2汽车转向器毕业设计说明书.doc

摘 要
汽车转向器是汽车的重要组成部分,也是决定汽车主动安全性的关键总成,它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。随着汽车工业的发展,汽车转向器也在不断的得到改进,虽然电子转向器已开始应用,但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。而在机械式转向器中,循环球齿条-齿扇式转向器由于其自身的特点被广泛应用于各级各类汽车上。本文选择GX1608A型循环球齿条-齿扇式转向器作为研究课题,其主要内容有:汽车转向器的组成分类;转向器总成方案分析及其数据确定和转向器的设计过程。
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,成本高,转向灵敏度不如齿轮齿条式。因此逐渐被齿轮齿条式取代。但随着动力转向的应用,循环球式转向器近年来又得到广泛使用。
关键词;转向器 操纵稳定性 循环球齿条-齿扇式转向器
Abstract
Gear cars an important component of the initiative is decided automobile safety of the key assembly, It seriously affected the quality of the vehicle handling and stability. Along with the development of the auto industry, automobile steering gear is continuously improved, although the electronic steering gear has begun to use But mechanical steering gear is still widely been world motor vehicles and parts manufacturers adopted. And the mechanical steering gear, Rack cycle ball-type steering gear tooth fans as its own characteristics has been widely used in various types vehicles. The graduation design options GX1608A cycle gear ball-type steering gear rack as a research topic, Its main contents are : automotive steering gear components classification; assembly was to program analysis and data to identify and steering gear design process.
The advantage of such steering gear, and manipulating light, wear and tear, long life. The disadvantage is that the structure is complicated and costly, than steering rack and pinion sensitivity. Therefore gradually being replaced by rack and pinion. However, with the power steering applications, the ball-type steering gear cycle and are widely used in recent years.
Keywords; Diverter Ball handling and stability Cycle rack-type steering gear diverter
目 录
摘 要 I
Abstract II
1绪论 1
2汽车转向系的组成及分类 3
2.1汽车转向系的类型和组成 3
2.1.1 机械式转向系 6
2.1.2 动力转向器 7
2.2 转向系主要性能参数 8
2.2.1转向器的效率 8
2.2.2传动比的变化特性 10
2.2.3转向盘自由行程 13
2.3 转向操纵机构及转向传动机构 13
2.3.1转向操纵机构 13
2.3.2转向传动机构 14
3转向器总成方案分析 15
3.1转向器设计要求 15
3.2转向器总成方案设计 16
4循环球式转向器主要尺寸参数的选择 19
5 转向器输出力矩的确定 23
6 轴的设计计算及校核 24
6.1 转向摇臂轴(即齿形齿扇轴)的设计计算 24
6.1.1材料的选择 24
6.1.2结构设计 24
6.1.3轴的设计计算 24
6.2 螺杆轴设计计算及主要零件的校核 28
6.2.1材料选择 28
6.2.2结构设计 28
6.2.3轴的设计计算 29
6.2.4钢球与滚道之间的接触应力校核 31
参考文献 33
致 谢 34
附录 36
1绪论
循环球式转向器的英文名称是Recirculating Ball Steering Gear。
循环球式转向器由两对传动副组成,一对是螺杆、螺母,另一对是齿条、齿扇或曲柄销。在螺杆和螺母之间装有可循环滚动的钢球,使滑动摩擦变为滚动摩擦,从而提高了传动效率。
循环球式:这种转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速,使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动,滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合,因而滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动,螺母再与扇形齿轮啮合,直线运动再次变为旋转运动,使连杆臂摇动,连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动,改变车轮的方向,这是一种古典的机构,现代轿车已大多不再使用,但又被最新方式的助力转向装置所应用。它的原理相当于利用了螺母与螺栓在旋转过程中产生的相对移动,而在螺纹与螺纹之间夹入了钢球以减小阻力,所有钢球在一个首尾相连的封闭的螺旋曲线内循环滚动,循环球式故而得名
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,成本高,转向灵敏度不如齿轮齿条式。因此逐渐被齿轮齿条式取代。但随着动力转向的应用,循环球式转向器近年来又得到广泛使用。
本文选择GX1608A型循环球齿轮-齿条式转向器作为研究课题,其主要内容有:汽车转向器相关知识,循环球式转向器的主要参数选择及其设计。设计部分还包括转向摇臂轴,渐开线花键,扇形齿轮轴以及螺杆轴的设计与校核。
转向器按结构形式可分为多种类型。历史上曾出现过许多种形式的转向器,目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。
在《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》中,汽车关键零部件开发和制造被列为重点扶持的项目,国家计委和科技部也将汽车关键零部件划入当前国家优先发展的高技术产业化重点领域,所以,具有先进水平的汽车转向器的研发、生产将会得到有力的政策支持。随着全球汽车工业的迅速发展,汽车的需求量大幅攀升,汽车制造已向发展中国家转移。随着国际上汽车行业开始实行零部件“全球化采购”策略及国际跨国汽车企业推行本土化策略,国内汽车市场将出现巨大的零部件配件缺口。到2010年,中国汽车零部件国内产值将突破1万亿元,市场前景广阔。按照汽车零部件工业“十五”发展目标,到2005年中国汽车保有量为2198—2315万辆,其中轿车843—860万辆。当年汽车需求量为:271—310万辆,其中轿车110——121万辆,汽车工业增加值占GDP的1%左右,汽车零部件工业产值将占汽车工业总产值的25%左右。因此作为关键零部件的汽车转向器在中国销售市场上前景广阔。