齿轮齿条转向器讲义
毕业设计-齿轮齿条转向器设计
主要由输入轴、输出轴、齿轮、齿条、壳体等部件组成。 其中,输入轴与方向盘相连,输出轴与车轮相连,齿轮与 齿条啮合实现动力传递。
齿轮齿条转向器工作原理
当方向盘旋转时,输入轴带动齿轮旋转,齿轮与齿条啮合 ,将旋转运动转换为直线运动,推动输出轴左右移动,从 而实现车轮的转向。
02
齿轮齿条转向器设计原理
,减少磨损和故障。
关键部件设计
齿轮设计
根据传动比和扭矩要求,设计齿 轮的模数、齿数、压力角等参数 ,并进行齿形优化,提高传动效
率和噪声性能。
齿条设计
根据转向器输出转角和力矩要求, 设计齿条的截面形状、长度、材料 等参数,并进行强度校核。
轴承与轴设计
选用适当的轴承类型和尺寸,设计 轴的直径、长度、材料等参数,确 保轴的刚度和强度满足要求。
毕业设计-齿轮齿条转向器设计
汇报人:文小库
2024-01-18
CONTENTS
• 引言 • 齿轮齿条转向器设计原理 • 齿轮齿条转向器结构设计 • 制造工艺与装备设计 • 仿真分析与优化设计 • 实验验证与性能评估 • 总结与展望
01
引言
目的和背景
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
毕业设计目的
通过本次毕业设计,旨在培养学生综合运用所学理论知识, 进行实际工程设计的能力,提高解决工程实际问题的能力。
齿轮齿条传动原理
齿轮与齿条的啮合
齿轮的旋转运动通过其齿面与齿 条的直线齿面啮合,将旋转运动 转化为直线运动。
传动比的计算
根据齿轮齿数、模数和齿条参数 ,计算齿轮齿条传动的传动比, 以确定输出速度与输入速度之间 的关系。
转向器工作原理
输入与输出轴的连接
转向器的输入轴与齿轮相连,输出轴 与齿条相连,通过齿轮齿条的啮合实 现动力传递。
齿轮齿条转向器内部结构
齿轮齿条转向器内部结构齿轮齿条转向器是一种常见的机械装置,用于将旋转运动转换为直线运动或者将直线运动转换为旋转运动。
它由齿轮和齿条组成,通过齿轮与齿条的啮合,实现运动的转换。
齿轮是一种具有齿状凸起的轮状零件,常用于传递动力和运动的装置中。
它的内部结构由齿轮齿面、齿槽和轮毂组成。
齿轮齿面是齿轮上凸起的齿状部分,用于与其他齿轮或齿条进行啮合。
齿槽是齿轮上凹陷的部分,用于容纳其他齿轮或齿条的齿状部分。
轮毂是齿轮的中心部分,用于连接齿轮与轴。
齿条是一种具有齿状凹槽的直线零件,常用于将旋转运动转换为直线运动的机械装置中。
它的内部结构由齿条齿面、齿槽和轴孔组成。
齿条齿面是齿条上凸起的齿状部分,用于与齿轮的齿面进行啮合。
齿槽是齿条上凹陷的部分,用于容纳齿轮的齿面。
轴孔是齿条的中心孔,用于连接齿条与轴。
当齿轮与齿条啮合时,齿轮的旋转运动会通过齿面的接触力传递给齿条,使齿条产生直线运动。
反之,当齿条产生直线运动时,齿条的齿面会与齿轮的齿面进行啮合,将直线运动转换为齿轮的旋转运动。
齿轮齿条转向器的内部结构决定了它的工作原理和性能。
其中,齿轮齿面的形状和数量决定了转速和转矩的传递比例。
齿槽的形状和尺寸决定了齿轮与齿条的啮合性能和传动效率。
轮毂和轴孔的设计和制造精度决定了齿轮齿条转向器的精度和稳定性。
齿轮齿条转向器的内部结构还包括轴承、密封件和润滑装置等附属部件。
轴承用于支撑齿轮和齿条的旋转和直线运动,减少摩擦和磨损。
密封件用于防止灰尘、水分等杂质进入齿轮齿条转向器内部,影响其正常工作。
润滑装置用于给齿轮齿条转向器提供润滑油,减少摩擦和磨损,延长使用寿命。
齿轮齿条转向器的内部结构是由齿轮、齿条、轴承、密封件和润滑装置等部件组成的。
它通过齿轮与齿条的啮合,实现了旋转运动和直线运动的转换。
这种转向器在机械工程、自动化设备和工业生产中扮演着重要的角色,广泛应用于各个领域。
通过对其内部结构的了解,可以更好地理解其工作原理和性能,为其设计、制造和维护提供指导。
齿轮齿条转向器英语规范讲义
Q/20D 豫北(新乡)汽车动力转向器有限公司企业标准Q/20DM03.66-2006齿轮齿条转向器英语术语规范2006-06-05发布 2006-06-10实施豫北(新乡)汽车动力转向器有限公司发布目录一零部件常用语 (1)二常用材料 (2)三热处理用语 (3)四公差符号与术语 (4)4.1 公差符号 (4)4.2 公差术语 (5)五标准件 (6)一零部件常用语齿轮pinion齿条rack壳体housing阀壳体valve housing阀套valve sleeve转向轴input shaft扭杆torsion bar液压缸cylinder tube液压油hydraulic oil防护套bellow/cowl活塞piston调整体support yoke调整体衬垫liner调整弹簧spring adjuster调整螺塞yoke plug/ adjuster plug中部球头节组件IBJ(inner ball joint)外部球头节组件OBJ(outer ball joint)大卡箍clamp小卡箍clip六角螺母hex nut支承套rack bush球轴承ball bearing滚针轴承needle bearing下端压紧螺塞end plug安装胶套mounting rubber安装座套silent blockO形圈O ring锁紧薄螺母special nut销子pin二常用材料防护套:1.聚烯烃弹性体POE=polyolefin elastomer(EPDM橡胶和聚丙烯混合物,即>EPDM+PP<)2.聚烯烃热塑弹性体TEO=Themoplastic Elastomer,Olefinic3.山都平Santoprene 103-40阀套密封环、活塞密封环: 1.聚四氟乙烯PTFE=Polytetrafluoroethylene[poli.tetrə.fluərə.eθili:n]O形圈:1.HNBR 2.NBR调整体:1.粉末冶金sintered iron[sintəd] SMF3030-JIS Z 25502. ZL107调整体衬垫:1. 复合材料钢板+铜基+PTFE涂层compound material:steel+copper+PTFE转向轴、阀套:S45C安装胶套:EPDM安装座套:1. 20 steel +NR2. 20 steel +NR/BR3. 20 steel +NR/SBR支承套:1.聚酯弹性体Polyester Elastomer2.HT250齿轮:1. 42CrMo 用于高频淬火2. SCM420(相当于20CrMo)用于渗碳淬火调整弹簧:VDCrSi活塞:20Cr大卡箍:1.不锈钢304 UNS S3042.SAE 1008/1010 hot-dip galvanized coating 热电镀涂层壳体:1. ZL1072. A13800 with 10% max silicon permissible齿条:1.S45C2.S45SC 屈服强度:560Mpa min,抗拉强度:814Mpa min液压缸:1. 20中部球头节组件: 内拉杆:40Cr内球壳:20外部球头接组件:外球壳:35球销:42CrMo防护罩:CR球碗:聚甲醛POM=Acetal resin, Polyoxymethylene三热处理用语carburized case depth 渗碳硬化层深carburizing 渗碳nitriding 氮化处理overheating 过热air cooling 空冷oil cooling 油冷hardening and tempering 调质induction hardening 感应淬火metallographic structure 金相组织shot blasting 喷丸(处理)sand blasting 喷砂(处理)grit blasting 喷钢砂(处理)spectrum analysis光谱分析inclusion 夹杂物stress relief 应力释放carbon content 含碳量temper brittleness 回火脆性die casting 压力铸造gravity casting 重力铸造mechanical properties 机械特性blueing 发蓝normalizing正火normalized steel 正火钢hardening/quenching 淬火hardened steel 淬火钢tempering 回火tempered steel 回火钢artificial aging 人工时效natural aging 自然时效四公差符号与术语4.1 公差符号以下符号来源于ISO 1101-1983:4.2 公差术语基本尺寸basic size实际尺寸actual size极限尺寸limits size最大极限尺寸maximum limit of size 最小极限尺寸minimum limit of size 偏差deviation上偏差upper deviation下偏差lower deviation公差tolerance公差带tolerance zone零线zero line标准公差standard tolerance公差等级tolerance grade基本偏差fundamental deviation配合fit间隙配合clearance fit过盈interference过盈配合interference fit过渡配合transition fit基孔制hole-basic system of fits基轴制shaft-basic system of fits间隙clearance五标准件螺纹thread外螺纹external thread内螺纹internal thread大径major diameter小径minor diameter螺距pitch of thread牙型form of thread旋向direction of turning右旋螺纹right-hand thread左旋螺纹left-hand thread头数number of thread导程lead粗牙coarse thread细牙fine thread螺旋线helix(line螺旋角helix angle螺栓bolt六角头螺栓hexagon head bolt六角头螺栓(全螺纹)hexagon head bolt-full thread 螺钉screw螺柱stud螺母screw nut垫片washer弹簧spring销pin圆柱销round pin圆锥销taper pin开口销cotter pin, split键key平键flat key半圆键half round key, woodruff key轴承bearing滚动轴承rolling bearing滑动轴承sliding bearing向心铀承radial bearing密封装置sealing equipment锁紧装置locking equipment扳手wrenches千斤顶Jack六质量用语不合格品non-conforming products11。
齿轮齿条式转向器设计
1齿轮齿条式转向器简介1.1齿轮齿条式转向系转向系是通过对左、右转向之间的合理匹配来保证汽车能沿着理想的轨迹运动的机构,它由转向操纵机构转向器和专项传动机构组成。
齿轮齿条机械转向器是将司机对转向盘的转动变为或齿条沿转向车轴轴向的移动,并按照一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。
机械转向器与动力系统相结合,构成动力转向系统。
高级轿车和中兴载货汽车为了使转向轻便,多采用这种动力转向系统。
采用液力式动力转向时,由于液体的阻尼作用,吸收了路面上的冲击载荷,故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。
1.2转向系设计要求通常,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;(6) 转向器和专项传动机构因摩擦产生间隙时,应能调整而消除之。
2转向系主要性能参数2.1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正效率,用符号η+表示,η+=(P1—P2)/Pl;反之称为逆效率,用符号η-表示,η-=(P3—P2)/P3。
式中,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。
为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便,要求正效率高。
为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置,又需要有一定的逆效率。
为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳,车轮与路面之间的作用力传至转向盘上要尽可能小,防止打手又要求此逆效率尽可能低。
2.1.1转向器正效率η+影响转向器正效率的因素有:转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。
(1)转向器类型、结构特点与效率在前述四种转向器中,齿轮齿条式、循环球式转向器的正效率比较高,而蜗杆指销式特别是固定销和蜗杆滚轮式转向器的正效率要明显的低些。
汽车齿轮齿条式转向器设计
汽车齿轮齿条式转向器设计设计目标:1.高效转向:齿轮齿条式转向器应当能够有效转换转向力,确保车辆可以顺利转向,提供良好的操控性。
2.轻量化:为了减轻车辆重量,并达到节能减排的目标,齿轮齿条式转向器的设计应尽量减少材料使用。
3.高可靠性:齿轮齿条式转向器需要经受长时间的运转和负荷,因此其设计应具有良好的可靠性和耐久性。
设计过程:1.齿轮的选择:根据汽车转向角度的需求以及转向力的大小,选择合适的齿轮来实现转动方向到线性运动的转换。
齿轮的设计应考虑密齿设计,以保证转向的精准性。
2.齿条的设计:根据齿轮的尺寸和形状,设计相匹配的齿条。
齿条的设计应考虑到强度和刚度,以确保转向过程中不会出现弯曲等变形。
3.齿轮齿条的配合:齿轮和齿条的配合应具有紧密的工作间隙,以确保传动效率和转向的精确性。
在配合过程中,还需要考虑润滑剂的使用,以减少摩擦和磨损。
4.结构设计:齿轮齿条式转向器的整体结构设计应兼顾刚度和重量。
采用轻量化的材料,并合理设计零件的形状和连接方式,以减少材料使用,并提供良好的强度和刚度。
设计优化:1.模拟仿真:使用计算机辅助设计软件对齿轮齿条式转向器进行模拟仿真,分析不同参数对性能的影响。
通过优化设计参数,提高转向的效率和精确度。
2.材料选择:选择具有高强度、低摩擦系数和良好的耐磨性的材料,以确保齿轮齿条的操作寿命和可靠性。
3.系统集成:将齿轮齿条式转向器与其他转向系统零件进行合理的系统集成,以提供最佳的转向和操控性能。
4.优化结构:通过减少零件数量和优化结构的形状,减少齿轮齿条式转向器的重量,提高汽车整体的轻量化水平,减少能耗和排放。
总结:。
齿轮齿条转向器
汽车设计课程设计说明书设计题目:富利卡2.0齿轮齿条转向器设计学院:机电工程学院专业年级: 10车辆工程学号: 102260016020学生姓名:沈清福指导教师:雷治国成绩:2014年 1 月 10 日目录1.前言1.车型数据 12齿轮齿条式转向器简介 22.1齿轮齿条式转向系 22.2齿轮齿条式转向系设计要求 23转向系的主要性能参数 33.1转向器的效率 33.1.1转向器的正效率 3 3.1.2转向器的逆效率 4 3.2传动比的变化特性 4 3.2.1转向传动比 5 3.2.2力传动比与转向系角传动比的关系 5 4齿轮齿条式转向器设计计算 74.1转向器计算载荷的确定 8 4.1.1原地转向阻力矩 8 4.1.2转向盘手力 94.2齿轮齿条的设计104.3齿条的强度计算 114.3.1齿条的受力分析 124.3.3齿条齿部弯曲强度的计算 12 4.4小齿轮的强度计算 12 4.4.1齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算 134. 4.2齿面接触疲劳强度校核 144.5齿轮轴轴承的校核 154.6 间隙调整弹簧的设计计算 16 5结论 18 6参考文献 191.车型数据1.齿轮齿条设计中所用到的车型数据为2齿轮齿条式转向器简介2.1齿轮齿条式转向系转向系是通过对左、右转向之间的合理匹配来保证汽车能沿着理想的轨迹运动的机构,它由转向操纵机构转向器和专项传动机构组成。
齿轮齿条机械转向器是将司机对转向盘的转动变为或齿条沿转向车轴轴向的移动,并按照一定的角传动比和力传动比进行传递的机构。
机械转向器与动力系统相结合,构成动力转向系统。
高级轿车和中兴载货汽车为了使转向轻便,多采用这种动力转向系统。
采用液力式动力转向时,由于液体的阻尼作用,吸收了路面上的冲击载荷,故可采用可逆程度大、正效率又高的转向器结构。
2.2齿轮齿条式转向系设计要求通常,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;(6) 转向器和专项传动机构因摩擦产生间隙时,应能调整而消除之。
轿车液压助力齿轮齿条转向器设计说明书讲解
机械设计课程设计说明书设计名称:机械设计课程设计设计时间 2014年02-06月系别汽车与机械工程系专业车辆工程班级 13班姓名邱裕海指导教师杨卓老师2014年 06 月 08 日目录一、课程设计任务………………………………………………...............................错误!未定义书签。
二、设计方案的拟定 (7)三、各种形式转向器现状比较 (9)四、传动系统运动参数选择与计算 (11)五、车辆转向器的发展 (14)六、齿轮齿条设计 (15)七、附图 (16)八、总结 (19)一、任务设计题目:轿车液压助力齿轮齿条转向器设计1、课程设计目的:1)培养学生理论联系实际的设计思想,巩固和加强所学的相关专业课程的知识;2)熟悉和掌握车辆机构设计过程和方法,提高综合运用所学的知识进行车辆设计能力;3)熟悉车辆液压系统的设计思路和系统实现过程,掌握车辆液压系统图纸的表达方法;2、课程设计时间:2014年02~06月3、整车性能参数:4、设计要求:1)、建模仅设计转向器部分2)、根据参数计算,绘制转向(左或右)极限位置机构运动图带转向梯形(A4)3)、根据实物分析绘制车辆液压转向助力液压系统回路图(A4);4)、转向器具体结构可参考汽车实验室相关制动器结构,也可由学生自行设计。
5、课程设计流程Ⅰ、课程设计的步骤1)、实验室实物拆装参考,确定设计方案;2)、设计计算;3)、3D建模、绘制装配图(A0装配图一张)4)、拟定说明书。
Ⅱ、设计进度安排表1-2 课程设计进度安排Ⅲ.设计中应注意的问题1).独立思考、严谨认真、精益求精,多于指导教师沟通。
2).设计过程中,需要综合考虑多种因素,采取多种办法进行分析、比较和选择,来确定方案、尺寸和结构,边设计、边计算、反复修改以完善设计是正常的,必须耐心、认真地对待。
3).利用好实验室现有实物,但不应盲目地、机械地抄袭。
根据具体条件和要求,大胆创新5、齿轮齿条转向器的简介图1-1所示为捷达轿车的齿轮齿条式转向器。
汽车齿轮齿条式转向器参数设计
汽车齿轮齿条式转向器参数设计汽车转向系统是汽车动力传动和悬挂系统的重要组成部分,它的设计和制造影响了车辆的操控性能和乘坐舒适性。
汽车齿轮齿条式转向器是一种常见的车辆转向系统,本文将对其参数设计进行阐述,以期为汽车转向系统的研究提供参考。
一、概述齿轮齿条式转向器主要由操纵杆、齿轮、齿条、支架等组件构成。
当驾驶人转动方向盘时,通过操纵杆传递动力到与方向盘相连接的齿轮,在齿条的带动下,车轮转向。
二、齿轮和齿条的选择齿轮和齿条的选择是转向器设计的关键。
一般来说,齿轮和齿条的模数、齿数、压力角等参数应根据车辆参数和使用条件进行选择。
1.模数的选择模数是齿轮和齿条的尺寸参数,影响转向器的精度和承载能力。
模数取值过大会导致齿轮和齿条体积增大,重量增加,但能更好地承受转向时的冲击载荷,降低齿轮磨损,提高转向精度。
模数取值过小会导致齿轮齿条精度下降,易受冲击载荷影响,影响转向稳定性。
一般来说,汽车齿轮齿条式转向器的模数为1.5~2.5mm。
3.压力角的选择压力角是齿轮齿条式转向器中最重要的参数之一。
它直接影响齿轮和齿条的啮合精度和承载能力。
压力角较大时,齿轮和齿条的接触面积较大,啮合精度优良,但承载能力较小;压力角较小时,齿轮和齿条的承载能力增加,但接触面积减小,啮合精度下降。
一般来说,汽车齿轮齿条式转向器的压力角为20度。
三、支架的结构设计支架是连接齿轮和齿条的重要部件,它的结构设计直接影响转向器的稳定性和安全性。
一般来说,支架应具有足够的强度、刚度和稳定性,能够承受转向时的冲击载荷和侧向力。
支架的体积、重量也应尽可能小,以减轻车辆毛重和提高燃油经济性。
四、操纵力的设计操纵力是指从方向盘传递到转向器的力量。
操纵力大小直接影响驾驶人的操作感受和驾驶劳动强度。
操纵力过大会使驾驶人疲劳,影响行驶安全;操纵力过小则容易误操作,同时也不利于驾驶人的操作感受。
一般来说,汽车齿轮齿条式转向器的操纵力应在200~300N之间。
汽车专业参赛课件 齿轮齿条式转向器的拆装
任务实施
具体流程----调整 齿轮齿条式转向器是调整转向齿条与转向齿轮
轮齿的啮合间隙,即转向齿条的预紧力。 常见的方法有两类:
任务实施
具体厚
度来调整转向齿条与转向齿轮轮齿的啮合间隙 ,完成预紧力的调整
任务实施
齿轮齿条式转向器的拆装 一、设备及工具要求
上海桑塔纳轿车台架、台虎钳、工作台、扭力 扳手、套筒扳手、一字螺钉旋具、鲤鱼钳、卡 簧钳等常用工具各一套。
二、辅助材料 清洗剂、润滑油和润滑脂等若干。 三、人员要求 按设备数量分组操作。每组设主操作手1名和
协助1名,其余组员观察记录。
任务实施
汽车专业参赛课件
参赛选手:****
项目七 转向系统的拆装与检修
任务一 转向系统的概述 任务二 齿轮齿条式转向器的拆装 任务三 循环球式转向器的拆装 任务四 蜗杆曲柄指销式转向器的拆装 任务五 转向传动机构和操纵机构的拆装
任务二 齿轮齿条式转向器的拆装
知
识
1.了解齿轮齿条式转向器的结构
目
2.掌握齿轮齿条式转向器的工作原
任务实施
具体流程----拆卸 3.装入转向齿条锁紧螺母 ,如图 4.装回防尘罩和转向横拉杆接头总成.
任务实施
具体流程----检查 1. 零件出现裂纹应更换,转向横拉杆、转向齿
条在总成修理时应进行隐伤检验。
2.转向齿条的直线度误差不得大于0.30mm。 3.齿面上应无疲劳剥蚀及严重磨损,若出现左
任务实施
具体流程----调整 二是用盖上的调整螺塞改变转向齿条导块与弹
簧座之间的间隙值,完成预紧力的调整
学后测评
1.说出齿轮齿条式转向器的结构及动力 传递原理。
齿轮齿条式转向器设计
目录摘要Abstract1 绪论 (1)1.1齿轮齿条式转向器概述 (1)1.2齿轮齿条式动力转向器的原理 (2)1.2.1齿轮齿条转向器的工作原理 (2)1.2.2动力转向系统的工作原理 (2)2 转向器整体结构设计方案分析 (4)2.1动力转向器的整体结构及附属机构 (4)2.2转向器结构设计方案分析 (4)2.3液压动力转向特点分析 (5)3转向器结构方案的确定和具体设计 (6)3.1转向器结构的确定和设计 (6)3.1.1阿克曼几何学 (6)R (7)3.1.2最小转弯半径min3.1.3转向系的效率 (7)3.1.4转向系的角传动比与力传动比 (7)3.2齿轮齿条传动副的确定和设计 (10)3.2.1变传动比齿轮齿条的原理分析 (10)3.2.2斜齿圆柱齿轮的设计 (11)3.2.3传动副传动方案的设计 (12)3.2.4齿条的设计 (12)3.3动力缸结构设计 (13)3.3.1作用力的计算 (13)4 结论 (16)参考文献致谢齿轮齿条式转向器设计1 绪论1.1齿轮齿条式转向器概述汽车行驶时要经常改变行驶方向,这就需要有一套能够按照驾驶需要使汽车转向的机构,它将司机转动方向盘的动作转变为车轮(通常是前轮)的偏转动作。
这套机构就是汽车的转向系。
转向系通过对左、右车轮不同转角的合理匹配来保证汽车沿着设想的轨迹运动[3]。
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。
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[1]。
模块四 任务二 齿轮齿条式转向器
汽车底盘构造与维修
二、齿轮齿条式转向器的类型 齿轮齿条式转向器分两端输出式和中间(或单端)输出式两种。
1、两端输出的齿轮齿条式转向器 两端输出的齿轮齿条式转向器如图所示,作为传动副主动件的转向齿轮轴通 过轴承安装在转向器壳体中,其上端通过花键与万向节叉和转向轴连接。与 转向齿轮啮合的转向齿条水平布置,两端通过球头座与转向横拉杆相连。弹 簧通过压块将齿条压靠在齿轮上,保证无间隙啮合。
每天进步一点点
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弹簧的预紧力可用调整螺塞调整。当转动转向盘时,转向器齿轮转动,使与 之啮合的齿条沿轴向移动,从而使左右横拉杆带动转向节左右转动,使转向 车轮偏转,从而实现汽车转向。
每天进步一点点
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2、中间输出的齿轮齿条式转向器 中间输出的齿轮齿条式转向器如图所示,其结构及工作原理与两端输出的齿 轮齿条式转向器基本相同,不同之处在于它在转向齿条的中部用螺栓与左右 转向横拉杆相连。在单端输出的齿轮齿条式转向器上,齿条的一端通过内外 托架与转向横拉杆相连。
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三、齿轮齿条式转向器的特点 齿轮齿条式转向器结构简单,传动效率高,操纵轻便,质量轻;由于不 需要转向摇臂和转向直拉杆,还使转向传动机构得以简化。齿轮齿条式 转向器适合与麦弗逊式独立悬架配用,常用于轿车、微型货车和轻型货 车。
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一、齿轮齿条式转向器的构造与工作原理 齿轮齿条式转向器以齿轮和齿条传动作为传动机构,它主要由转向器壳 体、转向齿轮、转向齿条、转向横拉杆等组成,转向器通过转向器壳体 的两端用螺栓固定在车身(车架)上。
1. 齿轮齿条转向器设计说明书
齿轮齿条转向器设计专 业 :机械设计制造及其自动化(汽车方向)中文摘要根据对齿轮齿条式转向器的研究以及资料的查阅,着重阐述了齿轮齿条式转向器类型选择,不同类型齿轮齿条式转向器的优缺点,和各种类型齿轮齿条式转向器应用状况。
根据原有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,及对齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。
修正齿轮齿条式转向器中不合理的数据。
通过对齿轮齿条式转向器的设计,选取出相关的零件如螺钉、轴承等,并在说明书中画出相关零件的零件图。
通过说明书并画出齿轮齿条式转向器的零件图6张、装配图1张。
关键词:齿轮齿条,转向器,设计计算AbstractAccording to the research of the Rack-and-pinion steering and the data of the machine, the advantages and disadvantages of the typical machine are analyzed, and the layout type is chosen. the application condition with every kind of types Rack-and-pinion steering. is introduced, and the transmission ratio and the geometry parameters of the machine are calculated. That text precedes the total designs to the Rack-and-pinion steering. Suffering the dint analysis, and calibrate the tired strength of the machine with the bent and tired strength in root of tooth. This article revised the unreasonable data of the steering. With the design of the Rack-and-pinion steering, selects the related spare parts. Such as bolt, bearing...etc. and draw the diagrams of the related spare parts in manual. Drawing the 6 precise of spare parts diagrams and 1 precise of the assemble diagram of Rack-and-pinion steering.Key words: Rack-and-pinion steering, design and calculation目录中文摘要 (I)Abstract (II)第一章 引言 (1)1.1汽车转向装置的设计趋势 (1)1.2汽车转向装置的发展趋势 (1)第二章 齿轮齿条转向器设计方案选择 (3)第三章 传动比的计算 (6)3.1 汽车方向盘(转向盘) (6)3.1 转向阻力矩 (6)3.3角传动比与力传动比 (6)第四章 齿轮设计 (8)4.1 齿轮参数的选择[8] (8)4.2 齿轮几何尺寸确定[2] (8)4.3 齿根弯曲疲劳强度计算[11] (9)4.3.1齿轮精度等级、材料及参数的选择 (9)4.3.2齿轮的齿根弯曲强度设计。
齿轮齿条转向器的设计
设
计 教
案
工作平稳可靠;
齿条和齿扇之间的间隙调整工作容易进行; 适合用来做整体式动力转向器。
逆效率高,反冲现象较严重;
马 天 飞
结构复杂,制造困难,制造精度要求高。 主要用于商用车上。
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二、防伤安全机构方案分析
材料 16MnCr5 15CrNi6 45,淬火 后变形小
案
12º ~35º 保证齿 条行程
壳体用铝合金压铸成型,质量轻。 根据计算载荷和齿轮几何参数验算其弯曲强度和接触强 度。
马 天 飞
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三、循环球式转向器参数选择
汽 车
1、螺杆、钢球、螺母传动副
设
计 教
案
钢球中心距D:
马 天 飞
是基本尺寸,影响转向器的结构尺寸和强度; 在保证强度的条件下,尽可能取得小一些; 先参考同类型车初选,验算强度后再修正。
转向传动机构的角传动比 iω2
马 天 飞
iω0 = iω1 * iω2
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汽 车
二、传动比的变化特性
力传动比与转向系统角传动比的关系
轮胎与地面之间的转向阻力Fw
设
计 教
Mr Fw a
作用在转向盘上的手力Fh
案
Fh
2M h Dsw
代入力传动比的表达式中,有
马 天 飞
ip
M r Dsw M ha
• 当汽车以10km/h车速进入半径为12m的弯道时, M1类汽车最大 手力为150 N。 7.逆效率低,反冲小; 8.应设置传动间隙调整机构;
案
马 天 飞
9.应设置防伤装置; 10.保证转向盘与转向轮转动方向一致。
《汽车底盘构造与维修》7-2齿轮齿条式转向器的拆装
任务实施
齿轮齿条式转向器的拆装 四、任务要求 1.说明各类转向器的功用、类型和组成。 2.会对齿轮齿条式转向器进行正确拆装。 3.掌握汽车底盘常用维修工具和专用工具的
使用方法。
任务实施
具体流程----拆卸 1.取下转向器总成 ,如左图 2.取下转向拉杆 ,如右图
任务实施
1.能简述齿轮齿条式转向器组成及
能
各组成部件功用
目
2.能正确拆装齿轮齿条式转向器
标
一、齿轮齿条式转向器的结构和原 理
主要由转向器壳体、转向齿轮、转向齿条 等组成。
一、齿轮齿条式转向器的结构和原 理
转向齿条的中部通过拉杆支架与左、右转 向横拉杆连接。转动转向盘时,转向齿轮 转动,与之相啮合的转向齿条沿轴向移动, 从而使左、右转向横拉杆带动转向节转动, 使转向轮偏转,实现汽车转向。
具体流程----拆卸 3.取下转向横拉杆 ,如左图 4.齿轮齿条式转向器的总成 ,如右图
任务实施
具体流程----拆卸 5. 取下防尘罩 ,如左图 6.取下调整螺栓 ,如右图
任务实施
具体流程----拆卸 7.拆卸花键接头总成 ,如左图 8.取下卡簧 ,如右图
任务实施
具体流程----拆卸 9.取下导向块 ,如左图 10.抽出转向齿条 ,如右图
任务实施
具体流程----装复 1.装入转向齿条壳总成 ,如左图 2. 装入转向齿轮总成 ,如右图
任务实施
具体流程----拆卸 3.装入转向齿条锁紧螺母 ,如图 4.装回防尘罩和转向横拉杆接头总成.
任务实施
具体流程----检查 1. 零件出现裂纹应更换,转向横拉杆、转向齿
条在总成修理时应进行隐伤检验。
轿车液压助力齿轮齿条转向器设计说明书讲解
机械设计课程设计说明书设计名称:机械设计课程设计设计时间 2014年02-06月系别汽车与机械工程系专业车辆工程班级 13班姓名邱裕海指导教师杨卓老师2014年 06 月 08 日目录一、课程设计任务………………………………………………...............................错误!未定义书签。
二、设计方案的拟定 (7)三、各种形式转向器现状比较 (9)四、传动系统运动参数选择与计算 (11)五、车辆转向器的发展 (14)六、齿轮齿条设计 (15)七、附图 (16)八、总结 (19)一、任务设计题目:轿车液压助力齿轮齿条转向器设计1、课程设计目的:1)培养学生理论联系实际的设计思想,巩固和加强所学的相关专业课程的知识;2)熟悉和掌握车辆机构设计过程和方法,提高综合运用所学的知识进行车辆设计能力;3)熟悉车辆液压系统的设计思路和系统实现过程,掌握车辆液压系统图纸的表达方法;2、课程设计时间:2014年02~06月3、整车性能参数:4、设计要求:1)、建模仅设计转向器部分2)、根据参数计算,绘制转向(左或右)极限位置机构运动图带转向梯形(A4)3)、根据实物分析绘制车辆液压转向助力液压系统回路图(A4);4)、转向器具体结构可参考汽车实验室相关制动器结构,也可由学生自行设计。
5、课程设计流程Ⅰ、课程设计的步骤1)、实验室实物拆装参考,确定设计方案;2)、设计计算;3)、3D建模、绘制装配图(A0装配图一张)4)、拟定说明书。
Ⅱ、设计进度安排表1-2 课程设计进度安排Ⅲ.设计中应注意的问题1).独立思考、严谨认真、精益求精,多于指导教师沟通。
2).设计过程中,需要综合考虑多种因素,采取多种办法进行分析、比较和选择,来确定方案、尺寸和结构,边设计、边计算、反复修改以完善设计是正常的,必须耐心、认真地对待。
3).利用好实验室现有实物,但不应盲目地、机械地抄袭。
根据具体条件和要求,大胆创新5、齿轮齿条转向器的简介图1-1所示为捷达轿车的齿轮齿条式转向器。
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齿轮齿条转向器讲义
一、齿轮齿条转向器原理
齿轮齿条转向器主要包括机械式齿轮齿条转向器和液压助力式齿轮齿条转向器二种。
液压助力式转向器由控制阀、机械式转向器、助力缸三大部分组成。
主要应用于乘用车(包括小轿车、农用车、皮卡、小型SUV),今后有被电动转向器(EPS)取代的趋势。
乘用车转向器系统如下:
整个转向系统包括方向盘、油泵、油箱、动力转向器、油管。
其液压回路图如下:
液压助力转向器由控制阀(类似于M型机能三位四通换向阀)、机械式转向器(类似于齿轮齿条装置)、助力缸(类似于双作用油缸)三大部分组成。
如下图:
其原理是:方向盘带动转阀左转、右转或保持在中间位置,对应于助力缸的动作则是:助力缸左腔进油,右腔回油;助力缸右腔进油,左腔回油;左右腔压力一致这三种状态,双作用油缸活塞杆通过连杆装置分别驱动汽车左右驱动轮转向。
见下图:
二、液压助力齿轮齿条转向器密封组成
除防尘圈、O型圈等常规密封之外,液压助力齿轮齿条转向器的主要密封包括输入轴密封、转阀密封、活塞封、输出轴密封。
如下图:
1.输入轴密封:
形式为低压骨架油封。
主要功能是防尘以及防止泄漏油外溢,最高耐压:2MPa,每个转向器输入轴用一道密封。
2.转阀密封:
类似于液压用的轴用旋转格莱圈,每个转向器用四道,用于分隔P、T、A、B油腔,如果失效会导致转向卡阻,下面图片显示的是12MPa和13MPa的阀密封。
3.助力缸活塞封:
类似于液压用的孔用格莱圈,每个转向器用一道,如果失效会导致转向无力。
4.输出端齿条轴密封:
形式为高压骨架油封,类似于油缸杆密封,输出轴直线运动,密封最高耐压8MPa,每个转向器用两道,左右输出各用一只。
注:尽管转向器各部位密封与工业液压密封类似,但因工况和要求不同,一般工业用密封无法简单地植入汽车零部件,这也就是在一般工业液压市场占有率高的密封品牌,在汽车行业未见其业绩的原因,事实上,很多密封品牌都对自己生产的产品细分市场,如:同样是聚氨酯Y型圈,NOK和Hallite就将自己的产品分为工业用和工程机械用,并用不同的颜色和价格区分。
三、转向器各部位常见密封品牌
由于齿轮齿条转向器企业以产量获取效益(一般年产转向器70万~300万台),因此对配件成本价格非常敏感,导致密封制造商专注于转向器某一部位的密封的研发和生产,且销售量大,简单地说,转向器市场的密封销售额跟一般工业油缸用密封的销售额完全不是一个数量级的
1.输入轴油封
目前主要供货品牌有NOK中国和重庆杜克,其中NOK基本垄断,需要说明的是,曾经是国内汽车行业竞争对手的日本NOK和德国Freudenberg在中国握手成立恩福公司,也就是中国NOK。
2.转阀密封
目前主要供货品牌有扬中华日、扬州晨光两家,日本华尔卡和美国圣戈班也欲进入这个市场
3.活塞封
目前主要供货品牌有扬中华日、扬州晨光两家。
4.齿条轴密封
目前主要供货品牌有NOK、NDK,NOK基本垄断。
5.O型圈
目前主要供货品牌有深圳震豪、安徽中鼎。
四、阪上产品的业绩及优势
阪上产品在日本的液压助力齿轮齿条转向器的市场产占有率为60%,其主要客户有KYB(光洋)、JTEKT、HONDA等,在韩国的最大客户有MANDO(万都),在中国的客户主要是日资企业,如豫北光洋、昭和汽车、万都、一汽光洋等。
因价格原因以及我公司一直以来的推广重点在循环球转向器,所以目前阪上在中资品牌齿轮齿条转向器行业无配套业绩。
与国内密封企业对比:
1.技术能力:阪上有40年的配套经验,推广思路是给客户提供量体裁衣的全套沟槽方案以及密封件,国内同行只会根据客户设计的沟槽制作产品。
2.研发能力:阪上的各种材料都是阪上配方,即使是NBR材料或是PTFE 材料,因不同工况有不同配方,形成了很多材料;国内同行基本是外购材料,部分企业近两年据说有混料制作能力。
3.试验能力:阪上有独立的材料实验室和产品实验室,对市场上出现的任何密封问题都可以出检测报告并分析原因,国内同行基本没有这个能力,出了问题只能以更换密封或更换材料方式解决。
4.价格:这是阪上弱项,但根据我们的分析,同样的产品,日本企业可以做到比中国企业更低的制造成本。
五、我们和阪上合作主推的密封部位
首先,主推阀密封,原因有三点:量大,容易出问题,阪上针对中国市场有特价。
其次,推齿条输出端密封,原因有三点:量大,容易漏油失效,阪上的密封形式更可靠。
编辑:陈威。