動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計【含8張CAD圖】

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任務書題 目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計題目來源 教師自擬學生姓名 學 號 專業(yè)班級指導教師 職 稱 教 研 室畢業(yè)論文（設計）任務與要求本課題要求學生利用所學理論和專業(yè)知識，設計出一種動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的機構(gòu)。一、畢業(yè)論文應完成的主要任務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 分、結(jié)構(gòu)要完 ，論 要清 ；②理論分析與計 ， 據(jù) 可 ；③ 要 據(jù)及應用 成果 要有 出 ；④ 式要 論文 ；⑤ 完成畢業(yè)論文 工作， ?， ￠?；⑥￡?主動和￥師?§論文工作進度，currency1'設計內(nèi)“；?形成論文 ???、論文fifl和論文 fl。–、成果形式及工作量①一?畢業(yè)論文；②機?設計圖·（ ???圖和?”圖一?A1…‰?A–）；③– ?? 的`關(guān)外文資料′?。畢業(yè)論文（設計）工作進?ˉ1?–? –?1˙¨1–¨?˙?–?1˙¨1–¨– 查（?）閱資料，學?`關(guān)基 理論和知識，?? 理的方案并ˇ —題 ?！?? ? –?1 ¨?1¨? ?–?1 ¨?1¨–– 基本機構(gòu)設計完成ˉ ?˙? –?1 ¨1¨– ?–?1 ¨ ¨1 完 方案設計完成ˉ ? ? –?1 ¨ ¨1 ?–?1 ¨ ¨ ? ˇ 畢業(yè)論文ˉ1??11? –?1 ¨ ¨1?–?1 ¨ ¨1 論文 flˉ1–? –?1 ¨ ¨1 ?–?1 ¨ ¨–? 理資料 指導教師（ ） 畢業(yè)論文工作 （ ） 學生（ ） 畢業(yè)論文（設計） ?–? a 1– –˙ –? a – 注：本表由指導教師填寫，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。開題報告論文（設計）題目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計學生姓名 學號 指導教師1、研究目的及 ????轉(zhuǎn)向o … ???行 方向的機構(gòu)， ??轉(zhuǎn)向行 ， 證轉(zhuǎn)向輪? 有 調(diào)的轉(zhuǎn) 關(guān)o。 證?? 行 ? ? ?的? 要求， ?行 方向，并? 到路?干擾偏離行 方向 ，與行 o” ，共同 ??穩(wěn) 直線行 。轉(zhuǎn)向o對??行 的? 性、穩(wěn) 性和安全性都具有 要的 。作為??關(guān)鍵部??一的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)也得到了`應的發(fā)展，基本已形成了專業(yè)化、o列化生產(chǎn)的局?。有資料顯示，國外有很多國家的轉(zhuǎn)向器廠，都已發(fā)展成大模的生產(chǎn)的專業(yè)廠，a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? 輕便性、穩(wěn) 性及安全性行 的 度，??制造廣泛使用更先進的工藝方法，使用?速比轉(zhuǎn)向器、高剛性轉(zhuǎn)向器?！?速比和高剛性” 目前世界上生產(chǎn)的轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)的方向從˙?a代 轎?興 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 成。方向盤? 轉(zhuǎn)向器內(nèi)的齒輪傳動，齒輪與齒條緊密嚙 ，推動齒條左移動…右移動，帶動轉(zhuǎn)向輪擺動，從而 ?轎?行 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)?簡單，傳動效率高的優(yōu)點。而且它的逆?zhèn)鲃有室哺撸??輛行 可以 證偏轉(zhuǎn)?輪的自動回 ，? 的路感性強。齒輪齒條轉(zhuǎn)向器?它 一種最常見的轉(zhuǎn)向器。其基本結(jié)構(gòu) 一對`互嚙 的小齒輪和齒條。轉(zhuǎn)向軸帶動小齒輪旋轉(zhuǎn) ，齒條便做直線運動。有 ， 齒條來直接帶動橫拉桿，就可使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向。所以，這 一種最簡單的轉(zhuǎn)向器。它的優(yōu)點 結(jié)構(gòu)簡單，成本低 ，轉(zhuǎn)向 ， 小，可以直接帶動橫拉桿。 ??上得到廣泛應用。齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器分‰ 出式和 （…單 ） 出式‰種?！? 出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，作為傳動 主動?的轉(zhuǎn)向齒輪軸§ 軸 安? 轉(zhuǎn)向器 ，其上 § 鍵與萬向節(jié) 和轉(zhuǎn)向軸 接。與轉(zhuǎn)向齒輪嚙 的轉(zhuǎn)向齒條 布 ，‰ § 球 與轉(zhuǎn)向橫拉桿` 。 § 齒條 齒輪上， 證 嚙 。 的 緊力可用調(diào) 調(diào) 。 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤 ，轉(zhuǎn)向器齒輪轉(zhuǎn)動，使與?嚙 的齒條 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?輪偏轉(zhuǎn)，從而 現(xiàn)??轉(zhuǎn)向。 出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，其結(jié)構(gòu)及工作原理與‰ 出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器基本`同， 同? 它 轉(zhuǎn)向齒條的 部用 ?與左右轉(zhuǎn)向橫拉桿` 。 單 出的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器上，齒條的一 § 內(nèi)外￠￡與轉(zhuǎn)向橫拉桿` 。–、國內(nèi)外發(fā)展狀?1¨ 國內(nèi)發(fā)展￥?–??˙a 國??銷售 ˙ ¨1 萬輛，–?? a 國??銷售 萬輛，–?? a 計§ ¨ currency1，'到1?1 萬輛。??產(chǎn)銷量的“?§ 為??轉(zhuǎn)向機??fifl了一 較大的發(fā)展– ，–?? a??對轉(zhuǎn)向機行業(yè)?求有所?·， ?求§ 有所?·的現(xiàn)狀 ，產(chǎn)???的? 并?有得到較?的?制。產(chǎn)? ”、 ?…設 ‰導 生產(chǎn)與? 的`′，而且??發(fā)了轉(zhuǎn)向機行業(yè)內(nèi)的一o列ˉ性? ˙¨，?了轉(zhuǎn)向機行業(yè)業(yè)的?利?力。 國轉(zhuǎn)向機行業(yè)??現(xiàn)狀，為外資 業(yè)?? 國ˇ造了條?，國— 多轉(zhuǎn)向機行業(yè) 業(yè)已 國低成本 展??的機 ，外資 ?“? 大， 國國內(nèi) 業(yè) 速 。同 的行業(yè)制度等 的 布和 ? 使 國轉(zhuǎn)向機行業(yè)a ， 業(yè) 并 的 使 大力發(fā)展。–¨ 國外發(fā)展￥?據(jù)了 ， 世界 內(nèi)，??循環(huán)球式轉(zhuǎn)?器? currency1左右，齒輪齒條式轉(zhuǎn)?器? ?currency1左右，?桿o輪式轉(zhuǎn)?器?1?currency1左右，其 型式的轉(zhuǎn)?器? currency1。循環(huán)球式轉(zhuǎn)?器一直 穩(wěn)?發(fā)展。 小 ? ，齒輪齒條式轉(zhuǎn)?器有很大的發(fā)展。 本??轉(zhuǎn)向器的 點 循環(huán)球式轉(zhuǎn)?器?得比 來 大， 本? 同類型發(fā)動機的類型??，?用 同類型轉(zhuǎn)向器， 共?? 使用的循環(huán)球式轉(zhuǎn)?器，已由 ?a代的 –¨ currency1，發(fā)展到現(xiàn) 的1??currency1了，大、小型 ?大都循環(huán)球式轉(zhuǎn)?器，?齒輪齒條式轉(zhuǎn)?器也有所發(fā)展。 型 ?用循環(huán)球式轉(zhuǎn)?器? currency1，齒輪齒條式? currency1。、研究內(nèi)“本文研究的主要內(nèi)“ ?1）轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式及??；–）轉(zhuǎn)向o的設計及? ；）動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計和計 ；）§利用CAD??”圖，??圖；?、研究方案以及進度安排?設計 分為以 ?1）調(diào)查研究、 資料–）—題 ）轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)形式??）轉(zhuǎn)向o的設計及? 的 ）齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計與計 ）利用CAD??”圖、??圖˙） 理文 、形成論文進度安排（1）熟悉任務 ，了 `關(guān)信息， 資料，填 —題 。（–） `關(guān)技術(shù)? 、進行總 設計。（ ）邊設計邊繪制?”圖。（ ）繪制?”圖及??圖。（ ） 理文 并fi交畢業(yè)論文fifl。（ ）畢業(yè)論文總結(jié)、評閱、審核及修 足。（˙）為畢業(yè)論文 做 及 。五、論文fi綱摘要ˉ一章 緒論1¨1概論1¨– 轉(zhuǎn)向器的作用與分類1¨ 發(fā)展￥?1¨ 國內(nèi)外現(xiàn)狀1¨ 設計的主要內(nèi)“ˉ二章 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設計方案??–¨1`關(guān) 據(jù)與設計要求–¨–轉(zhuǎn)向器總 方案設計–¨–¨1轉(zhuǎn)向器設計方案說 –¨–¨–轉(zhuǎn)向器 ? 出方式–¨–¨ 轉(zhuǎn)向器 種 出形式對比–¨–¨ 轉(zhuǎn)向器齒輪齒條??–¨–¨ 轉(zhuǎn)向器齒條斷?形狀–¨–¨ 轉(zhuǎn)向器的布 形式–¨–¨˙轉(zhuǎn)向器最 方案 ˉ 章 轉(zhuǎn)向器齒輪齒條設計計 ?¨1 轉(zhuǎn)向輪偏側(cè) 計 ¨–轉(zhuǎn)向器原 轉(zhuǎn)向阻力矩計 ¨ 轉(zhuǎn)向器傳動比與力傳動比計 ¨ ¨1 傳動比與力傳動比介紹¨ ¨– 傳動比與力傳動比 ¨ 齒輪齒條設計¨ ¨1齒輪齒條嚙 傳動的 點¨ ¨–齒輪? 的??¨ ¨ 計 接觸疲勞 用應力¨ ¨ 齒輪的齒根彎曲強度設計¨ ¨ 齒輪主要? 和幾何尺寸¨ ¨ 齒條主要? 和幾何尺寸¨ ¨˙齒?接觸疲勞強度 核ˉ 章 齒輪軸的設計¨1 齒輪齒條傳動 分析¨– 齒輪軸最小徑 ¨ 齒輪軸的強度 核ˉ 章 調(diào) 的設計計 ¨1??材料¨–計 絲直徑¨ 圈 和自由高度的計 ¨ 核與尺寸結(jié)構(gòu) ¨ 工作 的 據(jù)ˉ 章 其 ??的??與潤滑方式 ¨1軸 的??¨–轉(zhuǎn)向器潤滑方式ˉ˙章 方畢業(yè)設計總結(jié) 、工作條?1）熟悉`關(guān)軟?和常用 法；–）查閱關(guān) 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的文獻；）￥師的專業(yè)指導。七、?考文獻［1］劉惟信¨??設計［M］¨北京?清華大學出版社，–??1¨［–］王望予¨??設計［M］¨北京?機?工業(yè)出版社，–?? ¨［ ］陳家瑞¨??構(gòu)造［M］¨機?工業(yè)出版社¨–?? ¨ ［ ］ 國機?工?學 , 國機?設計大典編委 ¨ 國機?設計大典［M］¨江 科學技術(shù)出版社¨–??–¨ ［ ］董麗霞,? ¨簡 ??技術(shù)詞典［M］¨ 民交§出版社¨–?? ¨［ ］?金柱,韓玉 ,石美玉¨??工?專業(yè)英語［M］¨化學工業(yè)出版社¨–?? ¨［˙］李…成¨??轉(zhuǎn)向原理［M］¨北京?機?工業(yè)出版社，–?? ¨［ ］杜浩¨??設計與研究［M］¨鄭州?國防工業(yè)出版社，–?? ¨ ［ ］ 王三民,諸文俊¨機?原理與設計［M］¨機?工業(yè)出版社¨–??– ¨［1?］李玉民，李旭宏， 學 等¨轉(zhuǎn)向梯形驅(qū)動機構(gòu)的運動分析及優(yōu)化設計［11］雷雨成，鄭德林，?星等¨??多軸轉(zhuǎn)向搖臂機構(gòu)的優(yōu)化設計［J］¨哈爾濱工業(yè)大學學 ，1 ˙，– （ ）［1–］寧介雄，?海霞¨??搖臂機構(gòu)的 學…模及最優(yōu)化［J］¨機?設計¨–??˙,– （–）: - ˙¨［1 ］雷良榆¨ 型齒輪齒條式導向機構(gòu)［J］¨機?制造¨1 –¨指導教師意見及建議（從選題、理論與實證準備、研究（設計）方法、工作安排等方面給出評價，并提出指導意見）：?生對畢業(yè)論文的—題做了比較 分的前期 ，§ 與指導教師 分'論，?考了 多文獻， 了具有研究 的課題?！} 本課題的研究方法和研究?驟基本 理，研究的?題立 ，結(jié)構(gòu) 理，研究內(nèi)“ ，研究?驟安排理，研究方法 有效。同 趙立同學畢業(yè)論文—題。指導教師簽名：年 月 日畢業(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，交指導教師簽署意見，經(jīng)畢業(yè)論文（設計）工作組審批后，才能開題。中期檢查表論文（設計）題目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計學生姓名 學號 指導教師計 完成 –?1 a – 照進度安排應完成的任務–?1˙¨1–¨?˙?–?1˙¨1–¨– 查（?）閱資料，學?`關(guān)基 理論和知識，?? 理的方案并ˇ —題 。–?1 ¨?1¨? ?–?1 ¨?1¨–– ˇ —題 ，對—題 批注進行修 ；寒假擬 總 設計方案，繪制簡圖；–?1 ¨1¨– ?–?1 ¨–¨1 基本機構(gòu)設計完成；–?1 ¨–¨1 ?–?1 ¨ ¨1 完 方案設計完成?！瓿汕?根據(jù)查閱資料及自主學?，完成了對轉(zhuǎn)向器的主要設計及 據(jù)計 。論文前?章主 以大部分完成，后期??要完成設計驗證及論文的編 ， 多細節(jié)?要進一? 善。目前有哪些問題和困難，擬?取的 決方法模擬 方?，? 一些問題， 查閱`關(guān) 了 。論文 式方?，?要進一? 進和完善。查 發(fā)現(xiàn)的問題與… ?生的畢業(yè)設計總 思路清 ，條理 ，資料的 和調(diào)研 ， 度 ，進度 任務 的要求，設計主 部分基本 ，? 方案的一些細節(jié)部分??要完善， 排版及 式?要進一?調(diào) 。畢業(yè)論文工作 名?a 注：1.最后一欄由指導教師填寫。2.此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學院存檔。指導教師評分表學院：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)向器的設計評 價 項 目（參考） 分值 打分工作態(tài)度01 工作態(tài)度，工作作風 20 16.002 畢業(yè)論文完成情況能力水平03 查閱文獻資料能力 40 34.004 綜合運用知識能力05 研究方案的設計能力06 研究方法和手段的運用能力07 外文應用能力論文質(zhì)量08 文題相符程度 40 34.009 寫作水平10 寫作規(guī)范程度11 篇幅，論文工作量12 論文的理論或?qū)?價值綜合評 成 84.0評價意見?生具有 立工作?力，論文?題有 —應用? ，分析 理，?夠 專業(yè)知識和基 理論，結(jié)構(gòu)安排 理，完成了畢業(yè)設計任務 的工作量。?夠利用繪圖軟?進行二 圖和三 圖的繪制，?夠 ′?外文文獻，完全 本科生畢業(yè) 條?，同 期進行 。意 意指導教師（簽名）： 年 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)名稱點 指導教師題 目 動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計 ? 小 成? 姓 名 職 稱 姓 名 職 稱提問及回答情況記錄（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 3. 體設計主要 答：主要 轉(zhuǎn)向器 的設計計 及 ，轉(zhuǎn)向器的 及 記錄 簽字：年 月 日答辯 組評 及成績：76.0答辯 組組長簽字：年 月 日指導教師成績84.0×40% =33.6畢業(yè)論文評成績81.0 論 文等 評 教師成績85.0×20% =17答 辯 成 績76.0×40% =30.4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 評成 指導教師成 評閱教師成 2 成 。2 論文 級分 （ 分） （8 8 分） （ 分） （ 分） （ 分）。? 此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學院存檔I動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計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)向器的設計評 價 項 目（參考） 分值 打分能力水平01 查閱文獻資料能力 50 43.002 綜合運用知識能力03 研究方案的設計能力04 研究方法和手段的運用能力05 外文應用能力論文質(zhì)量06 文題相符程度 50 42.007 寫作水平08 寫作規(guī)范程度09 篇幅，論文工作量10 論文的理論或?qū)?價值綜合評 成 85.0評價意見本論文￠齒輪齒條作￡?￥轉(zhuǎn)向器的?§currency1'方案，“齒輪齒條???設計計fi，設計?齒輪fl。并 –?相應的fl?currency1器?·方 。論文的 §?'合理，論??￡?”。論文?… ‰ ?設計相應的 `?'′，并??????！フ撐?并? `?'′，?˙?相應的??¨ 。 意?生參?。意 意評閱教師（簽名）： 年 注：此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學院存檔。II動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計要的 速§ ，??工業(yè)得到了 發(fā)展。作為?? 要安全部??一的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)也取得了 式發(fā)展。??轉(zhuǎn)向器主要用 ??? ? 的轉(zhuǎn)向?作，其性?的 要性 而 。本論文§ 查閱國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和現(xiàn)有機?轉(zhuǎn)向器的類型 點，?用齒輪齒條作為??轉(zhuǎn)向器的主 機構(gòu)方案。 先 考 轉(zhuǎn)向器基本 ? 現(xiàn)的前fi ，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” 現(xiàn)轉(zhuǎn)向?作?！?計 核設計的安全可 性。最后，利用三 軟? 對齒輪齒條轉(zhuǎn)向機構(gòu)進行三 …模，并驗證?主 機構(gòu)尺寸設計的 理性。關(guān)鍵詞?齒輪齒條設計；轉(zhuǎn)向o統(tǒng)；轉(zhuǎn)向器III動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計AbstractWith the rapid economic growth, the automotive industry has beendeveloping rapidly. As one of the important safety components of automobiles, thesteering system has also made great stride development. Automobile steering gear ismainly used in steering operation during vehicle driving, and its importance is self-evident. Through consulting the research status at home and abroad and thecharacteristics of the existing mechanical steering gear, this paper selects rack andpinion as the main body mechanism of automobile steering gear. First, on thepremise of realizing the basic function of the steering gear, the steering wheel drivesthe gear and rack steering axis with the steering wheel, the universal joint drives thesteering gear shaft, and then the gear shaft is cooperated with the rack to realize thesteering operation. The safety and reliability of the design is calculated. Finally, the3D 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 isverified.Keywords: Gear and rack design Steering system Steering gearIV動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計目 摘要 ...................................................................................................................................... IABSTRACT............................................................................................................................ IIˉ 1章 緒論........................................................................................................................ 11.1 概 ........................................................................................................................ 11.2 轉(zhuǎn)向器的作用與分類 ........................................................................................... 11.3 ??轉(zhuǎn)向? 的發(fā)展￥? ................................................................................. 31.4 ??轉(zhuǎn)向器國內(nèi)外現(xiàn)狀 ...................................................................................... 41.5 設計的主要內(nèi)“.................................................................................................... 6ˉ 2章 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設計方案?? ........................................................................ 72.1 轉(zhuǎn)向o主要性?? ........................................................................................... 72.2 轉(zhuǎn)向器總 方案設計 ........................................................................................... 82.2.1 轉(zhuǎn)向器設計方案說 ...................................................................................... 82.2.2 轉(zhuǎn)向器 ? 出形式 ...................................................................................... 82.2.3 轉(zhuǎn)向器 出形式對比分析 ............................................................................ 92.2.4 轉(zhuǎn)向器齒輪齒條?? ...................................................................................... 92.2.5 轉(zhuǎn)向器齒條斷?形狀?? ............................................................................ 92.2.6 轉(zhuǎn)向器的?種布 形式 ................................................................................. 102.2.7 轉(zhuǎn)向器最 方案 ...................................................................................... 112.2.8 本章小結(jié) ......................................................................................................... 11ˉ 3章 設計計 ? .................................................................................................... 123.1 側(cè)偏 的計 ......................................................................................................... 123¨2 原 轉(zhuǎn)向阻力矩的計 ...................................................................................... 133.3 力傳動比與 傳動比對比分析............................................................................ 133.3.1 ‰種傳動比基 介紹 ...................................................................................... 133.3.2 傳動比與力傳動比 ............................................................................ 143.4 轉(zhuǎn)向器齒輪齒條的設計 ...................................................................................... 153.4.1 嚙 傳動的 點................................................................................................ 153.4.2 齒輪? 的??................................................................................................ 163.4.3 接觸疲勞 用應力 ........................................................................................... 163.4.4 齒輪的齒根彎曲強度設計 ............................................................................ 173.4.5 齒輪主要? ?取計 ................................................................................. 183.4.6 齒條主要? ?取計 ................................................................................. 193.4.7 齒?接觸疲勞強度 核 ................................................................................. 203.4.8 本章總結(jié) ......................................................................................................... 20ˉ 4章 齒輪軸的設計 .................................................................................................... 214.1 傳動 力分析......................................................................................................... 214.2 最小軸徑 ......................................................................................................... 214.3 強度 核 .............................................................................................................. 214.3.1 本章小結(jié) ......................................................................................................... 24V動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計ˉ 5章 調(diào) 的設計........................................................................................... 255.1 材料 .............................................................................................................. 255.2 計 絲直徑.................................................................................................... 255.3 圈 和自由高度的計 ................................................................................. 265.4 核與內(nèi)外徑的 ........................................................................................... 265.5 工作 的 據(jù)......................................................................................................... 275.5.1 本章小結(jié) .............................................................................................................. 27ˉ 6章 軸 ??與潤滑方式分析 ................................................................................. 296.1 軸 的?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文 ............................................................................................................................ 32................................................................................................................................. 33?錄￠ 外文￡? .............................................................................................................. 341動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計￥ 1? §論1.1 currency1'自 — 幾 a來，??工業(yè)得到了 足進?。而轉(zhuǎn)向o統(tǒng)，這種??上的 要部??一，也 國??上，得到了 速發(fā)展。對 ?部?的生產(chǎn)來說，目前已'到了專業(yè)化和現(xiàn)代工業(yè)化的 模。 ?可以從有關(guān) 據(jù)￠知， 發(fā)'國家 ，和轉(zhuǎn)向器有關(guān)的制造業(yè)，￡就 現(xiàn)了大 模生產(chǎn)，而且產(chǎn)量可以'到a? 百萬臺。所以， 資本和技術(shù)等方?優(yōu)?的 ，這些廠￥?點就?據(jù)全球所有的轉(zhuǎn)向器??， ，其成 模式§世界 其它廠￥¨`模。1.2 轉(zhuǎn)向器的作“與??§常情? ，轉(zhuǎn)向器可以 ?轉(zhuǎn)向盤上的力矩，currency1它§大，'后currency1速度得以“?，接 ?傳?到轉(zhuǎn)向o統(tǒng) 的傳動部?上。 轉(zhuǎn)向o統(tǒng) ， 現(xiàn)速度??的? ，fi做轉(zhuǎn)向器?！斐＃?到2級來fl小傳動 的速度。轉(zhuǎn)向器進行傳動的效率很低， 為它的傳動比比較大，?效率 出與 ? 率的比 。?效率 為傳動方向的 同，§ 分為‰種情??ˉ一種， 效率。這種情?， 率 從轉(zhuǎn)向柱 ?，'后，轉(zhuǎn)向搖臂?–它 出到?輪上；ˉ二種，逆效率。 率的 ?和 出 ?和 效率情? 的`?。而 進行轉(zhuǎn)向器的設計，要注 到的 ， 果?要fi·轉(zhuǎn)向器的傳動效率， ?就?很 要“??轉(zhuǎn)向盤所?要的力量?，F(xiàn) ， ??上常見的轉(zhuǎn)向器，主要有?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 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。??上，?轉(zhuǎn)向器具有很多優(yōu)點，比 ，它的傳動 ?由‰部分構(gòu)成，分” 齒輪和齒條。所以它的構(gòu)造簡?、 “…、穩(wěn) 性高，而且制造工藝‰ ，生產(chǎn)速度 等。?它也有 多顯? 足，比 ，轉(zhuǎn)向傳動的尺寸 很大，而且， —使用 ，齒條的 ? `′， 常 其 度方向上發(fā)生。 ?，一些 ?進行高強度工作的 型??， 常 其轉(zhuǎn)向o統(tǒng) ，使用?種形式的轉(zhuǎn)向器。轉(zhuǎn)向器結(jié)構(gòu)主要形式可分為 種類型。 ?的幾 aˉ出現(xiàn) 多種形式的同類型轉(zhuǎn)向器，?幾a來，遍 使用的轉(zhuǎn)向器，主要有 列幾種形式，比 ?桿o輪式、循環(huán)球式和齒輪齒條式等。˙??外，?有一種¨常 ?的?桿o輪式轉(zhuǎn)向器。?要 照轉(zhuǎn)向?力的方式， ?轉(zhuǎn)向器，??§ 分為以 ‰種類型，ˉ一，機?式；ˉ二，動力式。 這‰種類型 ，機?式動力轉(zhuǎn)向器，? 為動力來源的 同，§ 分為以 幾種形式，比 動?力式、? 動力式和? 動力式等等。2動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計1、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器這 一種§廣泛使用的轉(zhuǎn)向器， ??上 可見。它的基 結(jié)構(gòu)很簡單，主要 齒條和一ˇ互`嚙 的齒輪。 轉(zhuǎn)向軸的帶動 ，小齒輪——旋轉(zhuǎn)，而齒條就§帶動 來，——做直線運動。 '，?有一些與? 同的情?，比 橫拉桿直接§齒條帶動，從而使轉(zhuǎn)向輪帶動?輪， ?方向。這種轉(zhuǎn)向器的結(jié)構(gòu)最為簡單，且成本低 ，? 轉(zhuǎn)向的 度 一點也 低， ?很小 。從性?比上來說，這種轉(zhuǎn)向器 最優(yōu)??，所以得到了`關(guān)??的 。2、?桿曲 銷式轉(zhuǎn)向器?轉(zhuǎn)向器主要分為?桿和曲 銷‰大部分 成。?桿的 形狀類 為梯形； 形銷§ 軸 ，§ 曲 上，而?曲 和 轉(zhuǎn)向的搖臂， 一 ，?有任何接 結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向o統(tǒng) 接到? ?的指 后，先 § 轉(zhuǎn)向盤，使?桿轉(zhuǎn)動 來。接 。 形銷，就 ?桿 旋 內(nèi)， 進行自轉(zhuǎn)，同 ?以搖臂的軸為 ?，做 a運動?！?這 的方式，currency1轉(zhuǎn)向擺臂和曲 ，產(chǎn)生擺動，'后，轉(zhuǎn)向輪? 轉(zhuǎn)向傳動部?的作用 ，發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種轉(zhuǎn)向器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向力¨常大，所以 ?！鞈? ?和大型 ?的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)。、循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器這種轉(zhuǎn)向器的工作原理， 所 ?轉(zhuǎn)向盤的所發(fā)出的旋轉(zhuǎn)力， §齒輪結(jié)構(gòu)??，接 ?結(jié)構(gòu) –這 力進行傳?，? ， 球的 ?和o?桿，就 `互? ，從而 o? 桿轉(zhuǎn)?為直線o?的運動。'后齒輪便 ? ?? 發(fā)生嚙 ，這 就 ?剛 o? 桿的直線o?運動，currency1它旋轉(zhuǎn) 來。而?旋轉(zhuǎn) 搖動 桿臂，currency1它帶 動和橫拉桿，進行直線o?運動，從而 現(xiàn)?輪方向的 ?。這 一種¨常 典的轉(zhuǎn)向方案，?比較 后，§??所 ?。它主要 利用了一種`對 移，? 移 ?和 ? 旋轉(zhuǎn)的 ? ，所形成的。出 “?直接接觸帶來的阻力，一 量的 球§這 結(jié)構(gòu)的 。 ， 轉(zhuǎn)向o統(tǒng)——轉(zhuǎn)向?作后， 球就 旋曲線內(nèi)做 o?運動， '，?曲線 的。所以，這種轉(zhuǎn)向器就§稱為循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。4、齒輪齒條? ?力轉(zhuǎn)向器`較 齒輪齒條機?式的轉(zhuǎn)向器來說，有一種fi做齒輪齒條? ?力式的轉(zhuǎn)向器。這種? ?力式轉(zhuǎn)向器，? 原?機?式的基 上，§ 了一些currency1? ? 轉(zhuǎn)向?作 ， 感到更 方便的部?，比 ，轉(zhuǎn)向 、轉(zhuǎn)向 ?、轉(zhuǎn)向 ?等等，currency1? ?的轉(zhuǎn)向?作更 省 省力。1.3 ?fi轉(zhuǎn)向fl 的–??·??的所有部? ，轉(zhuǎn)向? ¨常 要的部??一，它可以輕而…????的行進方向。所以，§常要求?? 的?應要 分 ，? 感知? ?的 '的轉(zhuǎn)向?作指示。而且， 轉(zhuǎn)向動作發(fā)生后，哪?? ??有??作方向盤，?? 也要?夠使??自行回 到?前的穩(wěn) ? 。??工業(yè)作為ˉ二產(chǎn)業(yè)的 柱，其代 一 國家的制造業(yè) 。?? 制造業(yè)的 成產(chǎn)品，結(jié) 了多種領(lǐng)域的優(yōu)? 點， ?雜性與高科技3動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計一身，遠¨ ?原來所理 的機?工??輛。傳統(tǒng)設計的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)，主要?用的都 機?式?力，比 ，§ 力轉(zhuǎn)動方向盤，帶動一o列的機?部?運動?后，轉(zhuǎn)向器進行轉(zhuǎn)向動作，從而 ???的? 方向。 ? 式轉(zhuǎn)向o統(tǒng)更為先進，便捷，得到了??的一直 可，遂得以“a?展推廣。? 式的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)成 –原先的 力?力，?更為? 輔? 力的方式，大大??? ?轉(zhuǎn)向 的發(fā)力。??力o統(tǒng)，英文簡稱為HPS， § 對機?式轉(zhuǎn)向o統(tǒng)進行 進后，衍生出來的——添 ? 部?。這? 部?的動力源，來自??的發(fā)動機，性?¨常穩(wěn) ，性?比也很 惠。所以，自從?世以來，深 ??的追捧。這種?力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)區(qū)” 由? 力出力 轉(zhuǎn)向運動的 現(xiàn)，?化? 作用 方向盤上的力，進一? 強??轉(zhuǎn)向o統(tǒng)穩(wěn) 性和便捷性。 子技術(shù) ?? 進一?推廣使用，大量的 子器?也§添 到轉(zhuǎn)向o統(tǒng) 來，這也標志 轉(zhuǎn)向o統(tǒng) 子化的全?到來，很 就有廠家推出了其 一代產(chǎn)品—— ??力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)。目前??上售賣的 ??力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)，主要有‰種，ˉ一種， 動? ?力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)；ˉ二種， ?? ?力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)[1]。這‰種o統(tǒng)都 基 ? 轉(zhuǎn)向o統(tǒng)， 進和衍生而來的。`較 傳統(tǒng)的?式轉(zhuǎn)向o統(tǒng)，它?? ? 有一些 顯?”的。比 ， ??力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)，它的動力來源 單 的 動機，而 ¨? 式轉(zhuǎn)向? ， 由發(fā)動機fifl動力。用 動機代替發(fā)動機的? ，也 顯而…見的， § 發(fā)動機的 率?耗，fl?了? 的用量。而 ?式? 轉(zhuǎn)向o統(tǒng)，雖'動力也 由 動機fifl的，?它 ??力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)比 來，也有 顯的 同。 ?式，顧名思，它 轉(zhuǎn)向o統(tǒng) 使用了 子器?對轉(zhuǎn)向進行?制?？梢愿鶕?jù)??? 的一些部?? ，比 ?? 行 速度和方向盤的轉(zhuǎn)向速度等等，'后決 fifl多大的? ?力，對轉(zhuǎn)向動作進行輔?，從而可以 種?? ， 對轉(zhuǎn)向o統(tǒng) 轉(zhuǎn)向?作 ，所用到的?力大小進行調(diào)節(jié)。??`′，降低?耗?源。??力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)雖較? ?力轉(zhuǎn)向有部分優(yōu)?。'而，這種o統(tǒng)并¨完美 缺，它自身依舊 種 足和缺陷，比 ，? “…泄露等等。同 ，??力o統(tǒng) ，? 部?的 ?， ‰§ 了廠家的生產(chǎn)成本，轉(zhuǎn)向o統(tǒng)也?得¨常?雜，其性??倒?得 可 。 大部分坦克現(xiàn)仍使用機?轉(zhuǎn)向o統(tǒng)。?化發(fā)'的 天，由 ??力o統(tǒng)的諸多 足， ?很 就發(fā)現(xiàn)了它的替代品即 動?力轉(zhuǎn)向o統(tǒng)。?o統(tǒng)對 其它類型的轉(zhuǎn)向? ，?o統(tǒng)摒棄了? 部?，而且它的?力來源也?更為 動機。這種轉(zhuǎn)向? 由三種基本器?構(gòu)成，比 理器、 動機和轉(zhuǎn)矩傳感器等。它的工作 ? 所 [–]? 轉(zhuǎn)向o統(tǒng)接 到轉(zhuǎn)向指 后，轉(zhuǎn)向軸就 做出`應運動，與?同 轉(zhuǎn)矩傳感器——工作，對轉(zhuǎn)矩信號進行 理，'后 ?信號?為 子信號，推送到理器 。接 到? 子信號后， 理器 ? `關(guān)部?以及?? 前的? 速度等，運行 設的`關(guān) 法，進行綜 研判，'后決 否fifl?力，以及fifl多??力。 其優(yōu)異的 性應用 進一?推廣 大型傳統(tǒng)?輛。4動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計1.4 ?fi轉(zhuǎn)向器 外??多a的推廣和發(fā)展后，??領(lǐng)域也?用了大量的 子技術(shù)，轉(zhuǎn)向? 也 ?，使得其性?大為fi·。目前，??上主要有?種類型的轉(zhuǎn)向器，比，齒輪齒條式(英文fl RP 型)、?桿o輪式(英文fl WR型)、有?桿銷式(英文fl WP型)和循環(huán)球式(英文fl BS 型)等轉(zhuǎn)向器。從現(xiàn)有統(tǒng)計 據(jù) ，可以￠知， 國內(nèi)??上，??循環(huán)球式的轉(zhuǎn)向器 量最多，幾乎壟斷大半??，?額超 百分?? 二；緊 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器?后的， 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器，其???額剛 百分?三 九；其余，就 很稀有的?桿o輪式和其它形式的轉(zhuǎn)向器，???額 來? 到百分?二 ?？梢?，循環(huán)球式的轉(zhuǎn)向器，¨常 ??的歡迎，所以有關(guān)它的 進和研發(fā)，也一直 進行 ，這currency1它的性?也 斷得到更 和 進。而 區(qū)和 本，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器主要多用 小 ?上。 ” 本這 國家，它所生產(chǎn)的?輛都 理?用了這種?型所? 用的轉(zhuǎn)向器，而且其 對 共??—發(fā)的循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，目前已 壟斷了全球??。一般來說， 論大? 小 ?等，它?的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)都使用的 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。 ?也要注 到的 ，齒條齒輪式轉(zhuǎn)向器的應用，也¨常廣泛， 循環(huán)球式的???額`比，`? 大。國內(nèi)￡期轉(zhuǎn)向器廠￥?生產(chǎn)的基本都 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器。?有很?部分的廠￥生產(chǎn)?桿o輪式轉(zhuǎn)向器和?桿銷式轉(zhuǎn)向器，比 ，￡期的東風和 ??，分”使用的就 ?桿o輪式和?桿銷式轉(zhuǎn)向器。一九八九a，國家 —后，和東風等￥ 廠￥，也—— 速推進循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的研發(fā)，并很 這種轉(zhuǎn)向器應用到自家的ˉ二代?型 。國外諸多生產(chǎn)￥ ，循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的生產(chǎn)—發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈已 ￥完善。種 國 司§ 技術(shù)與資金優(yōu)?極大的擠 了??的?有率和銷售渠道。專業(yè)o統(tǒng)工業(yè)化的生產(chǎn)已成為一種發(fā)展￥?，這條路 較為成 的發(fā)展模式，fi高了 業(yè)??˙¨力。世界上有‰種主要類型的轉(zhuǎn)向器，分” 循環(huán)球式和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。而其它轉(zhuǎn)向器，比 ?輪?桿式和?桿銷式轉(zhuǎn)向器， §?? 情拋棄。?轉(zhuǎn)向器的具 應用領(lǐng)域上， 國家和 區(qū)? 的 見也 統(tǒng)一。比 ，美國和 本–研發(fā) 點繼 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器上，其國內(nèi)?種轉(zhuǎn)向器的???有率已 高'百分?九 ；而 區(qū)， 大力發(fā)展齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器， ?的產(chǎn)品?有了轉(zhuǎn)向器?? 的大多 ?額，為百分?五 。 為齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器自身所具有的多種優(yōu)?，使得它 小型?的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)上，發(fā)展的 火 荼；而循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 基本都§用 大型?輛的轉(zhuǎn)向o統(tǒng) 。循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的優(yōu)? ?作 來省力、便捷。它可以很便捷 ?? ，可以很?的” 大 型?輛轉(zhuǎn)向o統(tǒng)的運作；它的逆效率很?滿足 —?要，即方向盤?得到及 回到原 等等?？梢?現(xiàn)?速比的 性。具 分布以 轉(zhuǎn)向力小、較為常用。?轉(zhuǎn)向器可以 現(xiàn)?速比，所以得到很多廠￥的?用。? ，?轉(zhuǎn)向器 完成轉(zhuǎn)向動作的 ? ，?要用到大量 球。球 停 一邊自轉(zhuǎn)，同 ?一邊滑動，從而currency1?輪更 方向。所以，這就對球 否堅硬和 否耐`等fi出了很高的要求。這種類型的轉(zhuǎn)向器??§ `關(guān)技術(shù)，§ ?成等強度結(jié)構(gòu)。所以它 ??上有 很強的˙¨力。5動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器的主要具有以 幾 優(yōu)點? 織構(gòu)造簡 ，… 制造，§用材料即可滿足轉(zhuǎn)向器性?；同等條? 傳動方?的擁有更?的效果，效率超 百分?九 ； 齒輪和齒條? 出現(xiàn)`′的現(xiàn)象后，可以利用`關(guān) 部?，自動?˙– [ ]。這 做 ‰fi高了轉(zhuǎn)向器的使用壽命，轉(zhuǎn)動精度，?有效的降低了運作 ? 的噪音。?轉(zhuǎn)向器所?– 大，生產(chǎn)成本低。從上文 可以￠知，未來??上的主 轉(zhuǎn)向器， ' 循環(huán)球式和齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。1.5 設計的主要 基 對其它同種類型?輛 轉(zhuǎn)向o統(tǒng)的?考，本文 所設計的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)類型為機?式的，主要研究內(nèi)“為?對轉(zhuǎn)向o統(tǒng)做出 釋，接 對轉(zhuǎn)向器??的設計和其工藝性等問題展—了`關(guān)currency1'。'后轉(zhuǎn)向器及?部?的設計方案， 照以 三 ?驟，進行了闡 和論證?（1 ）分析和currency1'? 的轉(zhuǎn)向器；（2 ）根據(jù)查閱國內(nèi)外文獻和?求原 ，設計轉(zhuǎn)向o統(tǒng) 的 ?部?；（3 ） 對設計方案，結(jié) 三 軟?對本設計進行論證和 。最后 對部分??潤滑方式， ?為本 設計主要內(nèi)“。6動力齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的設計￥ 2? 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器設計方?選?2.1轉(zhuǎn)向”主要性能 ???行 方向 由轉(zhuǎn)向o進行?制的，轉(zhuǎn)向o 一種包含轉(zhuǎn)向? 機構(gòu)的??上的機構(gòu)。 為轉(zhuǎn)向o對方向的?制作用，造成了其 接 到轉(zhuǎn)向指的 候做到及 、 而?? 誤和 穩(wěn)。而 轉(zhuǎn)向o上?有任何指 傳'的 候，也就 方向盤 §?作的 候，?? ?夠 進? 穩(wěn)的直線運行，而且 自動進?。良?的轉(zhuǎn)向o統(tǒng)一般滿足以 幾點?1、根據(jù)傳統(tǒng) 轉(zhuǎn)向o傳動比分為‰類，一類 傳動比。?有一類 轉(zhuǎn)向力傳動比。，‰ 根據(jù) 同的方法計 傳動比。根據(jù)機?結(jié)構(gòu)的 同，若 轉(zhuǎn)向輪阻力取固 ， 傳動比的§ ， 降低 度，?? 驗感優(yōu)異，常用 ¨專業(yè) 殊?輛；?? 傳動比的?小， ?要? 用更大的力?轉(zhuǎn)向，§ 了 度降低了安全性，常見 工 ?輛。轉(zhuǎn)向 傳動比根據(jù)`關(guān)資料查閱的 得低 五 六? ；也 宜 大，具 以 —?輛性??求為?考。–、考 到現(xiàn) 常見??事故的教訓，??轉(zhuǎn)向器的自動回 ?力 的固 到一 。回 力一般由輪胎及?軸機?結(jié)構(gòu)說 ?。這里 ?以?取的?考?型為基本 據(jù)，為了 證回 ?力，后?轉(zhuǎn)向器內(nèi)部的阻力大小，及 同材料的摩擦力 設計的 候??要考 到[ ]。3、 ?? 常工作的 ，轉(zhuǎn)向o統(tǒng)和懸￡導向機構(gòu)都 對?輛的轉(zhuǎn)向進行調(diào) ?，若倆 同 工作的情? ， ‰ ? 產(chǎn)生 要的的運動干涉，而這種干涉對 ??來說 ?到其 穩(wěn)性[16]，所以 ? 設計的 候就§ 一 理的設計來 先?小這種`互的運動干涉。4現(xiàn) ??上主 的轉(zhuǎn)向器 其球 的 ?應設有`關(guān)的調(diào) 結(jié)構(gòu)，來應對球 使用較短 `′較小的情? 對轉(zhuǎn)向器 性可 性的 ?