毕业论文设计转向系统设计

目录摘要2

第一章绪论3

1.1汽车转向系统概述3

1.2齿轮齿条式转向器概述9

1.3液压助力转向器概述10

1.4国内外发展情况12

1.5本课题研究的目的和意义12

1.6本文主要研究内容13

第二章汽车主要参数的选择14

2.1汽车主要尺寸的确定14

2.2汽车质量参数的确定16

2.3轮胎的选择17

第三章转向系设计概述18

3.1对转向系的要求18

3.2转向操纵机构18

3.3转向传动机构19

3.4转向器20

3.5转角及最小转弯半径20

第四章.转向系的主要性能参数22

4.1转向系的效率22

4.2传动比变化特性23

4.3转向器传动副的传动间隙△T25

4.4转向盘的总转动圈数26

第五章机械式转向器方案分析及设计26

5.1齿轮齿条式转向器26

5.2其他转向器28

5.3齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择29

5.4数据的确定29

5.5设计计算过程31

5.6齿轮轴的结构设计35

5.7轴承的选择35

5.8转向器的润滑方式和密封类型的选择35

5.动力转向机构设计36

5.1对动力转向机构的要求36

5.2动力转向机构布置方案36

5.3液压式动力转向机构的计算38

5.4动力转向的评价指标43

6. 转向传动机构设计45

6.1转向传动机构原理45

6.2转向传送机构的臂、杆与球销47

6.3转向横拉杆及其端部47

6.4杆件设计结果48

7.结论49

致谢49

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。实现了转向器结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力，从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。

关键词：转向系；机械型转向器；齿轮齿条；液压式助力转向器

Abstract

The title of this topic is the design of steering system. Rack and pinion steering gear to the design as the center, one vehicle parameters on the overall framework of the impact of vehicle steering; Second, the choice of mechanical steering; third rack gear and a reasonable match to meet the correct steering gear ratio and strength requirements; Fourth, power steering mechanism design; Fifth, the structural design of trapezoidal. Therefore, taking into account the above issues and factors that require study, based on the steering wheel rotary drive transmission shaft of the steering rack and pinion steering, through the universal joint drive shaft rotation gear shift, steering rack and steering gear shaft meshing, thereby encouraging steering rack linear motion to achieve steering. Simple structure to achieve the steering tight, short axial dimension, and the number of parts can increase the advantages of less power in order to achieve the vehicle steering stability and sensitivity. In this article a major design steering rack and pinion steering gear shaft and the check, the main methods and theoretical experience in the use of automotive design parameters and the University of mechanical design school curriculum design and the results meet the strength

requirements, safe and reliable.

Keywords: steering; mechanical type steering gear; gear rack; hydraulic powersteering

第一章绪论

1.1汽车转向系统概述

转向系统是汽车底盘的重要组成部分，转向系统性能的好坏直接影响到汽车行驶的安全性、操纵稳定性和驾驶舒适性，它对于确保车辆的行驶安全、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安全、改善驾驶员的工作条件起着重要作用。随着现代汽车技术的迅速发展，汽车转向系统已从纯机械式转向系统、液压助力转向系（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS），发展到利用现代电子和控制技术的电动助力转向系统（EPS）及线控转向系统（SBW）。

按转向力能源的不同，可将转向系分为机械转向系和动力转向系。

机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构(方向盘)、转向器、转向传动机构三大部分组成。其中转向器是将操纵机构的旋转运动转变为传动机构的直线运动(严格讲是近似直线运动)的机构，是转向系的核心部件[2]。

动力转向系除具有以上三大部件外，其最主要的动力来源是转向助力装置。由于转向助力装置最常用的是一套液压系统，因此也就离不开泵、油管、阀、活塞和储油罐，它们分别相当于电路系统中的电池、导线、开关、电机和地线的作用。

通常，对转向系的主要要求是:

(1)保证汽车有较高的机动性，在有限的场地面积内，具有迅速和小半径转弯的能力，同时操作轻便;

(2) 汽车转向时，全部车轮应绕一个瞬时转向中心旋转，不应有侧滑;

(3)传给转向盘的反冲要尽可能的小;

(4) 转向后，转向盘应自动回正，并应使汽车保持在稳定的直线行驶状态;

(5) 发生车祸时，当转向盘和转向轴由于车架和车身变形一起后移时，转向系统最好有保护机构防止伤及乘员

1.1.1机械式转向系统

汽车的转向运动是由驾驶员操纵方向盘，通过转向器和一系列的杆件传递到转向轮来