机械5

通过对齿轮齿条式转向器的研究，分析了齿轮齿条式转向器类型，和各种类型齿轮齿条式转向器应用状况。根据选定数据计算转向系的传动比，并确定齿轮齿条的几何参数。齿轮齿条式转向器总体设计，受力分析，及对齿轮的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。通过说明书并画出齿轮齿条式转向器的装配图1张。 目录 摘要1 1绪论3 2齿轮齿条转向器设计方案选择3 2.1齿轮齿条转向器输出形式选择3 2.2齿条断面形状的选择4 3齿轮齿条设计4 3.1传动比计算4 3.1.1转向阻力矩Mr 4 3.1.2转向盘上的力矩Mh 4 3.1.3计算传动比4 3.2齿轮设计5 3.2.1齿轮参数的确定5 3.2.2齿轮几何尺寸的确定5 3.2.3齿轮齿根弯曲强度校核5 3.3齿条设计6 4齿轮轴的设计6 4.1确定齿轮轴的尺寸6 4.2轴的强度计算7 5其他零件的选择8 5.1垫圈的选择8 5.2油封的选择9 5.3滚针轴承的选择9 5.4深沟球轴承的选择9 结束语11 参考文献12 1绪论 1.1汽车转向器的发展状况 汽车在行驶过程中需要改变行驶方向时，驾驶员通过汽车转向系使汽车转向桥上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定的角度，使汽车达到转向目的。而作为转向系重要执行机构的转向器的作用是：将转向盘的转动变为齿条轴的直线运动或转向摇臂的摆动，降低传动速度，增大转向力矩并改变转向力矩的传动方向。常见的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄销式和循环球式。 蜗杆曲柄销式转向器是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销用轴承支承在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴制成一体。这种转向器通常用于转向力较大的载货汽车上。 循环球式转向器的主要结构由两大部分组成：机械部分与液压部分。机械部分由壳体、侧盖、上盖、下盖、循环球螺杆、齿条螺母、转阀阀芯、扇齿轴组成。这种转向器的优点是，操纵轻便，磨损小，寿命长。缺点是结构复杂，成本较高，转向灵敏度不如齿轮齿条式。 齿轮齿条转向器是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。所以，这是一种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。如今，齿轮齿条转向器在汽车上得到广泛应用。 2齿轮齿条转向器设计方案选择 设定车辆的相关参数： 驱动形式：4×2，发动机前置前驱 总质量：1500kg 转向盘半径：200mm 转向盘的总圈数：4 根据适用车型及总布置需要的不同，齿轮齿条转向器的主要输出形式有四种：侧面输入，两端输出；中间输入，两端输出；侧面输入，中间输出；侧面输入，单端输出。 采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉，但其结构简单，制造方便，且成本低等特点，常用与小型车辆上。考虑到本次涉及车辆是前置前驱，故选用中间输入两端输出的形式。 采用支持圆柱齿轮与直齿齿条啮合，则运转平稳性降低，且冲击力大，工作噪音大。而采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合的齿轮齿条转向器，重合度增加，运转较平稳冲击力比直齿小，且噪声校故选用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合。 2.2齿条断面形状的选择 齿条断面形状有圆形、V形和Y形三种。V形和Y形断面齿条与圆形断面比较，消耗的材料少，约节约20%，故质量小；位于齿下面的两斜面与齿条托座接触，可用来防止齿条绕轴线转动；Y形的断面齿条的齿宽可以做的宽一些，因而强度得到增加。圆形断面齿条的制作工艺比较简单。这里我们选用圆形断面齿条。