中國轉(zhuǎn)向機行業(yè)市場現(xiàn)狀，為外資企業(yè)入駐中國創(chuàng)造了條件，國際許多轉(zhuǎn)向機行業(yè)企業(yè)已經(jīng)看中在中國低成本拓展市場的機會，隨著外資投入逐步加大，中國國內(nèi)企業(yè)改革重組迅速加快。同時新的行業(yè)制度等政策的頒布和實施將促使我國轉(zhuǎn)向機行業(yè)洗牌，企業(yè)兼并重組將在政策的促使下大力發(fā)展。2. 國外發(fā)展趨勢據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占 45%左右，齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器占 40%左右，渦桿滾輪式轉(zhuǎn)換器占 10%左右，其他型式的轉(zhuǎn)換器占 5%。循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器有很大的發(fā)展。日本汽車轉(zhuǎn)向器的特點是循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占得比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動機的類型汽車，采用不同類型轉(zhuǎn)向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器，已由 60 年代的 62.5%，發(fā)展到現(xiàn)今的 100%了，大、小型貨車大都循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器， 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙但齒輪齒條式轉(zhuǎn)換器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉(zhuǎn)換器占 65%，齒輪齒條式占 35%。3、研究內(nèi)容本文研究的主要內(nèi)容如下：1）轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及選擇；2）轉(zhuǎn)向系的設(shè)計及參數(shù)確定；3）動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計和計算；4）通利用 CAD 畫裝配圖，零件圖；四、研究方案以及進度安排該設(shè)計劃分為以下階段：1）調(diào)查研究、收集資料2）開題報告3）轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式選擇4）轉(zhuǎn)向系的設(shè)計及參數(shù)的確定5）齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計與計算6）利用 CAD 畫裝配圖、零件圖7）整理文檔、形成論文進度安排（1）熟悉任務(wù)書，了解相關(guān)信息，準備資料，填寫開題報告。（2）收集相關(guān)技術(shù)參數(shù)、進行總體設(shè)計。（3）邊設(shè)計邊繪制裝配圖。（4）繪制裝配圖及零件圖。（5）整理文檔并提交畢業(yè)論文初稿。（6）畢業(yè)論文總結(jié)、評閱、審核及修改不足。（7）為畢業(yè)論文答辯做準備及答辯。五、論文提綱摘要第一章 緒論1.1 概論1.2 轉(zhuǎn)向器的作用與分類1.3 發(fā)展趨勢1.4 國內(nèi)外現(xiàn)狀1.5 設(shè)計的主要內(nèi)容第二章 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計方案選擇 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙2.1 相關(guān)數(shù)據(jù)與設(shè)計要求2.2 轉(zhuǎn)向器總體方案設(shè)計2.2.1 轉(zhuǎn)向器設(shè)計方案說明2.2.2 轉(zhuǎn)向器輸入輸出方式2.2.3 轉(zhuǎn)向器各種輸出形式對比2.2.4 轉(zhuǎn)向器齒輪齒條選擇2.2.5 轉(zhuǎn)向器齒條斷面形狀2.2.6 轉(zhuǎn)向器的布置形式2.2.7 轉(zhuǎn)向器最終方案確定第 3 章 轉(zhuǎn)向器齒輪齒條設(shè)計計算過程3.1 轉(zhuǎn)向輪偏側(cè)角計算3.2 轉(zhuǎn)向器原地轉(zhuǎn)向阻力矩計算3.3 轉(zhuǎn)向器傳動比與力傳動比計算3.3.1 角傳動比與力傳動比介紹3.3.2 角傳動比與力傳動比確定3.4 齒輪齒條設(shè)計3.4.1 齒輪齒條嚙合傳動的特點3.4.2 齒輪參數(shù)的選擇3.4.3 計算接觸疲勞許用應(yīng)力3.4.4 齒輪的齒根彎曲強度設(shè)計3.4.5 確定齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸3.4.6 確定齒條主要參數(shù)和幾何尺寸3.4.7 齒面接觸疲勞強度校核第 4 章 齒輪軸的設(shè)計4.1 齒輪齒條傳動收分析4.2 齒輪軸最小徑確定4.3 齒輪軸的強度校核第 5 章 間隙調(diào)整彈簧的設(shè)計計算5.1 選擇材料5.2 計算彈簧絲直徑5.3 彈簧圈數(shù)和自由高度的計算5.4 彈簧校核與尺寸結(jié)構(gòu)確定5.5 彈簧工作時的數(shù)據(jù)第 6 章 其他零件的選擇與潤滑方式確定6.1 軸承的選擇6.2 轉(zhuǎn)向器潤滑方式第 7 章 方畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙6、工作條件1）熟悉相關(guān)軟件和常用算法；2）查閱關(guān)于動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的文獻；3）老師的專業(yè)指導(dǎo)。七、參考文獻［1］劉惟信.汽車設(shè)計［M］.北京：清華大學出版社，2001.［2］王望予.汽車設(shè)計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.［3］陳家瑞.汽車構(gòu)造［M］.機械工業(yè)出版社.2005. ［4］中國機械工程學會,中國機械設(shè)計大典編委會.中國機械設(shè)計大典［M］.江西科學技術(shù)出版社.2002. ［5］董麗霞,張平.簡明汽車技術(shù)詞典［M］.人民交通出版社.2003.［6］張金柱,韓玉敏,石美玉.汽車工程專業(yè)英語［M］.化學工業(yè)出版社.2005.［7］李建成.汽車轉(zhuǎn)向原理［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003.［8］杜浩.汽車設(shè)計與研究［M］.鄭州：國防工業(yè)出版社，2006.［9］ 王三民,諸文俊.機械原理與設(shè)計［M］.機械工業(yè)出版社.2002 .［10］李玉民，李旭宏，過學迅等.轉(zhuǎn)向梯形驅(qū)動機構(gòu)的運動分析及優(yōu)化設(shè)計［11］雷雨成，鄭德林，張星等.汽車多軸轉(zhuǎn)向搖臂機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計［J］.哈爾濱工業(yè)大學學報，1997，29（5）［12］寧介雄，周海霞.汽車搖臂機構(gòu)的數(shù)學建模及最優(yōu)化［J］.機械設(shè)計.2007,24（2）:65-67.［13］雷良榆.新型齒輪齒條式導(dǎo)向機構(gòu)［J］.機械制造.1982.指導(dǎo)教師意見及建議（從選題、理論與實證準備、研究（設(shè)計）方法、工作安排等方面給出評價，并提出指導(dǎo)意見）：該生對畢業(yè)論文的開題做了比較充分的前期準備，通過與指導(dǎo)教師充分討論，參考了許多文獻，確定了具有研究意義的課題。開題報告中本課題的研究方法和研究步驟基本合理，研究的選題立意明確，結(jié)構(gòu)合理，研究內(nèi)容充實，研究步驟安排合理，研究方法準確有效。同意趙立同學畢業(yè)論文開題。指導(dǎo)教師簽名：年 月 日 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙畢業(yè)論文工作組意見及建議準予開題畢業(yè)論文工作組組長簽字：年 月 日注：1.此表由學生填寫后，交指導(dǎo)教師簽署意見，經(jīng)畢業(yè)論文（設(shè)計）工作組審批后，才能開題。中期檢查表論文（設(shè)計）題目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計學生姓名 學號 指導(dǎo)教師計劃完成時間 2018 年 5 月 25 日按照進度安排應(yīng)完成的任務(wù)2017.12.07~2017.12.29 查（借）閱資料，學習相關(guān)基礎(chǔ)理論和知識，選擇合理的方案并撰寫開題報告。2018.01.03~2018.01.22 撰寫開題報告，對開題報告按批注進行修改；寒假擬定總體設(shè)計方案，繪制簡圖；2018.1.23~2018.2.15 基本機構(gòu)設(shè)計完成；2018.2.16~2018.4.15 完整方案設(shè)計完成。實際完成情況根據(jù)查閱資料及自主學習，完成了對轉(zhuǎn)向器的主要設(shè)計及數(shù)據(jù)計算。論文前四章主體以大部分完成，后期還需要完成設(shè)計驗證及論文的編寫，許多細節(jié)需要進一步改善。 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙目前有哪些問題和困難，擬采取的解決方法在模擬仿真方面，還存在一些問題，準備查閱相關(guān)視頻了解。論文格式方面，需要進一步改進和完善。檢查中發(fā)現(xiàn)的問題與建議該生的畢業(yè)設(shè)計總體思路清晰，條理明確，資料的收集和調(diào)研豐富，態(tài)度認真嚴謹，進度符合任務(wù)書的要求，設(shè)計主體部分基本確定，但在方案的一些細節(jié)部分還需要完善，整體排版及格式需要進一步調(diào)整。畢業(yè)論文工作組組長簽名： 年 月 日注：1.最后一欄由指導(dǎo)教師填寫。2.此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學院存檔。指導(dǎo)教師評分表學院：XXX 專業(yè)班級：XXX 學生姓名：XXXX 學號：XXX畢業(yè)論文題目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計評 價 項 目（參考） 分值 打分01 工作態(tài)度，工作作風工作態(tài)度 02 畢業(yè)論文完成情況 20 16.003 查閱文獻資料能力04 綜合運用知識能力05 研究方案的設(shè)計能力06 研究方法和手段的運用能力能力水平07 外文應(yīng)用能力40 34.008 文題相符程度09 寫作水平10 寫作規(guī)范程度論文質(zhì)量11 篇幅，論文工作量40 34.0 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙12 論文的理論或?qū)嶋H價值綜合評定成績 84.0評價意見該生具有獨立工作能力，論文選題有實際應(yīng)用價值，分析歸納合理，能夠掌握專業(yè)知識和基礎(chǔ)理論，結(jié)構(gòu)安排合理，完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書規(guī)定的工作量。能夠利用繪圖軟件進行二維圖和三維圖的繪制，能夠正確翻譯外文文獻，完全符合本科生畢業(yè)答辯條件，同意按期進行答辯。是否同意答辯 同意指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日注：此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學院存檔。答辯及成績評定表學生姓名 學號 專業(yè)名稱答辯時間 答辯地點 指導(dǎo)教師題 目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計 記錄人姓 名 職 稱 姓 名 職 稱答辯小組成員 充值購買- 下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙?zhí)釂柤盎卮鹎闆r記錄（3~4 個主要問題）：1.轉(zhuǎn)向器中齒輪，齒條工作條件是什么？答：齒輪齒條完全嚙合，浸在特殊選定的潤滑油中，外部由殼體進行封閉經(jīng)油管完成油液循環(huán)2.為什么 20CrMnTi 滲碳？答：嚙合條件下原材料 20CrMnTi 性能不滿足需求，滲碳增加耐磨性，增強硬度強度。3.整體設(shè)計主要內(nèi)容答：主要對轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算及校核，轉(zhuǎn)向器的三維繪圖及仿真。記錄人簽字：年 月 日答辯小組評語及成績：76.0答辯小組組長簽字： 年 月 日指導(dǎo)教師成績 84.0×40% =33.6評閱教師成績 85.0×20% =17答辯成績 76.0×40% =30.4畢業(yè)論文總評成績 81.0論文 等 級良好畢業(yè)論文工作組意見：畢業(yè)論文工作組組長簽名： 年 月 日注：1、總評成績=指導(dǎo)教師成績×40%＋評閱教師成績×20%＋答辯成績×40%。2、論文等級分優(yōu)秀（≥90 分）、良好（80-89 分）、中等（70-79 分）、及格（60-69 分）、不及格（＜60 分）。3、此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學院存檔 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙I評閱教師評分表學院：XXX 專業(yè)班級：XXXX 學生姓名：XXX 學號：XXXXX畢業(yè)論文題目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設(shè)計評 價 項 目（參考） 分值 打分01 查閱文獻資料能力02 綜合運用知識能力03 研究方案的設(shè)計能力04 研究方法和手段的運用能力能力水平05 外文應(yīng)用能力50 43.006 文題相符程度07 寫作水平08 寫作規(guī)范程度09 篇幅，論文工作量論文質(zhì)量10 論文的理論或?qū)嶋H價值50 42.0綜合評定成績 85.0評價意見本論文以齒輪齒條作為汽車轉(zhuǎn)向器的主體機構(gòu)方案，對齒輪齒條進行了設(shè)計計算，設(shè)計了齒輪軸。并選擇了相應(yīng)的軸承機器潤滑方式。論文的總體結(jié)構(gòu)合理，論述較為清楚。論文摘要中提到有設(shè)計相應(yīng)的三維結(jié)構(gòu)圖，并進行了驗證。但論文中并有三維結(jié)構(gòu)圖，也沒有相應(yīng)的驗證內(nèi)容。同意該生參加答辯。是否同意答辯 同意評閱教師（簽名）： 年 月 日注：此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學院存檔。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙II摘要隨著經(jīng)濟的迅速增長，汽車工業(yè)得到了迅猛發(fā)展。作為汽車重要安全部件之一的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也取得了跨越式發(fā)展。汽車轉(zhuǎn)向器主要用于汽車駕駛過程中的轉(zhuǎn)向操作，其性能的重要性不言而喻。本論文通過查閱國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和現(xiàn)有機械轉(zhuǎn)向器的類型特點，選用齒輪齒條作為汽車轉(zhuǎn)向器的主體機構(gòu)方案。首先在考慮轉(zhuǎn)向器基本功能實現(xiàn)的前提下，以方向盤帶動齒輪齒條轉(zhuǎn)向軸，萬向節(jié)帶動轉(zhuǎn)向齒輪軸，其后齒輪軸與齒條配合實現(xiàn)轉(zhuǎn)向操作。通過計算校核設(shè)計的安全可靠性。最后，利用三維軟件針對齒輪齒條轉(zhuǎn)向機構(gòu)進行三維建模，并驗證該主體機構(gòu)尺寸設(shè)計的合理性。關(guān)鍵詞：齒輪齒條設(shè)計；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；轉(zhuǎn)向器 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙IIIAbstractWith the rapid economic growth, the automotive industry has been developing rapidly. As one of the important safety components of automobiles, the steering system has also made great stride development. Automobile steering gear is mainly used in steering operation during vehicle driving, and its importance is self-evident. Through consulting the research status at home and abroad and the characteristics of the existing mechanical steering gear, this paper selects rack and pinion as the main body mechanism of automobile steering gear. First, on the premise of realizing the basic function of the steering gear, the steering wheel drives the gear and rack steering axis with the steering wheel, the universal joint drives the steering gear shaft, and then the gear shaft is cooperated with the rack to realize the steering operation. The safety and reliability of the design is calculated. Finally, the 3D modeling of the rack and pinion steering mechanism is carried out by three-dimensional software, and the rationality of the size design of the main body is verified.Keywords: Gear and rack design Steering system Steering gear 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙IV目錄摘要 ....................................................................................................................................................IABSTRACT.....................................................................................................................................II第 1 章 緒論 ......................................................................................................................................11.1 概述 .........................................................................................................................................11.2 轉(zhuǎn)向器的作用與分類 .............................................................................................................11.3 汽車轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展趨勢 .....................................................................................................31.4 汽車轉(zhuǎn)向器國內(nèi)外現(xiàn)狀 .........................................................................................................41.5 設(shè)計的主要內(nèi)容 .....................................................................................................................6第 2 章 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設(shè)計方案選擇 ..........................................................................................72.1 轉(zhuǎn)向系主要性能參數(shù) .............................................................................................................72.2 轉(zhuǎn)向器總體方案設(shè)計 .............................................................................................................82.2.1 轉(zhuǎn)向器設(shè)計方案說明 .....................................................................................................82.2.2 轉(zhuǎn)向器輸入輸出形式 .....................................................................................................82.2.3 轉(zhuǎn)向器輸出形式對比分析 .............................................................................................92.2.4 轉(zhuǎn)向器齒輪齒條選擇 .....................................................................................................92.2.5 轉(zhuǎn)向器齒條斷面形狀選擇 .............................................................................................92.2.6 轉(zhuǎn)向器的四種布置形式 ...............................................................................................102.2.7 轉(zhuǎn)向器最終方案確定 ...................................................................................................112.2.8 本章小結(jié) .......................................................................................................................11第 3 章 設(shè)計計算過程 ....................................................................................................................123.1 側(cè)偏角的計算 .......................................................................................................................123.2 原地轉(zhuǎn)向阻力矩的計算 ......................................................................................................133.3 力傳動比與角傳動比對比分析 ...........................................................................................133.3.1 兩種傳動比基礎(chǔ)介紹 ...................................................................................................133.3.2 角傳動比與力傳動比確定 ...........................................................................................143.4 轉(zhuǎn)向器齒輪齒條的設(shè)計 .......................................................................................................153.4.1 嚙合傳動的特點 ...........................................................................................................153.4.2 齒輪參數(shù)的選擇 ...........................................................................................................163.4.3 接觸疲勞許用應(yīng)力 .......................................................................................................163.4.4 齒輪的齒根彎曲強度設(shè)計 ...........................................................................................173.4.5 齒輪主要參數(shù)選取計算 ...............................................................................................18 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙V3.4.6 齒條主要參數(shù)選取計算 ...............................................................................................193.4.7 齒面接觸疲勞強度校核 ...............................................................................................203.4.8 本章總結(jié) .......................................................................................................................20第 4 章 齒輪軸的設(shè)計 ....................................................................................................................214.1 傳動受力分析 .......................................................................................................................214.2 最小軸徑確定 .......................................................................................................................214.3 強度校核 ...............................................................................................................................214.3.1 本章小結(jié) .......................................................................................................................24第 5 章 間隙調(diào)整彈簧的設(shè)計 ........................................................................................................255.1 彈簧材料 ...............................................................................................................................255.2 計算彈簧絲直徑 ...................................................................................................................255.3 彈簧圈數(shù)和自由高度的計算 ...............................................................................................265.4 校核與內(nèi)外徑的確定 ...........................................................................................................265.5 工作時的數(shù)據(jù) .......................................................................................................................275.5.1 本章小結(jié) ............................................................................................................................27第 6 章 軸承選擇與潤滑方式分析 ................................................................................................296.1 軸承的選用方案 ...................................................................................................................296.2 轉(zhuǎn)向器潤滑方式 ...................................................................................................................296.2.1 本章小結(jié) .......................................................................................................................30結(jié)論 ..................................................................................................................................................31參考文獻 ..........................................................................................................................................32致 謝 ..............................................................................................................................................33附錄 A 外文翻譯 .............................................................................................................................34 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙1第 1 章 緒論1.1 概述自改革開放幾十年來，汽車工業(yè)得到了長足進步。而轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，這種汽車上的重要部件之一，也在我國市場上，得到了飛速發(fā)展。對于該部件的生產(chǎn)來說，目前已達到了專業(yè)化和現(xiàn)代工業(yè)化的規(guī)模。我們可以從有關(guān)數(shù)據(jù)獲知，在發(fā)達國家中，和轉(zhuǎn)向器有關(guān)的制造業(yè)，早就實現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，而且產(chǎn)量可以達到年均數(shù)百萬臺。所以，在資本和技術(shù)等方面優(yōu)勢的加持下，這些廠商差點就占據(jù)全球所有的轉(zhuǎn)向器市場，如今，其成功模式被世界各地其它廠商爭相模仿。1.2 轉(zhuǎn)向器的作用與分類通常情況下，轉(zhuǎn)向器可以改變轉(zhuǎn)向盤上的力矩，讓它增大，然后讓速度得以削減，接著再傳遞到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的傳動部件上。在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，實現(xiàn)速度減弱的裝置，叫做轉(zhuǎn)向器。通常，由 1 到 2 級來縮小傳動副的速度。轉(zhuǎn)向器進行傳動的效率很低，因為它的傳動比比較大，該效率是輸出與輸入功率的比值。該效率因為傳動方向的不同，被劃分為兩種情況：第一種，正效率。這種情況下，功率是從轉(zhuǎn)向柱輸入，然后，轉(zhuǎn)向搖臂再把它輸出到車輪上；第二種，逆效率。功率的輸入和輸出正好和正效率情況下的相反。而在進行轉(zhuǎn)向器的設(shè)計時，要注意到的是，如果想要提升轉(zhuǎn)向器的傳動效率，那么就又很必要削減操縱轉(zhuǎn)向盤所需要的力量。現(xiàn)在，各地市場上常見的轉(zhuǎn)向器，主要有蝸桿指銷式、循環(huán)球式和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器等。本文所研究的，就是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。在市場上，該轉(zhuǎn)向器具有很多優(yōu)點，比如，它的傳動副只由兩部分構(gòu)成，分別是齒輪和齒條。所以它的構(gòu)造簡潔、置放容易、穩(wěn)定性高，而且制造工藝不繁瑣，生產(chǎn)速度快等。但它也有著許多顯著不足，比如，轉(zhuǎn)向傳動的尺寸不是很大，而且，在實際使用中，齒條的不均勻磨損，會時常在其長度方向上發(fā)生。因此，一些無需進行高強度工作的微型汽車，經(jīng)常在其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，使用該種形式的轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)主要形式可分為數(shù)種類型。過去的幾十年曾出現(xiàn)過多種形式的不同類型轉(zhuǎn)向器，近幾年來，遍地使用的轉(zhuǎn)向器，主要有下列幾種形式，比如 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙2蝸桿滾輪式、循環(huán)球式和齒輪齒條式等。除此之外，還有一種非常冷門的蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器。但要是按照轉(zhuǎn)向助力的方式，那么轉(zhuǎn)向器，又能被劃分為以下兩種類型，第一，機械式；第二，動力式。在這兩種類型中，機械式動力轉(zhuǎn)向器，又因為動力來源的不同，被劃分為以下幾種形式，比如電動助力式、氣壓動力式和液壓動力式等等。1、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器這是一種被廣泛使用的轉(zhuǎn)向器，在市場上隨處可見。它的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)很簡單，主要是齒條和一雙互相嚙合的齒輪。在轉(zhuǎn)向軸的帶動下，小齒輪開始旋轉(zhuǎn)，而齒條就被帶動起來，開始做直線運動。當然，還有一些與此不同的情況，比如橫拉桿直接被齒條帶動，從而使轉(zhuǎn)向輪帶動車輪，改變方向。這種轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)最為簡單，且成本低廉，但是轉(zhuǎn)向的靈敏度卻一點也不低，體積還很小巧。從性價比上來說，這種轉(zhuǎn)向器是最優(yōu)選擇，所以得到了相關(guān)市場的青睞。2、蝸桿曲柄銷式轉(zhuǎn)向器該轉(zhuǎn)向器主要分為蝸桿和曲柄銷兩大部分組成。蝸桿的螺紋形狀類似于為梯形；錐形銷通過軸承，被支撐在曲柄上，而該曲柄和負責轉(zhuǎn)向的搖臂，則是一個整體，沒有任何接連結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在接到駕駛員的指令后，先會通過轉(zhuǎn)向盤，使蝸桿轉(zhuǎn)動起來。接著。錐形銷，就會在蝸桿螺旋槽內(nèi)，持續(xù)地進行自轉(zhuǎn)，同時還以搖臂的軸為中心，做著圓弧運動。通過這樣的方式，讓轉(zhuǎn)向擺臂和曲柄，產(chǎn)生擺動，然后，轉(zhuǎn)向輪再在轉(zhuǎn)向傳動部件的作用下，發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)向器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力非常大，所以經(jīng)常被應(yīng)用在卡車和大型貨車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中。3、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器這種轉(zhuǎn)向器的工作原理，如下所述：轉(zhuǎn)向盤的所發(fā)出的旋轉(zhuǎn)力，會被齒輪結(jié)構(gòu)減少，接著該結(jié)構(gòu)會把這個力進行傳遞，此時，螺夾著鋼球的螺母和滾珠螺桿，就會相互咬合，從而將滾珠螺桿轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)的運動。然后齒輪便會再次跟螺母之間發(fā)生嚙合，這樣就會改變剛才滾珠螺桿的直線往復(fù)運動，讓它旋轉(zhuǎn)起來。而該旋轉(zhuǎn)會搖動連桿臂，讓它帶著連動和橫拉桿，進行直線往復(fù)運動，從而實現(xiàn)車輪方向的改變。這是一種非常經(jīng)典的轉(zhuǎn)向方案，但比較落后，不被市場所喜愛。它主要是利用了一種相對位移，該位移是螺栓和螺母在旋轉(zhuǎn)的整個過程中，所形成的。出于削減直接接觸帶來的阻力，一定數(shù)量的鋼球被放置在這個結(jié)構(gòu)的螺紋中。于是，當轉(zhuǎn)向系統(tǒng)開始轉(zhuǎn)向操作后，鋼球就會在螺旋曲線內(nèi)做著往復(fù)運動，當然，該曲線是封閉的。所以，這種轉(zhuǎn)向器就被稱為循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。4、齒輪齒條液壓助力轉(zhuǎn)向器 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙3相較于齒輪齒條機械式的轉(zhuǎn)向器來說，有一種叫做齒輪齒條液壓助力式的轉(zhuǎn)向器。這種液壓助力式轉(zhuǎn)向器，只不過在原鄉(xiāng)機械式的基礎(chǔ)上，增加了一些讓駕駛員在轉(zhuǎn)向操作中，會感到更加方便的部件，比如，轉(zhuǎn)向閥、轉(zhuǎn)向油缸、轉(zhuǎn)向油壺等等，讓駕駛員的轉(zhuǎn)向操作更加省時省力。1.3 汽車轉(zhuǎn)向裝置的發(fā)展趨勢在汽車的所有部件中，轉(zhuǎn)向裝置是非常重要的部件之一，它可以輕而易舉地改變汽車的行進方向。所以，通常要求該裝置的反應(yīng)要十分靈敏，能準確感知駕駛員的下達的轉(zhuǎn)向操作指示。而且，當轉(zhuǎn)向動作發(fā)生后，哪怕駕駛員沒有再操作方向盤，該裝置也要能夠使汽車自行回位到之前的穩(wěn)定駕駛中。汽車工業(yè)作為第二產(chǎn)業(yè)的中流砥柱，其代表著一個國家的制造業(yè)整體水平。汽車屬于制造業(yè)的集成產(chǎn)品，結(jié)合了多種領(lǐng)域的優(yōu)勢特點，集復(fù)雜性與高科技于一身，遠非我們原來所理解的機械工程車輛。傳統(tǒng)設(shè)計的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要采用的都是機械式助力，比如，通過人力轉(zhuǎn)動方向盤，帶動一系列的機械部件運動之后，轉(zhuǎn)向器進行轉(zhuǎn)向動作，從而改變汽車的駕駛方向。 液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)更為先進，便捷，得到了市場的一直認可，遂得以逐年擴展推廣。液壓式的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)成功把原先的人力助力，變更為液壓輔助人力的方式，大大減少駕駛員轉(zhuǎn)向時的發(fā)力。該助力系統(tǒng)，英文簡稱為 HPS，是通過對機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行改進后，衍生出來的——添加液壓部件。這液壓部件的動力源，來自汽車的發(fā)動機，性能非常穩(wěn)定，性價比也很實惠。所以，自從面世以來，深受市場的追捧。這種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)區(qū)別是由液壓力出力支持轉(zhuǎn)向運動的實現(xiàn)，弱化駕駛者作用在方向盤上的力，進一步加強汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)穩(wěn)定性和便捷性。 隨著電子技術(shù)在汽車中進一步推廣使用，大量的電子器件也被添加到轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中來，這也標志著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電子化的全面到來，很快就有廠家推出了其新一代產(chǎn)品——電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。目前市面上售賣的電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要有兩種，第一種，電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；第二種，電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) [1]。這兩種系統(tǒng)都是基于液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，改進和衍生而來的。相較于傳統(tǒng)的液壓式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它們之間還是有一些明顯差別的。比如，電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，它的動力來源是單獨的電動機，而在非液壓式轉(zhuǎn)向裝置中，卻是由發(fā)動機提供動力。用電動機代替發(fā)動機的好處，也是顯而易見的，不會增加發(fā)動機的功率消耗，縮減了汽油的用量。而電控式液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，雖然動力也是由電動機提供的， 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙4但它跟電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)比起來，也有著明顯的不同。電控式，顧名思義，它在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用了電子器件對轉(zhuǎn)向進行控制?？梢愿鶕?jù)汽車駕駛中的一些部件參數(shù)，比如汽車當下行駛速度和方向盤的轉(zhuǎn)向速度等等，然后決定提供多大的液壓助力，對轉(zhuǎn)向動作進行輔助，從而可以在各種車況下，實時地對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在轉(zhuǎn)向操作時，所用到的助力大小進行調(diào)節(jié)。減少磨損，降低消耗能源。電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雖較液壓助力轉(zhuǎn)向有部分優(yōu)勢。然而，這種系統(tǒng)并非完美無缺，它自身依舊存在各種不足和缺陷，比如，液壓油容易泄露等等。同時，電液助力系統(tǒng)中，液壓部件的加入，不僅增加了廠家的生產(chǎn)成本，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也變得非常復(fù)雜，其性能反倒變得不可靠。如大部分坦克現(xiàn)仍使用機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在電氣化發(fā)達的今天，由于電液助力系統(tǒng)的諸多不足，人們很快就發(fā)現(xiàn)了它的替代品即電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)對于其它類型的轉(zhuǎn)向裝置，該系統(tǒng)摒棄了液壓部件，而且它的助力來源也變更為電動機。這種轉(zhuǎn)向裝置由三種基本器件構(gòu)成，比如微處理器、電動機和轉(zhuǎn)矩傳感器等。它的工作流程如下所述 [2]：當轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接收到轉(zhuǎn)向指令后，轉(zhuǎn)向軸就會做出相應(yīng)運動，與此同時轉(zhuǎn)矩傳感器開始工作，對轉(zhuǎn)矩信號進行處理，然后將該信號變?yōu)殡娮有盘枺扑偷轿⑻幚砥髦?。接收到該電子信號后，微處理器會采集相關(guān)部件以及汽車當前的駕駛速度等，運行預(yù)設(shè)的相關(guān)算法，進行綜合研判，然后決定是否提供助力，以及提供多少助力。因其優(yōu)異的屬性應(yīng)用范圍進一步推廣至大型傳統(tǒng)車輛。1.4 汽車轉(zhuǎn)向器國內(nèi)外現(xiàn)狀在多年的推廣和發(fā)展后，汽車領(lǐng)域也采用了大量的電子技術(shù)，轉(zhuǎn)向裝置中也是如此，使得其性能大為提升。目前，市面上主要有四種類型的轉(zhuǎn)向器，比如，齒輪齒條式( 英文縮寫 RP 型)、蝸桿滾輪式(英文縮寫 WR 型)、有蝸桿銷式(英文縮寫 WP 型) 和循環(huán)球式 (英文縮寫 BS 型)等轉(zhuǎn)向器。從現(xiàn)有統(tǒng)計數(shù)據(jù)中，可以獲知，在國內(nèi)市場上，汽車循環(huán)球式的轉(zhuǎn)向器數(shù)量最多，幾乎壟斷大半市場，份額超過百分之四十二；緊跟在循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器之后的，是齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，其市場份額剛過百分之三十九；其余，就是很稀有的蝸桿滾輪式和其它形式的轉(zhuǎn)向器，市場份額加起來好不到百分之二十。可見，循環(huán)球式的轉(zhuǎn)向器，非常受市場的歡迎，所以有關(guān)它的改進和研發(fā)，也一直在進行中，這讓它的性能也不斷得到更新和改進。而在西歐地區(qū)和日本，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器主要多用在小客車上。特別是日本這個國家，它所生產(chǎn)的車輛都合理采用了這種車型所能適用的轉(zhuǎn)向器，而且其針對公共汽車開發(fā)的循環(huán) 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙5球式轉(zhuǎn)向器，目前已經(jīng)壟斷了全球市場。一般來說，無論大還是小貨車等，它們的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都使用的是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。不過我們也要注意到的是，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器的應(yīng)用，也非常廣泛，跟循環(huán)球式的市場份額相比，相差不大。國內(nèi)早期轉(zhuǎn)向器廠商們生產(chǎn)的基本都是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。只有很少部分的廠商生產(chǎn)蝸桿滾輪式轉(zhuǎn)向器和蝸桿銷式轉(zhuǎn)向器，比如，早期的東風和解放汽車，分別使用的就是蝸桿滾輪式和蝸桿銷式轉(zhuǎn)向器。一九八九年，國家政策放開后，解放和東風等老牌廠商，也開始迅速推進循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的研發(fā)，并很快將這種轉(zhuǎn)向器應(yīng)用到自家的第二代車型中。在國外諸多生產(chǎn)商中，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)開發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)日趨完善。各種跨國公司通過技術(shù)與資金優(yōu)勢極大的擠壓了市場的占有率和銷售渠道。專業(yè)系統(tǒng)工業(yè)化的生產(chǎn)已成為一種發(fā)展趨勢，這條路屬于較為成功的發(fā)展模式，提高了企業(yè)市場競爭力。世界上有兩種主要類型的轉(zhuǎn)向器，分別是循環(huán)球式和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。而其它轉(zhuǎn)向器，比如蝸輪蝸桿式和蝸桿銷式轉(zhuǎn)向器，正在被市場無情拋棄。但在轉(zhuǎn)向器的具體應(yīng)用領(lǐng)域上，各個國家和地區(qū)之間的意見也不統(tǒng)一。比如，美國和日本把研發(fā)重點繼續(xù)放在循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器上，其國內(nèi)該種轉(zhuǎn)向