液压助力循环球式转向器的设计

摘要汽车是一种性能要求高，负荷变化大的运输工具。

转向系统作为汽车的关键部件之一，更需要了解和掌握。

转向器作为转向系统中最重要的组成部件，对它进行深入的研究便显得意义重大。

循环球式转向器主要由螺杆、螺母、钢球、转向器壳体等组成，具有较高的传动效率，操纵轻便，磨损较小，使用寿命长，近年来得到广泛使用。

根据现用的国家标准并依据轻型汽车的循环球转向器数据，按照汽车设计的原则设计一款循环球转向器，完成二维图形和零件平面图的绘制，使其能够满足现代轿车的国家标准要求。

关键词: 循环球；转向器；设计；分析AbstractAutomobile is a transport machine with high-performance and variable loads. Steering system is one of the key components for vehicles and need to be understood and grasped. As the most important part of steering system，steering gear need to be studied importantly. Circulating ball-type steering gear contains screw，nut，ball，steering gear housing，etc.It has many Advantages，such as high transmission efficiency，light manipulation，less wear and long service life，so as to be widely used in recent years.According to current national standards and the ball steering vehicle data of BJ2020，a cycle ball steering is designed by the automotive principles，and some three-dimensional graphics and rendering parts of the plan are completed，so as to meet the national standards of Modern utility vehicle.Key words: Circulating ball；Steering gear；Design；Analysis目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 汽车转向器研究的发展及趋势 (1)1.3 各转向器系统的结构和特点 (4)1.3.1 传统机械转向系统 (4)1.3.2 液压助力转向系统 (5)1.3.3 电控液压助力转向系统 (6)1.3.4 电动助力转向系统 (6)1.3.5 线控转向系统 (8)1.4 研究目的及意义 (8)1.5 研究内容和设计方法 (9)2 转向器的设计 (10)2.1 转向系统简介.................................................................. 错误！未定义书签。

2.2 循环球式液压转向系结构.............................................. 错误！未定义书签。

2.3 液压助力循环球转向器工作原理.................................. 错误！未定义书签。

3 液压式循环球动力转向机构总体设计..................................... 错误！未定义书签。

3.1 转向器设计参数.............................................................. 错误！未定义书签。

3.2 转向器设计要求.............................................................. 错误！未定义书签。

3.3 循环球式液压转向器结构选型...................................... 错误！未定义书签。

3.4 转向器计算载荷.............................................................. 错误！未定义书签。

3.5 转向器效率计算.............................................................. 错误！未定义书签。

3.6 转向器的结构设计与计算.............................................. 错误！未定义书签。

3.6.1 螺杆、螺母基本参数计算................................... 错误！未定义书签。

3.6.2 齿条齿扇传动副设计........................................... 错误！未定义书签。

3.6.3 转阀的设计........................................................... 错误！未定义书签。

3.6.4 壳体结构的设计................................................... 错误！未定义书签。

4 零件的强度校核......................................................................... 错误！未定义书签。

4.1 钢球与滚道之间的接触应力.......................................... 错误！未定义书签。

4.2 齿的弯曲能力.................................................................. 错误！未定义书签。

4.3 转向摇臂轴直径的确定.................................................. 错误！未定义书签。

5结论.............................................................................................. 错误！未定义书签。

致谢................................................................................................. 错误！未定义书签。

参考文献......................................................................................... 错误！未定义书签。

附录................................................................................................. 错误！未定义书签。

1 绪论1.1课题背景随着社会经济的进步以及人民生活水平的提高，汽车已经慢慢的走进了人们的生活当中，它从以前简单的代步工具慢慢升级成为一种生活的品质，人们不再满足于简单的行驶，而更关注驾驶乐趣对于汽车的安全性、稳定性、操纵性等更高要求。

而人们除了从外观及内饰等反面了解汽车外，最能直接体验驾驶乐趣的就是拥有一个良好、先进的转向系统，一个先进的转向系统带给驾驶者更多的是驾驶的乐趣而不是负担。

同时，转向系又是底盘的重要组成部分，其好坏优劣会直接关系到汽车的驾驶舒适性，安全性和操纵稳定性，从而影响人们的生命及财产的安全。

同时就我国的国情而言，汽车工业己成为我国的支柱产业，为了提高汽车的产品质量，保证汽车行驶的安全性，操纵稳定性，发展我国的汽车工业，这就要求汽车转向器综合性能就成为汽车安全性能的一个重要项目。

汽车转向器属于对行驶安全影响较大的零部件，在汽车系统中占据了一个重要的位置，其规模和质量已成为衡量汽车工业发展水平的重要标志之一。

在重型汽车、大型客车等载重量较大的汽车中，通常用动力转向器来操纵汽车行驶方向。

动力转向系统有着许多传统机械式转向系统无法比拟的优点，例如：转向轻便灵敏，回位性能及手感良好，极大的减轻了汽车驾驶员的工作强度，特别适用于汽车在高速行驶时的转向。

因此目前国内外生产的汽车越来越多地配置了动力转向系统。

而液压动力转向器具有无噪声、灵敏度高、体积小、能够吸收来自不平路面的压力等优点，因此在现代汽车上得到了十分广泛的应用。

1.2 汽车转向器研究的发展及趋势随着科学技术的快速发展和汽车的逐渐普及，人们对汽车的操控性、安全性，稳定性等方面的性能已经有了更高一层的要求，对转向产品的需求也随着汽车性能的提高而发生着变化。

起初驾驶者们只希望能够容易地操纵转向系统，而后则追求在高速行驶时的稳定性、舒适性和良好的操作感。

在早期的汽车上，转向机械非常简单，主要由一级齿轮传动机构和转向拉杆等构成。

其基本功能是将驾驶员的手动旋转操作转变为转向拉杆的左右移动，从而带动车轮转动，实现汽车的转向，随着汽车技术的进步又出现了更为复杂些的机械式转向器，这时的转向器是通过驾驶员转动方向盘，并通过一系列的杆件传递到转向车轮上来实现转向的，而着种传统的转向器又分为四种形式，分别为：齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式。

其中齿轮齿条式和循环球式应用比较广泛，在 1 9 2 3年，美国底特律的亨利 ·马尔斯为了减少蜗轮副和滚轮轴之间的接触摩擦力，在两者之间接触处放置滚珠支承，这就出现了滚珠蜗轮转向器。

这种形式的转向器就成为现在大家所熟知的循环球式转向器，它目前仍很广泛地在汽车上应用。

所谓“现代”齿轮齿条式转向器，是奔驰（Benz）于1885年首先采用的。

这种形式的转向器同样也使用在1905年的凯迪拉克（Cadillac）和1911一1920年间制造的许多其它形式的汽车上。

据了解，在全世界范围内，汽车循环球式转向器占45%左右，有继续发展之势；齿条齿轮式转向器在40%左右；蜗杆滚轮式转向器占10%左右；其它型式的转向器占5%。

所以可以说循环球式转向器在稳步发展。