汽车齿轮齿条式转向器课程设计.doc

1、 目 录一、设计方案选择 5二、设计计算过程 51、转向轮侧偏角计算 52、转向器参数选取 63、选择齿轮齿条材料 74、强度校核 75、齿轮齿条的基本参数 8三、齿轮轴的结构设计 8四、轴承的选择 8五、转向器的润滑方式和密封类型的选择 8六、参考资料 9七、设计总结 10汽车设计课程设计说明书一、设计方案选择：1、转向器类型的选择：机械式转向器主要有齿轮齿条式、循环球式、 蜗杆滚轮式、 蜗杆指销式等，其中广泛应用的是齿轮齿条式和循环球式。齿轮齿条式转向器 1优点：结构简单、紧凑；壳体由铝合金或镁合金压铸而成，故质量比较小；传动效率高达 90%；齿轮齿条之间因磨损出现间隙后，可利用装在齿条背

2、部、靠近小齿轮的压紧力可以调节的弹簧自动消除齿间间隙，在提高系统刚度的同时也可防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；没有转向摇臂和横拉杆，可以增大转向轮转角；制造成本低。缺点：逆效率高，汽车在不平路面行使时会出现汽车方向控制难度增加还有可能出现打手现象。循环球式转向器 2优点：在螺杆和螺母之间有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，传动效率可达 75%-85%；转向器传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条齿扇间间隙调整工作容易进行；适合做整体式动力转向器。缺点：逆效率高，结构复杂，制造困 难，制造精度要求高。通过对齿轮齿条式转向器和循环球式转向器的对比，选择采用齿轮齿条式转向器。2、

3、齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择：考滤到原车采用的是循环球式转向器，故采用如图所示的布置形式。同时考虑到原车是发动机前置后驱故采用如图所示的侧面输入两端输出的结构形式。二、设计计算过程1、转向轮侧偏角计算2750sin.3986LR23.4876750ta 5coscos1B29.3607通过作图计算可得转向齿条左右移动的最大距离为 。1m2、转向器参数选取齿轮齿条转向器的齿轮多采用斜齿轮，齿轮模数在 之间，主动小齿轮23m齿数在 之间，压力角取 ，螺旋角在 之间。故取小 齿轮 ，572091516z， 右旋，压力角 ，精度等 级 8 级。.nm10 4转向节原地转向阻力矩：3313.7(

4、.)29.70RGfMNP 3方向盘转动圈数： 1180cos2.5cos9.367.81nLmZ角传动比： 3602.4()(.48.0)WwKi 5方向盘上的手力： 223971.36RhSLMFNDi 621.48hWSWF m 7力传动比： 3429.709.5186RSphkia 8取齿宽系数 ，1.d1234cosnmz齿条宽度 圆整取 ，则取齿轮齿宽25.234.7b20bm1203b3、选择齿轮齿条材料小齿轮：40Cr C-N 共渗淬火、回火 4353HRC 9齿条： 45 调质处理 229286HBS 104、强度校核（1）、校核齿轮接触疲劳强度选取参数，按 ME 级质量要求

5、取值， ； ， ，lim50HMPa11 lim2650HMPa12 lim1.5HSlim21.3H1312NZ14故以 计算lililip2lim6.3HNPZS15查得： ， ， ， ；1.5AK16 0V17 .K18 .197V， ， ， 则 ，2.4HZ20 89.EZ21 .9Z22 0cos0.9Z23k1243.HpTuMPabdk24齿轮接触疲劳强度合格（2）、校核齿轮弯曲疲劳强度选取参数，按 ME 级质量要求取值 ； ；lim150F25 lim280FMPa26； ； ；lim1.FSlim21.5F27 12NY28 .STY29故以 计算2liFpli2803STp

6、F MPa30据齿数查表有： ； ； ； 。则 3.69FaY1.4sa31 0.7Y32 .93312287Fs FpnKTMPbdm34齿轮弯曲疲劳强度合格5、齿轮齿条的基本参数如下表所示: 35名称 符号 公式 齿轮 齿条齿数 zz6 31分度圆直径 dcosnm15.2314 变位系数 nx 1 齿顶高 ah()annhx5 2.5齿根高 f *f c0.625 3.125齿顶圆直径 adaad225.2314 齿根圆直径 f ffh13.9814 齿轮中圆直径 mnxm20.2314 螺旋角 10齿宽 b1d30 20三、齿轮轴的结构设计四、轴承的选择轴承 1 深沟球轴承 6004

7、(GB/T276-1994) 36轴承 2 滚针轴承 NA4901 (GB/T5801-1994) 37五、转向器的润滑方式和密封类型的选择转向器的润滑方式：人工定期润滑润滑脂：石墨钙基润滑脂（ZBE36002-88）中的 ZG-S 润滑脂。 38密封类型的选择密封件： 旋转轴唇形密封圈 FB 16 30 GB 13871199239六、参考资料编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主 编 机械工业出版社 2007 1年 6 月第 4 版，P220 。编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主 编 机械工业出版社 2007 2年 6 月

8、第 4 版，P221 。编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主 编 机械工业出版社 2007 3年 6 月第 4 版，P233 。编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主 编 机械工业出版社 2007 4年 6 月第 4 版，P233 。编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主 编 机械工业出版社 2007 5年 6 月第 4 版，P229 。编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主 编 机械工业出版社 2007 6年 6 月第 4 版，P233 。编号 ISBN 978-

9、7-111-07613-1 汽车设计/王望予主 编 机械工业出版社 2007 7年 6 月第 4 版，P229 。编号 ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主 编 机械工业出版社 2007 8年 6 月第 4 版，P229 。编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本-机械传动/ 成大先主编 化 9学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版，P13-142 ，表 13-1-132。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工10大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷，P132, 表 6.

10、1。编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本-机械传动/ 成大先主编 化11学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版，P13-106 ，图 13-1-24（a）。编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本-机械传动/ 成大先主编 化12学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版，P13-106 ，图 13-1-23（a）。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工13大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P140,表 6.5。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46

11、 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工14大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P139,图 6.16。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工15大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工16大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P133,表 6.2。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工17大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P13

12、3。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工18大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P134。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工19大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P134。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工20大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P138,图 6.12。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工21大学出版社

13、 2004 年 6 月第 2 次印刷， P136,表 6.1。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工22大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P135。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工23大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P143。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工24大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P143。编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本

14、 -机械传动/成大先主编 化25学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版，P13-127 ，图 13-1-54（c）。编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本 -机械传动/成大先主编 化26学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版，P13-126 ，图 13-1-53（a）。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工27大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P140，表 6.17。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工28大学出版社 2004

15、年 6 月第 2 次印刷， P139，图 6.17。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工29大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工30大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工31大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137，表 6.4。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设

16、计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工32大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P137。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工33大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P143。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工34大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P143。编号 ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本 -机械传动/成大先主编 化35学工业出版社 2004 年 1 月第 1 版，P13-32 ，表 13-1-19。编号 IS

17、BN7-04-019303-5 机械设计课程设计手册/ 吴忠泽、 罗圣国主编 高36等教育出版社 2006 年 11 月第 3 次印刷，P64 ，表 6-1。编号 ISBN7-04-019303-5 机械设计课程设计手册 /吴忠泽、罗圣国主编 高37等教育出版社 2006 年 11 月第 3 次印刷，P72 ，表 6-5。编号 ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编 武汉理工38大学出版社 2004 年 6 月第 2 次印刷， P149，表 6.9。编号 ISBN7-04-019303-5 机械设计课程设计手册 /吴忠泽、罗圣国主编 高39等教育出版社 2006 年 11 月第 3 次印刷，P91 ，表 7-14。七、设计总结通过设计转向器，使我对齿轮齿条转向器的构造有了更为深刻的认识了解，齿轮齿条转向器有：中间输入，两端 输出；侧面输入，两端输出；侧面输入，中 间输出；侧面输入，一端输出四种形式，每种形式都有各自的 优 缺点。本次 设计采用的形式是侧面输入，两端输出。本次 设计让我们更为系统地 认识 、了解了机械零部件 设计的全过程，增 强了我们对机械行 业的认识。使我 们提前了解设计的全过程，能及 时发现我们的不足，可以及时 改进。