机械式汽车转向系统设计

目录

摘要 (1)

Русский Конспект.................................................................... 错误!未定义书签。前言.. (2)

国内外发展情况 (3)

1.转向系统 (6)

1.1转向系统概述 (6)

1.2转向操纵机构 (7)

1.3转向传动机构 (9)

1.4转向器与转向器形式 (10)

1.5动力转向机构 (11)

1.6齿轮齿条式转向器的优点 (11)

2.机械型转向器原理 (12)

2.1齿轮齿条式转向器的分类 (12)

2.2转向系主要性能参数 (14)

2.2.1转向器的效率 (14)

2.2.2传动比的变化特性 (16)

3.齿轮齿条的设计步骤 (19)

3.1齿轮齿条的设计 (19)

3.2齿轮齿条设计程序框图 (23)

4.转向器齿轮轴设计及其校核 (25)

4.1确定使用材料 (25)

4.2轴的结构的设计及校核 (25)

5.轴承及其转向器壳体和阀体的选择和确定 (30)

5.1轴承选择和确定 (30)

5.2转向器壳体和阀体 (30)

6.总结 (31)

参考文献 (32)

致谢 (33)

摘要

本课题的题目是J01机械型转向器的设计。齿轮齿条转向器设计的核心有两点：一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；二是转向器调整机构的设计，合理匹配出弹簧的刚度，以保证转向器的启动力矩和啮合特性。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：机械型转向器；阀套；阀芯；齿轮齿条

前言

改革开放以来，我国汽车工业发展迅猛。作为汽车关键部件之一的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化、系列化生产的局面。有资料显示，国外有很多国家的转向器厂，都已发展成大规模生产的专业厂，年产超过百万台，垄断了转向器的生产，并且销售点遍布了全世界。

由于汽车转向器属于汽车系统中的关键部件，它在汽车系统中占有重要位置，因而它的发展同时也反映了汽车工业的发展，它的规模和质量也成为了衡量汽车工业发展水平的重要标志之一。随着汽车高速化和超低扁平胎的通用化，过去采用循环球转向器和循环球变传动比转向器只能相对地解决转向轻便性和操纵灵便性的问题，要想从跟本上解决这两个问题只有安装动力转向器。因此，除了重型汽车和高档轿车早已安装动力转向器外，近年来在中型货车、豪华客车及中档轿车上都已经开始安装动力转向器，随着动力转向器的设计水平的提高、生产规模的扩大和市场的需要，其他的一些车型也必须陆续安装动力转向器。液压助力型转向器的设计使汽车在低速行驶或车辆就位时，驾驶员只需用较小的操作力就能灵活进行转向;而在高速行驶时，则自动控制，使操作力逐渐增大，实现了稳定操纵。虽然这种转向器具有很多优点，在目前的技术水准下它仍然存在某些不足之处，例如助力较小等;因此，目前液压式动力转向器仍然占据着很大的市场份额，其性能也在不断地提高。对于液压助力型动力转向器的研究有着非常深远的意义. 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。

国内外发展情况

1 现代汽车转向装置的设计趋势

1.1 适应汽车高速行驶的需要

从操纵轻便性、稳定性及安全行驶的角度，汽车制造广泛使用更先进的工艺方法，使用变速比转向器、高刚性转向器。“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向。

1．2 充分考虑安全性、轻便性

随着汽车车速的提高，驾驶员和乘客的安全非常重要，目前国内外在许多汽车上已普遍增设能量吸收装置，如防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等，并逐步推广。从人类工程学的角度考虑操纵的轻便性，已逐步采用可调整的转向管柱和动力转向系统。

1.3 低成本、低油耗、大批量专业化生产

随着国际经济形势的恶化，石油危机造成经济衰退，汽车生产愈来愈重视经济性，因此，要设计低成本、低油耗的汽车和低成本、合理化生产线，尽量实现大批量专业化生产。对零部件生产，特别是转向器的生产，更表现突出。

1．4 汽车转向器装置的电脑化

汽车的转向器装置，必定是以电脑化为唯一的发展途径。

2 现代汽车转向装置的发展趋势

2．1 现代汽车转向装置的使用动态

随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。汽车转向器的结构很多，从目前使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：有蜗杆肖式(WP型)、蜗杆滚轮式(WR型)、循环球式(BS型)、齿条齿轮式(RP型)。这四种转向器型式，已经被广泛使用在汽车上。

据了解，在世界范围内，汽车循环球式转向器占45％左右，齿条齿轮式转向器占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％。循环球式转向器一直在稳步发展。在西欧小客车中，齿条齿轮式转向器有很大的发展。日本汽车转向器的特点是循环球式转向器占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向器，在公共