机械5

本设计课题为汽车转向系统的设计，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。首先对汽车转向系进行概述，二是作设计前期数据准备，三是转向器形式的选择以及初定各个参数，四是循环球式转向器的主要部件进行受力分析与数据校核，五是对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，利用软件AUTOCAD完成转向梯形和转向器的设计图纸。 转向器在设计中选用的是循环球式齿条齿扇转向器，在对转向器的设计中，包括了螺杆钢球螺母传动副的设计和齿条齿扇传动副的设计，前者是基于参照同类汽车，确定出钢球中心距，设计出一系列的尺寸，而后者则是根据汽车前轴的载荷来确定出齿扇模数，再由此设计出所有参数的。 转向梯形的设计选用的是整体式转向梯形，本文在设计中借鉴同类汽车转向梯形设计的经验尺寸对转向梯形进行尺寸初眩运用了优化计算工具Matlab进行设计及验算。Matlab强大的计算功能以及简单的程序语法，使设计在参数变更时得到快捷而可靠的数据分析和直观的二维曲线图,使转向梯形基本满足设计要求。 关键词：转向系转向器转向梯形 目录 摘要I Abstract II 1绪论1 1.1纯机械式转向系统1 1.2液压助力转向系统1 1.3汽车电动助力转向系统(EPS) 2 1.4线控转向系统2 1.5结束语3 2初选参数5 2.1整车参数5 2.2底盘参数5 2.3发动机参数6 3转向系设计概述7 3.1对转向系的要求7 3.2转向操纵机构7 3.3转向传动机构8 3.4转向器9 3.5转角及最小转弯半径9 4汽车转向系方案的选择11 4.1转向系主要性能参数11 4.1.1转向系的效率11 4.1.2传动比变化特性12 4.1.3转向器传动副的传动间隙15 4.1.4转向盘的总转动圈数15 4.2转向系的选择15 4.3机械式转向器的选择16 4.3.1齿轮齿条式转向器16 4.3.2循环球式转向器16 4.3.3蜗杆滚轮式转向器18 4.3.4蜗杆指销式转向器18 4.4转向梯形的选择18 5转向系的设计计算20 5.1转向器的结构型式选择及其设计计算20 5.1.1螺杆钢球螺母传动副的设计20 5.1.2齿条、齿扇传动副的设计25 5.2循环球式转向器零件强度计算29 5.3转向摇臂轴直径的确定33 6整体式转向梯形结构优化设计34 6.1整体式转向梯形机构数学模型分析34 6.2基于Matlab的整体式转向梯形机构优化设计37 6.2.1转向梯形机构的优化概况37 6.2.2转向梯形机构设计思路38 6.3转向系结构元件39 致谢42 参考文献43 附录基于Matlab的转向梯形机构设计程序44