机械5

摘要 本设计课题为汽车前轮转向系统的设计，课题以机械式转向系统的齿轮齿条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，四是对齿轮齿条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。 在转向梯形机构设计方面。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。最后设计中运用AutoCAD和CATIA作出齿轮齿条式转向器的零件图以及装配图。 关键词：转向机构，齿轮齿条，整体式转向梯形，Matlab梯形 目录 1绪论1 1.1汽车转向系统概述1 1.2汽车转向系统的国内外现状及发展趋势2 1.3研究内容及构成3 2机械转向系统的性能要求及参数5 2.1机械转向系统的结构组成5 2.2转向系统的性能要求6 2.3转向系的效率7 2.4传动比特性9 2.5转向器传动副的传动间隙11 3机械式转向器总体方案初步设计12 3.1转向器的分类及设计选择12 3.2齿轮齿条式转向器的基本设计12 3.2.1齿轮齿条式转向器的结构选择12 3.2.2齿轮齿条式转向器的布置形式14 3.2.3设计目标参数表以及对应的转向轮偏角计算15 3.2.4转向器参数选取与计算16 3.2.5齿轮轴的结构设计19 3.2.6转向器材料及其他零件选择20 4齿轮齿条转向器校核21 4.1齿条的强度计算21 4.1.1齿条受力分析21 4.1.2齿条齿根弯曲强度的计算22 4.2小齿轮的强度计算23 4.2.1齿面接触疲劳强度计算23 4.2.2齿轮齿根弯曲疲劳强度计算26 4. 3齿轮轴强度校核27 5转向梯形机构的设计31 5.1转向梯形机构概述31 5.2整体式转向梯形机构方案分析32 5.3整体式转向梯形机构数学模型分析32 5.4基于Matlab的整体式转向梯形机构优化设计35 5.4.1转向梯形机构的优化概况35 5.4.2转向梯形机构设计思路36 5.4.3基于Matlab的转向梯形机构设计37 5.5转向传动机构的设计43 5.5.1转向传送机构的臂、杆与球销43 5.5.2转向横拉杆及其端部43 6基于CATIA的齿轮齿条式转向系统的三维建模45 6.1 CATIA软件简介45 6.2齿轮齿条式转向系统的主要部件三维建模45 结论49 参考文献50 致谢51 附录基于Matlab的转向梯形机构设计程序52