机械设计方案课程设计方案转向系
转向系设计课程设计
转向系设计课程设计转向系设计课程设计是机械工程专业的重要课程之一，旨在培养学生的设计能力和实践能力。
本文将从课程设计的目的、内容和实施方法等方面进行探讨。
一、课程设计的目的转向系是汽车重要的组成部分，其设计涉及到多个学科知识的综合运用。
因此，课程设计的目的是让学生在实践中掌握转向系设计的基本理论和方法，培养其综合运用各种学科知识解决实际问题的能力。
二、课程设计的内容课程设计内容主要分为以下几个方面：1. 转向系统的结构设计：包括转向机构、转向节和转向器等部分的设计。
2. 转向系统的性能设计：包括转向阻力、转向灵敏度、转向稳定性和转向轻重等性能的设计。
3. 转向系统的材料选择：根据不同的工作条件和要求，选择合适的材料进行转向系统的设计。
4. 转向系统的动态分析：运用计算机仿真软件，对转向系统进行动态分析，预测其工作状态和性能。
5. 转向系统的试验验证：对转向系统进行试验验证，检验其设计是否合理和可行。
三、课程设计的实施方法1. 教师讲解和指导：教师应该对转向系统的设计原理和方法进行详细讲解和指导，引导学生理解和掌握相关知识。
2. 实践操作：学生应该通过实践操作，熟悉转向系统的各个部分和组成，掌握转向系统的设计方法和工作原理。
3. 计算机仿真：运用计算机仿真软件，对转向系统进行动态分析和模拟试验，检验设计方案的可行性。
4. 课程设计报告：学生应该编写课程设计报告，详细记录设计过程和结果，包括设计方案、分析结果、试验数据和结论等。
四、总结转向系设计课程设计是机械工程专业的重要课程，通过课程设计，学生可以深入了解转向系统的设计原理和方法，培养其实践操作和综合运用知识解决实际问题的能力。
因此，在课程设计中，教师应该注重理论和实践的结合，引导学生探索和研究，激发学生的学习兴趣和创造力。
汽车转向系设计
商用车：转动圈数小于3、最大手力200N
第一节 概述
3.转向系的主要设计要求 转向轮碰撞到障碍物以后，传给转向盘的反
冲力要尽可能小。 转向器和转向传动机构的球头处有间隙调整
当双横臂互相平行时，AB 的瞬时中心P 在无穷远处，从P 点引 出的直线都变成了平行线。其中，过点A、S 的两条平行线之间 的距离与过点QAB、QBS 的两条平行线之间的距离相等。
第七节 转向梯形设计
利用上下止点法确定横拉杆断开点位置
第七节 转向梯形设计
二、整体式转向梯形机构的设计、校核 （转向力特性）
时的传递特性
(P1 P2 ) / P1 (P3 P2 ) / P3
第三节 转向系主要性能参数
1.转向器的效率
可逆式、不可逆式、极限可逆式
tan 0 tan( 0 )
tan( 0 ) tan 0
第三节 转向系主要性能参数
2.转向系传动比的变化特性 转向系角传动比 。 转向系力传动比 。 转向器角传动比的变化规律 。 齿轮齿条式变速比转向器 循环球齿条齿扇式变速比转向器
第七章 转向系设计
第一节 概述
1.转向系的作用 保持或改变汽车行驶方向的机构， 在汽车转向行驶时，保证各转向轮之
间有协调的转角关系 2.转向系的组成
第一节 概述
3.转向系的主要设计要求 转弯行驶时，车轮绕一个瞬时转向中心旋转，车轮
不应有侧滑。 自动回正，并保持稳定的直线行驶状态。 转向轮不得产生自激振动，转向盘没有摆动。 悬架导向机构和转向传动机构共同工作时，由于运动
机械毕业设计1535循环球式转向器的设计
Abstract
Automobile is a transport machinewithhigh-performance and variable loads.Steering systemisone of the key componentsfor vehiclesandneed tobeunderstoodand grasped.As the most important part of steering system,steering gearneed to be studiedimportantly.Circulating ball-type steering gearcontainsscrew, nut,ball, steering gear housing, etc.Ithas many Advantages,such ashigh transmission efficiency, light manipulation, less wearandlong service life,soas tobewidelyused in recent years.According to current national standards andthe ball steering vehicle data of BJ2020,a cycle ball steeringis designedbytheautomotiveprinciples, andsomethree-dimensional graphics and rendering parts of the planare completed, so as tomeet the national standards of Modernutility vehicle.
毕业论文(设计)转向系统设计
目录摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1汽车转向系统概述 (4)1.2齿轮齿条式转向器概述 (10)1.3液压助力转向器概述 (11)1.4国内外发展情况 (14)1.5本课题研究的目的和意义 (14)1.6本文主要研究内容 (14)第二章汽车主要参数的选择 (15)2.1汽车主要尺寸的确定 (15)2.2汽车质量参数的确定 (17)2.3轮胎的选择 (18)第三章转向系设计概述 (20)3.1对转向系的要求 (20)3.2转向操纵机构 (20)3.3转向传动机构 (21)3.4转向器 (21)3.5转角及最小转弯半径 (22)第四章.转向系的主要性能参数 (24)4.1转向系的效率 (24)4.2传动比变化特性 (25)4.3转向器传动副的传动间隙△T (27)4.4转向盘的总转动圈数 (28)第五章机械式转向器方案分析及设计 (29)5.1齿轮齿条式转向器 (29)5.2其他转向器 (31)5.3齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择 (32)5.4数据的确定 (32)5.5设计计算过程 (33)5.6齿轮轴的结构设计 (37)5.7轴承的选择 (37)5.8转向器的润滑方式和密封类型的选择 (38)5.动力转向机构设计 (38)5.1对动力转向机构的要求 (38)5.2动力转向机构布置方案 (38)5.3液压式动力转向机构的计算 (40)5.4动力转向的评价指标 (45)6. 转向传动机构设计 (47)6.1转向传动机构原理 (47)6.2转向传送机构的臂、杆与球销 (49)6.3转向横拉杆及其端部 (49)6.4杆件设计结果 (50)7.结论 (51)致谢 (51)摘要本课题的题目是转向系的设计。
以齿轮齿条转向器的设计为中心，一是汽车总体构架参数对汽车转向的影响；二是机械转向器的选择；三是齿轮和齿条的合理匹配，以满足转向器的正确传动比和强度要求；四是动力转向机构设计；五是梯形结构设计。
因此本课题在考虑上述要求和因素的基础上研究利用转向盘的旋转带动传动机构的齿轮齿条转向轴转向，通过万向节带动转向齿轮轴旋转，转向齿轮轴与转向齿条啮合，从而促使转向齿条直线运动，实现转向。
第七章 汽车转向系统设计
马 天
力矩反算载荷，动力缸以前零件的计算载荷应取驾驶员作用在转向
飞
盘轮缘上的最大瞬时力（700N）。
29
二、齿轮齿条转向器的设计
汽
车
模数 压力角 齿数 螺旋角 材料
设
齿轮 2~3mm 20º
5~7
9º~15º 16MnCr5
计
15CrNi6
教
齿条 保证啮 12º~35º 保证齿 保证布 45，淬火
逆效率为
马
tg(0 ) tg 0
天
飞
➢导程角必须大于摩擦角，通常0 5°~10°。
18
二、传动比的变化特性
汽
车 转向系统的传动比
设
➢力传动比ip
计
•从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在
教
转向盘上的手力Fh之比
案
➢转向系角传动比 iω0
•转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比
21
二、传动比的变化特性
汽 转向器角传动比的变化规律
车
➢由于转向传动机构角传动比近似为1，因此转向器的角传动比变化
设
规律就代表了转向系统传动比特性。
计
➢由于转向阻力矩与车轮偏转角度大致成正比变化，则
教
➢汽车低速急转弯行驶时，转向阻力矩大，应选用大些的转向器
案
角传动比；
➢汽车以较高车速转向行驶时，转向轮转角较小，转向阻力矩也
案
2．分类
➢机械转向系统
➢依靠驾驶员的手力转动转向盘
➢包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构
马
天 ➢动力转向系统
飞
➢利用动力系统减轻驾驶员的手力
2
第一节 概述
轿车前轮主动转向系统机械结构设计
摘要轿车前轮主动转向系统可以确保车辆在任何速度下都能提供理想的转向操控，同时加强了轿车在高速行驶状态下的安全性，提高了驾驶员在驾驶汽车时候的灵活性和舒适性,而且相比于传统的转向器，主动转向系统更加可靠，故障率更低。
本设计以现有主动转向系统装置为基础，参考先进的主动转向系统的设计原理和已有汽车的相关数据，重新设计齿轮齿条式转向器及相匹配的主动转向系统机械部分的结构方案，并对相关的部分进行强度校核。
设计的主要内容包括：转向系统主要参数的确定，齿轮齿条转向器的设计，主动转向控制器的设计，其中主动转向是设计中的难点，采用星星齿轮机构来实现主动转向的控制，最后运用Auto CAD软件进行二维图纸的绘制。
关键词：转向器；主动转向；前轮；机械设计；行星齿轮ABSTRACTActive steering system can ensure vehicles in any speed can provide the ideal steering control, while strengthening the cars in the safety of high-speed condition, improved driver when driving a car the flexibility and comfort, and compared with conventional methods, active steering system more reliable, failure to even lower.This design is based on the front-wheel existing active steering system, reference information of advanced active steering system and related data of some cars, redesign the theory of steering system with gear and rack and matching active steering system structure scheme of mechanical part.Design of the main content includes: the main steering system of parameters, the design of steering gear rack, active steering the controller design, including active steering is the difficulty in the design, use the stars to implement active steering gear control, finally I use Auto CAD software for the 2D drawingsKey words: redirector; active steering; front wheel; mechanical design; planetary gear目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 转向系统综述 (1)1.2 主动转向系统特点 (2)1.3 本章小结 (3)第2章转向系统主要参数的确定 (4)2.1转向盘的直径 (4)2.2转向盘回转的总圈数 (4)2.3转向系的效率 (4)2.4转向系的传动比 (5)2.4.1转向时加在转向盘上的力 (6)2.4.2小齿轮最大转矩计算 (6)2.4.3转向系的角传动比 (6)2.4.4转向器的角传动比 (7)2.5 本章小结 (7)第3章齿轮齿条式转向器的设计 (8)3.1齿轮齿条结构参数设计 (8)3.2齿轮齿条设计及校核 (8)3.3 本章小结 (13)第4章主动转向控制器的设计 (14)4.1主动转向控制器几何结构设计 (14)4.2主动转向控制器行星齿轮设计 (15)4.3主动转向控制器行星齿轮可行性设计 (21)4.4主动转向控制器蜗轮蜗杆设计 (23)4.4.1蜗轮蜗杆传动比的确定 (23)4.4.2蜗轮蜗杆的设计 (25)4.5本章小结 (29)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录A (33)附录B (35)第1章绪论主动转向系统保留了传统转向系统中的机械构件，包括转向盘、转向柱、齿轮齿条转向机以及转向横拉杆等。
第七章-转向
1.万向节叉 2.转向齿轮轴 3.调整螺母 4.向心球轴 承 5.滚针轴承 6.固定螺栓 7.转向横拉杆 8.转向 器壳体 9.防尘套 10.转向齿条 11.调整螺塞 12.
锁紧螺母 13.压紧弹簧 14.压块
循环球式转向器
第一级螺杆螺 母传动副
ctgctgB
蜗杆曲柄指销式转向器
蜗杆曲柄指销式转向器的传动副(以转向蜗 杆为主动件，其从动件是装在摇臂轴曲柄端部 的指销。
转向蜗杆转动时，与之啮合的指销即绕摇臂 轴轴线沿圆弧运动，并带动摇臂轴转动。
转向系的设计要求：
1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕瞬时转向中心旋转。 2）转向轮具有自动回正能力。 3）在行驶状态下，转向轮不得产生自振，转向盘没有摆动。 4）转向传动机构和悬架导向装置产生的运动不协调，应使车
路面作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向盘，这种逆效率较 高的转向器属于可逆式。它能保证转向轮和转向盘自动回正，既可以减轻驾驶 员的疲劳，又可以提高行驶安全性。但是，在不平路面上行驶时，传至转向盘 上的车轮冲击力，易使驾驶员疲劳，影响安全行驾驶。
属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。
一、转向器的效率
功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为转向器 的正效率，用符号η+表示，；反之称为逆效率，用符号η－表示。
正效率η+ 计算公式： η+=（P1-P2）/P1
逆效率η－ 计算公式： η－=（P3-P2）/P3
式中， P1为作用在转向轴上的功率；P2为转向器中的摩擦功率；P3为作 用在转向摇臂轴上的功率。
齿轮齿条式转向器广泛应用于微型、普通级、中级和中高级乘用车上。 装载量不大、前轮采用独立悬架的货车和客车也用齿轮齿条式转向器。
机械毕业设计1359四轮农用车转向系统毕业设计
第一章前言§1.1 四轮农用车的发展前景中国改革开放以来，在农村实行家庭联产承包责任制的改革，使农村的经济空前的活跃。
农村的货运量和人口的流动量急剧增加，加快运输机械化成为农村经济发展的迫切需要，正是这一市场的需要使具有中国特色的运输机械-农用运输车应运而生。
它解决了农村运输的急需，填补了村际，乡际，城镇及城乡结合部运输网络的空白，活跃了农村经济，为农村富裕劳动力找了一条出路，从而使数以万计的农民走上了小康之路！四轮农用运输车的竞争对手是轻型汽车。
与汽车相比，四轮农用运输车有许多优点。
入世后农用运输车没有受到多大冲击，因为它是中国特色的产业，符合国情，在国外几乎没人搞过。
但是我们不能回避汽车与四轮农用运输车在市场的竞争，四轮农用运输车利用比较底的生产成本和微利经营的生产方式并引进先进的汽车技术，坚持“三低一高”的特色，注重产品质量，使之与在汽车行业的竞争中得以提高。
随着党和国家提出的的开发西部的政策落实，也给农用运输车厂商带来了无限商机使农用运输车的开发有广阔的前景，另一方面，我国有近13亿人口，特别是9亿以上的农村人口收入水平相对较低，需求量最大的是低档次的汽车。
由于它比较适合中国国情，预计在未来的5～15年里，农用车在我国农村仍然具有广阔的发展前景。
近年来农用车保有量增加很快，因此对柴油的需求很大。
农用车制造工艺简单，价格便宜，其中三轮车价格在4000～7000元/辆，四轮车价格在1～1.5万元/辆，购车农户一般半年左右即可收回10000元投资。
另外，农用车的养路费为每月每吨70元，是汽车的30%，使用成本为同吨位汽车的1/3到1/2。
公路快速建设也促进了农用车的发展。
旧中国，全国公路仅13×104 km，而到1997年底，已达1.226×106 km，目前全国98%的乡和80%的村都通了公路，使得农用车有用武之地。
公安车管部门1993年制定了《关于农用运输车道路交通管理的规定》，在不损害管理大局的前提下，大幅度减少农用车的各种费用，免交车辆增容费。
汽车转向机构设计方案
汽车转向机构设计方案1.1课程设计目的和任务机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力，是学生综合运用机械原理课程所学理论知识和技能解决实际问题，获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节。
机械原理课程设计教学所要达到的目的是：1、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。
2、通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算，让学生对机构设计有一个较完整的概念。
3、训练学生收集和运用设计资料以及计算、制图和数据处理及误差分析的能力，并在此基础上利用计算机基础理论知识，初步掌握编制计算机程序并在计算机上计算来解决机构设计问题的基本技能。
机械原理课程设计教学的任务是：机械原理课程设计通常选择一般用途的机构为题目，根据已知机械的工作要求，对机构进行选型与组合，设计出几种机构方案，并对其加以比较和确定，然后对所选定方案中的机构进行运动和动力分析，确定出最优的机构参数，绘制机构运动性能曲线。
1.2课程设计容和基本要求机械原理课程设计是在机械原理课程完成后集中进行的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。
每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、设计质量，按时完成课程。
在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。
要求设计态度严肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，这样才能确保课程设计达到教学基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训练和提高。
1)机械原理课程设计步骤（1）机构运动方案设计。
即根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定机构方案；（2）设计上述各机构。
根据选定的方案采用各机构，如凸轮机构、连杆机构、齿轮机构、间歇运动机构及其组合机构等，即具体机构的尺度综合，求出机构的主要尺寸；（3）根据上面求得的尺寸，按比例画出全部机构的运动简图及运动循环图；（4）据此对上述机构进行运动分析，并进行基于ADAMS软件的机构建模与运动仿真。
转向系课程设计
转向系课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握转向系的基本组成、工作原理及功能，理解其在汽车行驶中的重要性。
2. 使学生了解不同类型转向系的特点，如机械转向、液压助力转向、电动助力转向等。
3. 让学生掌握转向系的检查与维护方法，了解常见故障及其原因。
技能目标：1. 培养学生能够正确使用工具、设备对转向系进行检查、维护和更换零部件的能力。
2. 提高学生分析转向系故障原因、提出解决方案的能力。
3. 培养学生实际操作能力，学会转向系的拆装与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对汽车维修专业的热爱，树立正确的职业观念。
2. 培养学生严谨、负责的工作态度，提高团队合作意识。
3. 增强学生安全意识，养成遵守操作规程的好习惯。
课程性质：本课程为汽车维修技术专业的核心课程，具有较强的实践性。
学生特点：学生已具备一定的汽车基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力。
教学要求：结合理论教学和实践操作，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 转向系基本概念与组成- 汽车转向系的定义、功能及分类- 转向系的组成及其作用2. 转向系工作原理与类型- 机械转向系工作原理及特点- 液压助力转向系工作原理及特点- 电动助力转向系工作原理及特点3. 转向系检查与维护- 转向系的常规检查方法- 转向系的维护与保养- 常见转向系故障诊断与排除4. 转向系拆装与调试- 转向系的拆装步骤及注意事项- 转向系的调试方法与技巧- 转向系拆装与调试的安全操作规范5. 实践操作与案例分析- 转向系零部件的识别与拆装- 转向系故障案例分析及解决方案- 转向系实操考核教学内容安排与进度：第一周：转向系基本概念与组成第二周：转向系工作原理与类型第三周：转向系检查与维护第四周：转向系拆装与调试第五周：实践操作与案例分析教材章节：第一章：汽车转向系概述第二章：转向系的类型与工作原理第三章：转向系的检查与维护第四章：转向系的拆装与调试第五章：转向系实践操作与案例分析教学内容确保科学性和系统性，结合理论教学与实践操作，帮助学生全面掌握转向系相关知识。
轮胎式起重机转向系设计
毕业设计（论文）毕业设计题目：轮胎式起重机转向系姓名：专业：机电一体化班级：学号：指导教师：目录一.轮胎式起重机转向系的作用二. 轮式起重机转向系的基本组成三.轮式起重机转向系的分类3.1机械转向系 (2)3.2动力转向机构 (3)四.转向系故障排除4.1转向系常见故障分析与排除 (2)4.2 转向沉重 (1)4.3轮胎起重机行驶自动跑偏 (1)4.4转向不灵、操纵不稳 (1)4.5前轮摆头 (1)五.典型故障原因分析5.1故障一 (2)5.2故障二 (2)5.3故障三 (2)5.4故障四 (2)5.5故障五 (2)5.6故障六 (2)一、轮胎式起重机转向系的作用轮胎式起重机在行使过程中需要改行使方向时，驾驶员通过轮式起重机转向系使轮式起重机转系转向桥（一般是前桥）上的车轮相对于轮式起重机纵轴线偏转一定的角度。
另外，当轮式起重机直线行使时，转向轮往往会受到路面侧向干扰力的作用而自动偏转，从而改变了原来的行使方向，此时，驾驶员也可以通过轮式起重机转向系使转向转向相反的方向偏转，恢复轮式起重机原来的行使方向。
轮式起重机转向系的功用是改变和保持轮式起重机的行使方向。
二、轮式起重机转向系的基本组成尽管现代轮式转向系的结构形式多种多样，但都包括转向系统操纵机构、转向器和专项传动机构三个基本组成部分。
转向操纵机构是驾驶员操纵转向器的工作机构，主要由转向盘、转向轴、转向管柱等组成。
转向器是将转向盘的转动变为转向摇臂的摆动或齿条轴的直线往复运动，并对转向操纵力进行放大的机构。
转向器一般固定在轮胎式起重机车架或车身上，转向操纵力通过转向器后一般还会改变传动方向。
转向传动机构是将转向器输出的力和运动传给车轮（转向节），并使左、右车轮按一定关系进行偏转。
三、轮式起重机转向系的分类按转向能源的不同，转向系可分为机械转向系和动力转向西两大类。
（一）机械转向系机械转向系是以人力作为惟一的转向动力源，其中所有传力件都是机械的。
工程机械设计课件 第5章-轮式工程机械转向系
第三节 偏转车轮转向系设计
设计原则：
偏转车轮转向时，要保证所有车轮都作纯滚动，即应使转向 时所有车轮均绕一个共同的瞬时中心作弧形滚动。
转向半径：
Rmin
L
sin max
车轮偏转角：
cot AF
PF
cot BF
PF
cot cot AF BF 0.5M EF 0.5M EF 2 EF 2BE M
PX P cos Pf
车轮在推力P方向不产生侧滑的条件为：
P Z
所以， P Z 时的β角应该为车轮
偏转角的极限值，即
PX Z cosmax Pf
max
arccos
f
3.单个驱动轮转向时的受力分析
不论在直线或弯道上行驶，只要驱动轮与地面之间有足够的附着 力，驱动力总可以使车轮滚动。
全轮转向式
RF＝RB
蟹行转向
偏转后轮式：工作装置前置的机器。有利于简化结构，提高作业性能。
全轮转向一般用于机身较长，常在狭窄场地工作的机器。
斜行转向机械的横坡行驶示意图
可提高作业时的整体稳定性
2. 铰接转向
➢ 优点：
可用非转向桥实现全桥驱动； 结构简单，转向灵活
➢ 缺点：
行驶稳定性差； 转向后不能自动回正； 转向过程可能产生循环功率； 前后车架间的传动布置困难。
转向梯形后置时横拉杆长度系数ka的最优值
kL kc
1.4
1.6 1.8
2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6
0.10 0.9049 0.9136 0.9209 0.9272 0.9327 0.9374 0.9415 0.9451 0.9484 0.9513 0.9539 0.9562
汽车转向机构设计方案
汽车转向机构设计方案1.1课程设计目的和任务机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力，是学生综合运用机械原理课程所学理论知识和技能解决实际问题，获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节。
机械原理课程设计教学所要达到的目的是：1、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。
2、通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算，让学生对机构设计有一个较完整的概念。
3、训练学生收集和运用设计资料以及计算、制图和数据处理及误差分析的能力，并在此基础上利用计算机基础理论知识，初步掌握编制计算机程序并在计算机上计算来解决机构设计问题的基本技能。
机械原理课程设计教学的任务是：机械原理课程设计通常选择一般用途的机构为题目，根据已知机械的工作要求，对机构进行选型与组合，设计出几种机构方案，并对其加以比较和确定，然后对所选定方案中的机构进行运动和动力分析，确定出最优的机构参数，绘制机构运动性能曲线。
11.2课程设计内容和基本要求机械原理课程设计是在机械原理课程完成后集中进行的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。
每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、设计质量，按时完成课程。
在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。
要求设计态度严肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，这样才能确保课程设计达到教学基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训练和提高。
1)机械原理课程设计步骤（1）机构运动方案设计。
即根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定机构方案；（2）设计上述各机构。
根据选定的方案采用各机构，如凸轮机构、连杆机构、齿轮机构、间歇运动机构及其组合机构等，即具体机构的尺度综合，求出机构的主要尺寸；（3）根据上面求得的尺寸，按比例画出全部机构的运动简图及运动循环图；（4）据此对上述机构进行运动分析，并进行基于ADAMS软件的机构建模与运动仿真。
转载机转向系课程设计
转载机转向系课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解转载机转向系的基本构造及其工作原理；2. 学生能够描述转载机转向系的关键部件及其功能；3. 学生能够掌握转载机转向系的常见故障及其原因。
技能目标：1. 学生能够操作模拟转载机转向系，进行简单的转向操作；2. 学生能够运用所学知识，分析并解决转载机转向系的一般性问题；3. 学生能够设计简单的转载机转向系维护和检查流程。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设备的兴趣，激发他们学习机械知识的热情；2. 培养学生严谨、细致的科学态度，提高他们分析问题和解决问题的能力；3. 增强学生的团队合作意识，培养他们在团队中沟通、协作的能力。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平和动手能力，设计具有挑战性和实用性的教学活动。
通过本课程的学习，使学生不仅掌握转载机转向系的相关知识，还能提高实际操作和解决问题的能力，培养他们热爱机械、勇于探索的精神。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 转载机转向系基本构造及工作原理：- 转向系的组成及其相互关系；- 转向系的工作原理及关键参数；- 转向系的分类及特点。
2. 转载机转向系关键部件及功能：- 转向齿轮、转向齿条、转向柱等部件的结构与作用；- 转向液压系统的工作原理及主要部件；- 转向助力系统的分类及原理。
3. 转载机转向系常见故障及原因：- 故障诊断与分析方法；- 常见故障案例及原因分析；- 故障排除及预防措施。
教学安排与进度：第一课时：介绍转向系的基本构造及工作原理，分析教材相关章节；第二课时：讲解转向系关键部件及功能，结合教材实例进行剖析；第三课时：分析转载机转向系常见故障及原因，以教材案例为依据；第四课时：进行实操演示，让学生动手操作模拟转向系，巩固所学知识。
教学内容依据课程目标和学科特点进行科学性和系统性的组织，确保学生能够掌握转载机转向系的相关知识，为后续学习和实际应用打下坚实基础。
推土机转向系课程设计
推土机转向系课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解推土机转向系统的基础结构和工作原理；2. 学生能够掌握转向系统中关键部件如转向阀、液压缸、转向泵的功能及相互关系；3. 学生能够描述推土机转向时涉及到的力学原理，如力矩和转向半径的计算。
技能目标：1. 学生能够通过图示和实际操作识别推土机转向系统的各个组成部分；2. 学生能够运用所学的知识，分析并解决简单的转向系统故障；3. 学生能够操作模拟转向系统的设备，进行基本的转向动作。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械工程领域的兴趣，激发他们探索工程技术的热情；2. 通过小组合作完成任务，增强学生的团队合作意识和沟通能力；3. 增进学生对安全生产的认识，培养其在实际操作中遵守规程、注重细节的良好习惯。
课程性质分析：本课程为工程技术类课程，侧重于理论与实践相结合，通过讲授、示范、实操等教学方式，提高学生的理论知识和实际操作技能。
学生特点分析：针对高年级学生，已具备一定的机械基础知识和动手能力，对复杂的机械系统有较高的探究欲望。
教学要求：结合学生特点，注重实践操作与理论学习的结合，强调在操作中发现问题、解决问题的能力培养，确保学生能够达到预定的学习成果。
二、教学内容1. 推土机转向系统概述：介绍推土机转向系统的基本组成，包括转向阀、转向泵、液压缸等关键部件的作用及其相互协作原理。
教材章节：第二章第五节《推土机转向系统》2. 转向系统工作原理：讲解转向系统在推土机中的工作原理，力学原理在转向过程中的应用，如转向力矩和转向半径的计算。
教材章节：第二章第六节《转向系统工作原理》3. 转向系统故障分析与排除：分析常见的转向系统故障原因，讲解故障诊断和排除方法。
教材章节：第三章第一节《推土机常见故障诊断与排除》4. 实操训练：组织学生进行模拟转向系统的操作，培养动手能力，巩固理论知识。
教材章节：第四章《实操训练》5. 安全生产与维护保养：强调在实际操作过程中安全生产的重要性，介绍转向系统的日常维护保养知识。
汽车设计第七章转向系设计
齿 条 助 力
主 动 齿 轮 助 力
第七章
转向系设计
第一节 概述
三、分类
2. 转向梯形
断开式 非断开式
第七章
转向系设计
1、齿轮齿条式
第七章
转向系设计
2、循环球式
第七章
转向系设计
蜗杆滚轮
第七章
转向系设计
蜗杆指销式
第七章
转向系设计
第二节 机械式转向器方案分析
一、机械式转向器方案分析
形式 特点
一、机械式转向器方案 分析
1. 齿轮齿条式转向器
3） 齿轮齿条式转向器 的布臵形式
(1) 转向器在前轴后方, 后臵梯形 (2) 转向器在前轴后方, 前臵梯形 (3) 转向器在前轴前方, 前臵梯形 (4) 转向器在前轴前方, 后臵梯形
第七章
转向系设计
第二节 机械式转向器方案分析
二、防伤安全机构方案分析
+
齿轮齿条式 循环球式 蜗杆指销式 蜗杆滚轮式 固定销 55% 针 55% 螺杆螺母 指销式 旋转销 75% 珠 75% 齿条齿扇式 75—85%
斜齿齿条 90%
锥 70%
η
+
第七章
转向系设计
第三节 转向系主要性能参数
一、转向器的效率
2.正效率η+
转向器结构参数与η+
tg 0 tg ( 0 )
齿 轮 齿 循环球式 蜗杆滚轮 蜗杆指销式 条式 式 死销 旋转销
高(90%) 高(60%～ 70%) 可变 高(75%～ 85%) 高 低 低 较高
正效率 η η
+
逆效率
-
低
较高
较高
机械式转向器的设计与计算
第四节 机械式转向器的设计与计算一、转向系计算载荷确实定为了保证行驶平安，组成转向系的各零件应有．足够的强度。
欲验算转向系零件的强度，需首先确定作用在各零件上的力。
影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎气压等。
为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。
精确地计算出这些力是困难的。
为此推荐用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩R M (mm N •)p G f M R 313= (7-9)式中，f 为轮胎和路面间的滑动摩擦因数，一般取O.7；1G 为转向轴负荷(N)；p 为轮胎气压(a MP )。
作用在转向盘上的手力为+ωη=i D L M L F sw Rh 212 (7-10)式中，1L 为转向摇臂长；2L 为转向节臂长；sw D 为转向盘直径；ωi 为转向器角传动比；+η为转向器正效率。
对给定的汽车，用式(7-10)计算出来的作用力是最大值。
因此，可以用此值作为计算载荷。
然而，对于前轴负荷大的重型货车，用上式计算的力往往超过驾驶员生理上的可能，在此情况下对转向器和动力转向器动力缸以前零件的计算载荷，应取驾驶员作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力，此力为700N。
二、齿轮齿条式转向器的设计齿轮齿条式转向器的齿轮多数采用斜齿圆柱齿轮。
齿轮模数取值范围多在2～3mm之间。
主动小齿轮齿数多数在5～7个齿范围变化，压力角取20º，齿轮螺旋角取值范围多为9º～1 5º。
齿条齿数应根据转向轮到达最大偏转角时，相应的齿条移动行程应到达的值来确定。
变速比的齿条压力角，对现有结构在12º～35º范围内变化。
此外，设计时应验算齿轮的抗弯强度和接触强度。
主动小齿轮选用16MnCr5或15CrNi6材料制造，而齿条常采用45钢制造。
为减轻质量，壳体用铝合金压铸。
三、循环球式转向器设计(一)主要尺寸参数的选择1、螺杆、钢球、螺母传动副(1)钢球中心距D、螺杆外径D、螺母内径2D尺寸D、1D、2D如图7-19所示。
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1.总体设计已知设计参数如下：根据已知数据，查有关书籍得以下初步总体设计方案：1.1轴数、驱动形式、布置形式1.1.1轴数：两轴汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。
影响选轴的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。
根据国家道路交通法规、设计规范及汽车的用途可知，包括乘用车以及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆，均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。
由于给定的货车总质量为3000kg，则设计采用两轴方案。
1.1.2 驱动形式：4*2后轮双胎汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因素。
增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力，驱动轮数越多，汽车的结构越复杂，整备质量和制造成本也随之提高，同时也使汽车的总体布置工作变得困难。
因是货车，故采用4*2后轮双胎驱动方式。
1.1.3 布置形式：平头式发动机前置后驱动，发动机置于前轴之上，驾驶室之正下方发动机前置后桥驱动的货车的主要优点是：可以采用直列、V型或卧式发动机；发现发动机故障容易；发动机的接近性良好，维修方便；离合器、变速器等操纵机构的结构简单，容易布置；货箱地板高度低。
主要缺点是：如果采用平头式驾驶室，而且将发动机布置在前轴之上，处于驾驶员、副驾驶员座位之间时，驾驶室内部拥挤，隔绝发动机工作噪声、气味、热量和振动的工作困难，离合器、变速器等操纵机构复杂。
发动机中置后桥驱动的货车，可以采用水平对置式发动机布置在货箱下方，因发动机通过性不，需特殊设计，故维修不便；离合器、变速器等操纵机构结构复杂；因发动机距地面好近，容易被车轮带起的泥土弄脏；受发动机位置影响，货箱地板高度高。
因为这种布置形式的缺点多，并且难以克服，故已不再采用。
发动机后置后桥驱动的货车是在发动机后置后桥驱动的乘用车的底盘基础上变型而来的，所以采用已经极少了。
它的主要缺点是离合器、变速器等操纵机构复杂；发现发动机故障和维修发动机都困难以及发动机容易被泥土弄脏；后桥容易超载等。
综上所述本方案采用平头式发动机前置后驱动的布置形式。
1.2 汽车主要参数：1.2.1外形尺寸(mm>：5900*1800*2000外廓尺寸的确定需考虑法规、汽车的用途、装载质量及涵洞和桥梁等道路尺寸条件。
GB 1589-1989规定了汽车外廓尺寸限界，货车、整体式客车总长不应超过12m。
汽车宽不超过2.5m，汽车高不超过4m等。
根据唐骏 T3载货汽车的技术参数，可以设计外廓尺寸为<5900*1800*2000）1.2.2货箱尺寸(mm>：4000*1800*1200车厢尺寸要考虑汽车的用途参考同类车型选取，但必须保证运送散装煤和袋装粮食时能装足额定的装载质量。
根据唐骏 T3载货汽车的技术参数，车厢内部尺寸为<4000*1800*1000）。
1.2.3轴荷分配：(整车整备质量的确定汽车的整车整备质量是指车上带有全部装备，包括随车工具和轮胎，加满油和水，但没有载货和载人时的整车质量，用表示。
货车总质量是指汽车整车整备质量、汽车装载质量和驾驶室乘员<含驾驶室）质量三者之和，用表示。
驾驶室乘员质量以每人65kg。
按乘员人数为3人。
=++3*65=+1500+195=3000 得出=1305kg>汽车的轴荷分配：汽车的轴荷分配可根据汽车的驱动形式、发动机位置、汽车结构特点、车头形式及总质量等参照参考文献[1]并参考唐骏 T3载货汽车的技术参数选取。
由汽车设计课本表1-6得如下：载货车的主要性能、装载面积和轴荷分配等各个方面要求下选取。
各类载货汽车的轴距选用范围有汽车设计书如表1-2所示。
表1-2载货汽车的轴距和轮距货车轮距B应该考虑到车身横向稳定性，主要取决于车架前部的宽度、前悬架宽度、前轮的最大转角和轮胎宽度，同时还要考虑转向拉杆、转向轮和车架之间的运动间隙等因素。
主要取决于车架后部宽度、后悬架宽度和轮胎宽度，同时还要考虑车轮和车架之间的间隙。
1.轴距(mm>：33002.前/后轮距(mm>：1400/13503.根据{一般载货汽车的前悬不宜过长，但要有足够的纵向布置空间，以便布置发动机、水箱、转向器等部件。
后悬也不宜过长，一般为1200～2200mm}确定：前悬/后悬(mm>：1000/16004.根据课本p20 表1-4确定：质量系数：1.15. 货车车头长(mm>：1400<平头型货车一般在1400-1500mm之间。
本次课设平头货车车头长度为1400mm。
）轴距、轮距、前悬、后悬的参数参照《汽车设计》教材，并参考了唐骏 T3载货汽车选取的。
1.2.4 货车动力性参数的确定(1> 最高车速的确定载货汽车的最高车速主要是根据汽车的用途以及使用条件和发动机功率大小来确定,给定的=125km/h。
(2> 最大爬坡度的确定由于载货汽车在各地路面上行驶，要求有足够的爬坡能力。
一般在30%左右。
（3）加速时间{参照课本p22 ] 15s（4）汽车比功率，比转矩1.2.5 货车燃油经济性参数的确定燃油经济性参数载货汽车的燃油经济性常用单位燃油消耗量来评价。
单位燃油消耗量是汽车每一吨总质量行使100km所消耗的燃油量。
载货汽车的单位燃油消耗量如汽车设计书表1-9所示。
表1-9 货车单位质量百公里燃油消耗量百公里燃油消耗量取2.5L<100t.Km）1.2.6最小转变直径转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径，称为汽车最小转弯直径.种类汽车的最小转变直径见汽车设计书表1-10。
最小转弯直径Dmin=15m1.2.7货车通过性参数的确定载货汽车的通过性参数主要有接近角、离去角、最小离地间隙和纵向通过半径等。
其值主要根据汽车的用途和使用条件选取，可参考汽车设计书表1-11。
1-11载货汽车的通过性参数表1.2.8 货车制动性参数的确定汽车制动性常用制动距离和制动减速度作为设计评价参数。
行车制动在产生最大制动作用时踏板力不得大于700N，行车制动效能的要求如汽车设计书表1-12所示。
表1-12 载货汽车制动效能要求4.5t 75.41.3发动机功率、转速、扭矩的确定1.3.1 发动机型式的选择目前汽车发动机主要采用往复式内燃机，分为汽油机和柴油机两大类。
当前在我国的汽车上主要是汽油机，由于柴油机燃油经济性好、工作可靠、排气污染少，在汽车上应用日益增多。
轻中型汽车可采用汽油机和柴油机，参考同类车型，本车选取柴油发动机。
比功率Pb是汽车装发动机的标定最大功率Pemax与汽车最大总质量Ma之比。
即Pb=Pemax/Ma。
有已知Pb=25<KW·t-1）得Pemax=MaxPb所以Pemax=3x25=75KW比转矩Tb是汽车所装发动机的最大转矩Temax与汽车总质量Ma之比，Tb=Temax/Ma。
它能反应汽车的牵引能力。
由Tb=44(N·m·t-1>，所以Temax=MaxTb，即Temax=3x44=132(N·m）根据下式估算发动机的最大功率：式中的A为正投影面积，根据外形尺寸计算得到，货车CD取0.6~1.0。
根据估算出来的最大功率从国内主要汽车发动机生产厂家的产品中选定发动机型式<汽油机或者柴油机）和型号，国内汽车发动机生产厂家主要有：玉柴、朝柴、解放、东风、长安、柳州动力、云内动力、北京内燃机等，可上网查询相关产品的型号及参数A为正投影面积1800*2000 mm = 3600000mm2 =3.6 m2CD 取0.6 ηT 为传动系效率，根据参考文献[1]，对驱动桥单级主减速器的4×2汽车可取90%，故ηT 取90%fr 为滚动阻力系数，根据参考文献[1]，对货车取0.012g 为重力加速度，取9.8m/s 2m a 为汽车总质量，3000kgv amax 为最高车速，125km/h 由以上参数可计算得： P emax =75KW式中的A 为正投影面积，可以参考已有的同类车型的尺寸计算得到，货车C D 取0.6~1.0。
根据估算出来的最大功率从国内主要汽车发动机生产厂家的产品中选定发动机型式<汽油机或者柴油机）和型号，国内汽车发动机生产厂家主要有：玉柴、朝柴、解放、东风、长安、柳州动力、云内动力、北京内燃机等，可上网查询相关产品的型号及参数。
因此选取发动机功率为75kW 。
由汽车设计书P29知最大功率对应转速的范围：总质量小的货车用高速柴油机，值常取在3200-4000r/min 。
发动机的基本参数：表1-1发动机最大转矩及其相应转速的选择当发动机最大功率和相应的转速确定后，则发动机最大转矩和相应转速可随之确定，其值由下式计算： ==<3-2）式中：—转矩适应系数，一般1.1-1.3，在这里取1.1；—最大功率时的转矩，N*m ____最大功率，kw______最大功率时转速，r/min____最大转矩，N*m而/=1.4-2.0，在这里取为2.0，则有：=/2.0=3200/2.0=1600r/min=1.1x9550x75/3200=246N*m满足所选发动机的最大转矩及相应转速要求。
1.4汽车轮胎的选择轮胎及车轮用来支撑汽车，承受汽车重力，在车桥<轴）与地面之间传力，驾驶人员经操纵转向轮，可实现对汽车运动方向的控制。
轮胎及车轮对汽车的许多重要性能，包括动力性、经济性、通过性、操纵稳定性、制动性及行驶安全性和汽车的承载能力都有影响，因此，选择轮胎是很重要的工作。
1、型号：700R162、技术指标：层数6，轮辋型号：5.50F，允许内压770kpa,最大负荷1180kg,断面宽度200mm，外直径770mm3、数量：61.5确定传动系最小传动比，即主减速器传动比在选定最小的传动比时，要考虑到最高挡行驶时有足够的动力性能。
根据参考文献[9]机最大功率时的车速应等于最高车速或略小于最高车速：即主减速器传动比：(最高档为直接档>式中：为滚动半径；为发动机额定功率时的转速；为最高车速<应根据选定发动机后的参数重新估算），为变速器的最高挡传动比，若最高挡为直接挡，则=1。
由已选轮胎得：自由直径为：d=770mm由=Fd/2π得：滚动半径=373.78mm，得F=3.05其中：子午线轮胎：F=3.05；斜交轮胎：F=2.99。
故本设计轮胎为斜交轮胎。
由上述可知，=3200 r pm；=125km/h根据公式可得：=3.607。
故取3.61。
1.6确定传动系最大传动比，从而计算出变速器最大传动比。
确定传动系最大传动比时，要考虑三方面：①最大爬坡度；②附着力；③汽车的最低稳定车速。