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1、精品学习资源本科生毕业论文设计题目循环球式汽车方向机总体设计及三维装配设计学院制造科学与工程学院专业机械设计制造及其自动化同学学号年级指导老师教务处制表二一四年 六月一日欢迎下载精品学习资源循环球式汽车方向机的总体设计及其三维装配设计机械设计制造及其自动化同学指导老师摘要 ：转向系统是组成汽车的各个部分中极其重要的一部分，是用来转变或者保持汽车的行驶方向的系统；纵观转向系统的进展，主要经受了以下几个阶段:机械转向系统、 液压动力转向系统、 电控液压动力转向系统、电动助力转向系统、四轮转向系统、主动前轮转向系统、线控转向系统；国内外现在最新的是线控转向系统， 但是循环球式转向器在市场上仍旧占有比
2、较大的位置；讨论设计循环球式转向器要 遵循“需求分析原理分析概要设计具体设计”这样的思路； 设计循环球式转向器， 按需求， 采纳液压助力， 先对转向器的原理进行分析，然后分析各种转向器的性能，接着进行循环球式转向器结 构选型， 在结构确定之后就对各零部件参数进行设计运算以及选取材料和零部件的强度校核，最终是针对零件的 PRO/E三维建模，在零件三维模型建立好的基础上，对转向器的壳体进行设计，在所以零件、壳体、 箱盖的三维模型都建立好之后进行总体三维装配设计；在完成总装之后， 将关键零部件以及总成图的三维图导成二维的CAD图形，并对二维图进行处理，处理为零件图和装配图；关键词： 循环球式、转向器
3、、液压助力、转阀、螺杆欢迎下载精品学习资源The overall design ofthe recirculating balltypesteeringmachine andits 3Dassembly designMechanical Design Manufacturing andits automationUndergraduate:Supervisor:Abstract: Steering system is an extremely important part of various parts in automotive, which is used to change or ma
4、intain vehicle directional.Throughout the development of steeringsystem, it mainly experienced the following phases: mechanical steering system,hydraulic power steering system, electric hydraulic power steering system, electric power steering system, four wheel steering system, active front steering
5、 system, the steering bywiresystem.Domesticandforeignnewestnow isthesteeringbywiresystem,butthe recirculating ball type steering gear still occupies a larger role in the market. Studyanddesigntherecirculatingballtypesteeringgear shouldfollowthe An analysisofneeds-An analysis of the principle- Genera
6、ldesign - Summary ofsuch detaileddesign.The design of the recirculating ball type steering gear, according to the demand, the hydraulic power,the firstprincipleofsteeringgear isanalyzed,and then analysisthe performanceof varioussteering,thenselectastructuremodeloftherecirculatingballtypesteeringgear
7、. Afterthestructureisdetermined,we shoulddesignand calculatetheparameterof each partand selecttheirmaterials,andmade astrengthcheckingforallparts.Finally,PRO/E three-dimensionalmodelingofpartsin3D part model, on the basis ofthree-dimensionalmodelofthepartisestablished,designtheboxofthesteering gear,
8、after the3D models of allparts andshell as well as the box been established,what we shoulddoisthe overall3Dassemblydesign.Afterthe completionofassembly,convertedthe 3D figure of the key partsand assembly drawing into two-dimensional CAD graphics, anddeal withthe CAD graphics, made it bepart drawings
9、 and assembly drawings.Key word: recirculating balltype，steering gear, hydraulic power, rotary valve, screw欢迎下载精品学习资源目录第一章绪论61.1概述. .61.2转向器的进展历史 . .61.3转向器的分类 . .71.4转向器的讨论现状 . .81.5选题意义 . .91.6本课题的主要讨论内容、讨论思路.91.7本章小结 . .10其次章循环球式液压助力转向器112.1循环球式液压助力转向器的结构 .112.2循环球式液压助力转向器的工作原理.112.3本章小结 . .13第三章
10、循环球式液压助力转向器的总体设计143.1转向器的设计条件. .143.2转向器的设计要求. .143.3循环球式液压助力转向器的结构选型. .14欢迎下载精品学习资源3.4转向器的运算载荷的确定 . .173.5转向系的效率 . .173.6转向器的结构设计与运算 . .183.6.1 螺杆、螺母基本参数的设计183.6.2 齿条齿扇传动副的设计213.6.3 转阀的设计243.6.4 壳体结构的设计28本章小结 . .29第四章零件的强度校核314.1钢球与滚道之间的接触应力.314.2齿的弯曲应力 . .32转向摇臂轴直径的确定. .32本章小结 .32第五章转向器的 PRO/E三维装配
11、设计335.1 PRO/E 软件的介绍 .335.2转向器主要零件的三维设计.335.3三维图转二维图 . .365.4本章小结 . .36第六章课程总结与展望376.1课程的总结 . .376.2展望. .37参考文献38致谢40欢迎下载精品学习资源第一章 绪 论转向系统是组成汽车的各个部分中极其重要的一部分，是用来转变或者保持汽车的行驶方向的系统；转向系统的存在使得驾驶员能够依据自己的意愿在汽车行驶过程中随时转变汽车的行驶方向，而当路面状况不佳例如汽车常常受地面影响而自动偏转时，转向系统的存在使得驾驶员能够维护汽车行驶方向的稳固，因此汽车的转向系统能够直接或间接地影响汽车的操作和使用的安全
12、性和稳固性；汽车转向系统包括转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分，转向器是其中极其重要的一个主要部件；转向器又名转向机、方向机，它的作用是：将驾驶员作用在方向盘上的转向力先通过万向节传递到转向器的载荷输入端然后通过其内部零件的传动把经 过传动比转化的力传递到转向器的扇齿轴，即输出端然后通过连接在扇齿轴上的摇臂以及和摇臂相接的平面传动机构传递到车轮上，驱动车轮偏转，以实现汽车的转向；一百多年前，汽车产生，当时的汽车转向机构是仿照自行车的转向方式用一个简洁的操纵杆来掌握前轮的偏转，来实现汽车的转向，而当时的操纵机构操作起来比较费劲，更严峻的问题是不行靠，比较简洁发生事故；但是困难永久难不倒聪
13、慧的人类，随着时代的进展，人们对这些机械产品的要求的逐步提高，这也督促了汽车进展的迅猛，于是乎，在随后的几十年里转向盘和转向柱的显现渐渐代替了操纵杆，也就随之显现了最早的转向器机械转向器，而最早被应用的是蜗轮蜗杆式转向器；然而即使有了机械转向器的显现，驾驶员靠手动转动转向盘来掌握汽车的转向仍旧比较费劲，而且仍不够稳固，在汽车日益普遍的环境下，显现事故的几率依旧没有削减，于是人们开头提出给机械转向器供应助力，用助力机构来帮助转向，减轻驾驶员的负担；1923 年，在美国的底特律市，亨利马尔斯为了削减蜗轮副和滚轮的摩擦力，在两者之间的接触部分加入了钢珠作为介质众所周知滚动摩擦要比滑动摩擦的力要小得多
14、， 而这就奠定了循环球式转向器的基础； 1928 年，弗朗西斯戴维斯胜利研制了采纳液压作为助力的转向器，并首次应用；但在当时，由于经济条件和其他方面因素的影响，液压助力转向器始终得不到重视，直到二战时期才重新推广应用；1954 年，凯迪拉克汽车公司首次把液压助力转向应用于汽车上；从今之后的很长一段时间里，液压助力的转向器成为了风行全球的转向器；而在稳居了40 年之后，随着工业的进展，电力逐步进入转向器的世界，并成为其中的一个很重要的角色；随后的80 岁月，显现了电液助力转向器和电动助力转向器也有人认为电液助力转向器是液压助力转向器进展到电动助力转向器的过渡产品，现在电子技术日新月异，汽车转向器
15、又进展到了主动前轮转向系统AFS和线控转向系统 SBW，这些技术已经成熟；到今日，已经不是单纯机械意义上的汽车了，欢迎下载精品学习资源它是机械、电子、材料等学科的综合产物；纵观转向系统的进展， 主要经受了以下几个阶段 :机械转向系统、 液压动力转向系统、电控液压动力转向系统、电动助力转向系统、四轮转向系统、主动前轮转向系统、线控转向系统；汽车转向系统的进展，总是顺应操作更加便利智能的进展方向；其中，电动助力转向系统作为现代汽车转向技术的进展趋势，有着宽阔的应用和进展空间；依据我国转向系统的讨论现状，以及与国外讨论和进展的差距，讨论和开发拥有自主学问产权的EPS具有重要意义，并将为进一步开发线控
16、电动转向系统打下基础；1、依据转向器动力的来源可以将其分为五大类：机械式转向器、液压助力转向器、电动助力转向器、电控液压转向器和线控转向器；机械式转向器：这种转向器依靠驾驶员转动方向盘的力作为转向的全部动力来源，无任何助力系统， 这使得地面对轮胎转向的反作用力会间接地作用于驾驶员，因而地面的路况就会全部反馈 给驾驶员，使其转动方向盘时简洁打手；由力矩=力作用长度这一公式可知，人转动方向盘的力气是有限的，在机械式转向器的传动比肯定时，假设要操作轻巧，就必需加大作 用长度，即加大方向盘的直径，这样就会使得方向盘占用较大的空间，不符合汽车整体结 构优化设计的理念，因此这种转向器的应用范畴受到了很大的
17、限制；液压助力转向器：这种转向器主要由油泵、液压安排阀、和助力机构组成；其工作原理如下：皮带带动油泵，把液压油通过液压安排阀输入到助力器里面，助力器里有一个活塞，活塞两端各有一个封闭的油腔，每个油腔各有一条油道和液压阀相接；当汽车直线行驶的时候，阀处于中间位置，上、下两个油腔间接地接通，两端的油压相等，助力器不起作用；当转动转向盘时，阀会偏转一个小角度，相对应的与油腔相接的油道就会打开，油进入对应一侧的油腔，油压大于另一侧油腔的油压，此时活塞就会移动，促使转向器转动，起到了助力的作用；电动助力转向器：这种转向器的助力来源是电动机，电动机是安装在车轮转向传动机构邻近，电动机依 靠电子掌握单元对车
18、速、转向力矩等因素的分析、执行来掌握；其工作原理如下：当转动 方向盘时， 装在方向盘轴上的转矩传感器测出转向轴上的转矩信号，该信号与车速信号同时输入到电子掌握单元；电控单元依据这些输入信号，确定助力转矩的大小和方向，就会选定完成助力转向所需的电动机的电流和电机的转动方向，调整转向帮助动力的大小； 电动机的转矩由电磁离合器通过减速机构减速增矩后，加在汽车的转向机构上，使之得到一个与汽车工作状况相适应的转向作用力；电控液压助力转向器：欢迎下载精品学习资源顾名思义，这种转向器是电动助力转向器和液压助力转向器的结合体；这种转向器主要由储油罐、助力转向掌握单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等组成，其中
19、助力转向掌握单元和电动泵是一个整体结构；这种转向器所采纳的液压泵不在依靠发动机皮带来驱动，而是采纳一个电动泵，它全部的工作的状态都是由电子掌握单元依据车辆的行驶速度、转向角度等信号运算出的最抱负状态；其工作原理如下：简洁地说，在低速大转向时，电子掌握单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压掌握单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要同时，节约一部分发动机功率；线控转向器：汽车线控转向系统由方向盘总成、转向执行总成和主掌握器ECU 三个主要部分以及自动防故障系统、电源等帮助系统组成；汽车线控转向系统取消了转向盘与转向轮之间的机械
20、连接，完全由电能实现转向，摆脱了传统转向系统的各种限制，其工作原理如下：用传感器检测驾驶员的转向数据， 然后通过数据总线将信号传递给车上的ECU ，并从转向掌握系统获得反馈命令；转向掌握系统也从转向操纵机构获得驾驶员的转向指令，并从转向系统获得车轮情形，从而指挥整个转向系统的运动；转向系统掌握车轮转到需要的角度， 并将车轮的转角和转动转矩反馈到系统的其余部分，比方转向操纵机构，以使驾驶员获得路感，这种路感的大小可以依据不同的情形由转向掌握系统掌握；2、依据传动副的结构形式不同，转向器可以分为许多类，目前用的比较多的是齿轮齿条式 、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式；这里主要介绍前三种；齿轮齿条式
21、转向器：这是一种最常见的转向器，由相互啮合的小齿轮和齿条组成；转向轴带动小齿轮旋转时，小齿轮带动齿条做直线运动，而齿条可以直接带动横拉杆来使车轮偏转；循环球式转向器：循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级是螺杆和螺母传动副，其次级是齿条和齿扇传动副，因此，这种转向器主要由螺杆、螺母、齿扇等组成，有些带有助力的循环球式转向器仍包括液压阀等这些部件；其工作原理如下：来自方向盘的转向力促使转向器的输入轴转动，这种旋转运动通过螺杆和螺母传动副转变为螺母的直线运动，然后再通过齿条和齿扇传动副转变为齿扇的旋转运动，齿扇通过摇臂驱动车轮的转向；蜗杆滚轮式转向器：这种转向器主要由蜗杆和滚轮传动副组成，类似蜗
22、杆蜗轮传动副，转向轴带动蜗杆转动，蜗轮间接地带动车轮转向，这种转向器工作牢靠，磨损小寿命长；国内外现在最新的是线控转向系统，而国内外的讨论焦点却是电动助力转向系统EPS；电动助力转向系统为上世纪八十岁月，显现的一种机电技术 , 日本铃木公司于 1988欢迎下载精品学习资源年第一研发出 EPS,先后装备在 Cervo车和Alto 车上；现在 , 国内技术成熟并能实现批量生产EPS的内资企业不多 , 而日本JTEKT、德国ZF及韩国 ManDo等先后在中国成立了 EPS生产基地 ,它们具有外资背景的企业占据了国内 EPS市场的相当大的份额；随着人们对汽车经济性、环保性、安全性的日益重视，以及电脑技
23、术的迅猛进展，人们在汽车操纵的轻巧性和稳固性的需求上不断地讨论创新，使得转向器逐步往“具有变速比、高刚性、智能化、人性化”的方向进展，而且在将来，电动助力转向系统作为现代汽车转向技术的进展趋势，有着宽阔的应用和进展空间；改革开放以来，我国对工业的进展极其重视，特殊是汽车行业，国家出台了一系列政 策来保证汽车行业的稳固进展；目前，依据我国转向系统的讨论现状，以及与国外讨论和 进展的差距，讨论和开发拥有自主学问产权的EPS 具有重要意义，并将为进一步开发线控电动转向系统打下基础；1.5 选题意义一、培育系统化和流程化思维通过方向机的总体设计，从整体上系统的把握设计流程，由抽象到具体，先整体后局部，
24、在完整的设计框架基础上作各零部件的设计，最终将各部分有机地联合起来，培育以专业为背景的流程化思维；二、把握机械产品的先进设计方法，整合所学专业学问，把握电脑帮助设计的原理和方法；培育分析问题、解决问题、自学、独立摸索的才能，提高综合运用学问和独立设计才能，充分地把高校前三年的所学学问充分和新学问结合起来；三、从该课题的设计过程中，温故知新，培育自己的创新意识，让自己的思维想法不拘泥，培育自己的开放性思维，为以后的学习工作做好预备；欢迎下载精品学习资源讨论内容：1.6 本课题的主要讨论内容、讨论思路欢迎下载精品学习资源一、讨论汽车方向机转向性能，建立符合汽车转向要求和具有人性化的设计意识，把握从
25、方向盘的转动到车轮的偏转整个转向过程的传动原理，设计出的转向器要有良好的转向性能，并且保证汽车操作稳固性；二、明白转向器的进展历史，分析比较各种转向系统的性能特点，着重讨论液压助力转向系统产生、现状、原理、结构、设计和助力特性；汽车方向机的总体设计，主要是循环球液压助力转向器的设计，主要明白把握该类型转向器的设计要领和方法；三、设计运算关键零件的尺寸，并利用PRO/E对这些零件进行三维建模，对方向机的壳体进行三维设计、建模，然后装配；最终转换成二维CAD工程图，并对关键零件进行二维图的绘制；讨论思路：一、设计思路：遵循需求分析、原理分析、概要设计抽象、具体设计具体、三欢迎下载精品学习资源维建模
26、、装配设计；二、总体设计流程：转向器原理分析转向系统、转向器性能分析循环球转向器结构选型转向器结构布局效率运算、传动比的运算各零部件设计运算 针对零件的 PRO/E三维建模转向器的壳体设计三维装配设计；三、转向器各零件设计流程：挑选零件类型、结构运算零件上的载荷确定运算准就挑选零件的材料确定零件的基本尺寸结构设计强度校核运算画出零件三维图；四、技术支持与可行性：综合所学相关学问，并结合所查相关资料，借助电脑帮助设计软件 PRO/E、CAD等，亲密结合 * 教授的指导，发觉问题、分析问题、解决问题；1.7 本章小结本章主要介绍了转向器的进展历史、分类和国内外的讨论现状，选题意义，以及本课题的讨论
27、内容和讨论思路；欢迎下载精品学习资源其次章 循环球式液压助力转向器此次设计所采纳的是整体式循环球式液压助力转向器，液压阀采纳的是转阀，这种动力转向器的结构主要由机械部分和液压部分组成，而其中的机械部分和一般的循环球式机械转向器基本上是一样的，由壳体、螺杆螺母、滚珠、齿条和齿扇、前盖、后盖、侧盖以及调整螺母等组成，而它的液压助力部分由掌握阀、油缸、仍有活塞活塞和螺母是集成于一体的等组成；具体如以下图 2-1；图 2-1 循环球式液压助力转向器1掌握阀； 2螺杆； 3齿条活塞螺母 ； 4壳体； 5调整螺栓； 6侧盖； 7齿扇轴在这种转向器中，由于有液压油的存在，在转向器工作时，缸体所承担的压力是特
28、别 大的，最大的工作压力可以到达15MPa，而此次设计中，转向器所承担的最大工作压力为 13.7MPa；由上图可以看出，在缸体的上端部分是油缸的工作油腔，左端油腔和右端油腔 分别通过油道和转向器的转阀连接在一起，螺母和活塞集成于一体，既包含齿条，又有活 塞的作用，螺杆和阀套集成在一起，转向轴和阀芯集成于一体，而转向轴和螺杆通过扭杆 来连接；齿扇轴连接摇臂图中没有绘制出将转向力矩输出到车轮；这样的转向器做成 一体的结构可以节约材料，削减零部件的加工量，但是对材料的要求很高，要求利用铝合 金材料来做转向器的壳体；循环球式液压助力转向器的工作原理本次设计选用的是六槽式转阀，阀芯的油槽上开有3 个相互
29、成 120的油道与阀芯的内孔相接而直接和螺杆的中心孔相接，而螺杆的中心孔与其中一个油腔是连通的；而阀套上开有 9 个槽， 3 个接油箱为出油口， 3 个为进油口，仍有三个接另一个油腔；方向盘转动时，输入轴转动，阀芯客服扭杆的弹性作用产生一个相对于阀套的小的角位移，即转阀 中只有一侧油腔的油道口是全开的，另一侧全闭，这样油沿着打开的油道进入其中一侧的 油腔，使得这一侧油腔的油压不断增大，另一侧的油腔油道封闭，油压不变，由于油是几 乎不能被压缩的，这样两侧的油腔就会产生压力差，布满油的一侧油会推动活塞往另一侧欢迎下载精品学习资源移动，起到助力作用，这样驾驶员就不需要费太大的力气就可以轻松操纵方向盘
30、，而且汽车的行驶也变得较为稳固；图 2-2 液压转向器两油缸工作图液压阀的具体工作原理如下：当方向盘不转动时，转向轴停止转动，扭杆的弹性复原力和油腔的压力差的综合作用下促使阀芯和阀套螺杆回到原始的无相对角位移的初始位置阀常开，两侧油腔油压相等的位置，全部油道相通，所以油从进油口进入阀套后又经过回油口回到油箱，不向任何一侧油腔通油；图 2-3转阀工作原理图1- 阀套； 2- 阀芯； 3- 扭杆左转向时，如图 2-3 左图所示，此时阀芯相对阀套左转，关闭了每个阀芯的台肩左侧与阀套槽的间隙； 油泵来油经过阀套进油口、 相应阀芯台肩右侧与阀套槽之间扩大的间隙、阀芯上的孔道和阀芯内的扭杆孔全部流人壳体下
31、腔，推动活塞起助力作用；壳体上腔的油 就按相反的油路流回转向油罐；右转向时就如图 2-3 右图所示，阃芯相对阀蛮右转关闭了每个阀芯台肩右侧与阀套欢迎下载精品学习资源槽的间隙；油泵来油经过阀套进油口、相应阀芯台肩左侧与阀套槽之间扩大的间隙、阀套上的孔道流入壳体上腔推动活塞起助力作用；壳体下腔的油就按相反的油路流回转向油罐；本章主要介绍了循环球式液压助力转向器的结构特点和工作原理；欢迎下载精品学习资源表3-1设计条件名称参数角传动比最大工作压力pa转向器用油柴油机油 15W/40CD工作流量8 13.2L/min前桥负荷 G1 理论最大输出力矩2 1785Nm旋向左旋第三章 循环球式液压助力转向器
32、的总体设计本课题总体设计条件如下表：输出摆角450齿扇模数6使用温度范畴400C 1100 C3.2转向器的设计要求此次循环球式液压助力转向器的设计主要满意以下要求： 1、为驾驶者供应不同的转向手力特性2、密封性能好，内外泄漏小3、强度好，寿命长4、安装便利牢靠5、成本低欢迎下载精品学习资源1、参数的确定循环球式液压助力转向器的结构选型欢迎下载精品学习资源循环球式液压助力转向器设计的主要参数包括缸径、工作压力、输出扭矩；而输出扭 矩是设计条件中已知的，理论最大输出扭矩为1785Nm，设计条件中要求最大工作压力为 13.7MPa；欢迎下载精品学习资源动力转向器的输出扭矩与其他参数的关系如下：M=
33、PS0-S1RF式中： M动力转向器输出扭矩 NM； P油泵最大工作压力 MPa；2S0 油缸的工作面积 m；2S1 螺杆外径所占的面积 m；RF扇齿分度圆半径 m；在这里，油缸的工作面积取决于油缸的缸径， 而缸径的取值范畴通常有 110mm、100mm、 90mm、80mm、70mm等，此次设计中我们选取 100mm；2、转向器结构的确定在确定转向器结构之前， 本人查阅了大量国内外的转向器的结构模型，包括美国的 TRW公司的 TAS系列转向器、德国 ZF公司的、以及日本 KOYO公司的 PBS系列等等；以下是所参考的其中三种转向器的图片：图 3-1美国 TRW公司的 TAS系列转阀式动力转向
34、器图 3-2德国 ZF 公司转阀式动力转向器欢迎下载精品学习资源图 3-3国内开发的 B 系列转阀式动力转向器在参考了国内外这么多的转向器后，发觉这些转向器的内部结构其实是大同小异的，我们在按要求设计一个转向器时， 可以参考这些结构， 但是又不能完完全全抄袭这些结构， 因此要设计出跟别人不一样的转向器就要先明确设计要求，设计意图，因此我们提出以下思路：1壳体质量不能太大，各零部件要满意工作条件的前提下提高刚度和强度；2采纳整体式：转向轴转向器转矩输入轴和阀芯集成于一体，阀套和螺杆集成于一体，螺母和活塞集成于一体；3采纳六槽式转阀，采纳贯穿式螺杆和齿条活塞，采纳三体式壳体；4在设计的同时要考虑装
35、配的轻巧性和可行性，要保证不会显现干预现象，也要考虑加工的可行性；5在设计过程中要严格依据国家标准；初步定下此次设计的转向器的结构图如下：图 3-4设计的转向器的结构图欢迎下载精品学习资源3.4 转向器的运算载荷的确定在设计转向器时，不能单纯的设计运算，必需要考虑到能够保证汽车行驶的安全性， 因此必需保证转向器有足够的强度，而在运算零件强度时，需要用到汽车所受的载荷，所以必需要提前运算出汽车的载荷；由于我们采纳的是循环球式转向器，转向器内的螺杆和螺母之间有滚珠，他们之间的滚动摩擦代替了原先传统转向器的滑动摩擦，而滚动摩擦是很小的，因此可以近似的认为转向器所受的载荷主要是由车轮转向时转向轮绕主销
36、转动的阻力、车轮稳固阻力、轮胎变形阻力；由半体会公式得汽车在路面上的原地转向阻力矩 Mf ：欢迎下载精品学习资源22其中： f 轮胎与地面的摩擦系数，一般取0.7 ，故 f=0.7 ； Mf 转向阻力矩，单位N mm； G1转向轴负荷，单位N； P轮胎气压，这里取P=/cm=0. 343N/ mm；运算得：Mf1Gf33P 1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源Gf3Mf13P0. 73（3. 510000. 3439. 8）32. 531106Nmm欢迎下载精品学习资源而最大承担载荷设计载荷 P 约为前桥载荷的一半，那么G1=0.5 3500 9.8=17150 N汽车在行驶过程中，作用
37、在转向器的各个零件上的载荷是常常在变化的，只能用假定的方法对载荷进行运算；假定载荷运算的方法分为以下三种情形：1以驾驶员作用在方向盘的最大转向力来确定；2依据汽车在停止行驶时在原地转向所需要的转向力矩和转向阻力矩相等来运算；3以前桥负荷的一半来作为运算载荷；很明显以其他 2 种方法运算的载荷都很大，而且我们这次设计的转向器是为轻型汽车设计的，因此选用第一种假定方式运算，其他两种都是适合重型汽车的载荷设计；故采纳驾驶员作用在方向盘上的最大转向力FHmax=600700N，取前者即 FHmax=600N来运算载荷；3.5 转向系的效率假如忽视轴承和其他零部件的摩擦缺失，只考虑啮合副的摩擦缺失，就循
38、环球式转向器的正效率可由下式运算：欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源tan0tan02欢迎下载精品学习资源同样，假如忽视轴承和其他零部件的摩擦缺失，只考虑啮合副的摩擦缺失，就循环球式转向器的逆效率可由下式运算：欢迎下载精品学习资源其中： 0 螺杆的螺线导程角；摩擦角，=arctanf ， f 为摩擦因数；3.6 转向器的结构设计与运算3.6.1 螺杆、螺母基本参数的设计1、螺距和齿扇分度圆半径的确定由结构关系可得： s = /360t 4其中： s活塞移动的距离；转向盘转角；t螺杆螺距；tan0tan03欢迎下载精品学习资源又由传动关系得到： 360 .2. = . 5其中：齿扇转角；.
39、齿扇分度圆半径；欢迎下载精品学习资源由式 4、5得角传动比 . =式子中 .是已知的， . = 18.85而分度圆半径 .=mz 7. =.2.6. 欢迎下载精品学习资源.2其中： m齿扇模数， m=6；Z齿扇齿数，一般在 12- 18 范畴内取具体参见齿扇轴的设计这一节 ，故取 z=12；欢迎下载精品学习资源mz所以.6 12= 36mm欢迎下载精品学习资源.= 22所以代入式6中得到 t=12mm，而查了相关资料， 螺距 t 在范畴 t=813mm 内选取，故满意要求；2、螺杆外径和螺母内径的设计运算欢迎下载精品学习资源图 3-5 螺杆、钢珠和螺母传动副的结构由汽车设计这本书可以查出， 螺
40、旋线导程角0 在 6 11之间选取，取 0 =6，就由 D =ttan12tan 636. 34mm，0即可初步确定中心距 D；而查资料可知螺杆外径 D1=2038mm，而且螺杆外径 D1 和螺母内径 D2 以及钢球中心距 D之间满意关系： D2 D1=5% 10%D，所以综合运算之后， 最终定下 D=35m，mD1 =34mm， D2=36mm；3、钢球数量 n 的确定n =DWd cosDW70d其中： D钢球中心距， D=35m；mW 2.5 之间取值， 当工作圈数大于 2.5 圈时， 需要采纳 2 个独立的钢球运动环路，在这里取 W=2.5；D钢球直径，查资料得知 D在 69mm之间取值，而且查相关标准，最终取国