汽車轉向器設計及應用畢業論文(已修改)

　

【正文】 畢業論文（設計）汽車轉向器設計及應用畢業論文目 錄插圖清單………………………………………………………………………………………………………….3表格清單……………………………………………………………………………………………………...…..3摘 要 4Abstract 5第一章 緒論 6 汽車轉向器的功能及重要性 6 汽車轉向器的主要性能參數 6 6 7 9 汽車轉向器的工作原理 10 動力轉向系統的工作原理 10 轉閥式液壓助力轉向器工作原理 11第二章 總體方案設計 12 轉向器設計的分類 12 12 蝸桿曲柄銷式轉向器 12 循環球式轉向器 12 轉向器方案分析 13 防傷安全機構方案分析 15第三章 循環球式轉向器的設計與計算 17 螺桿、鋼球和螺母傳動副 18 鋼球中心距D、螺桿外徑D1和螺母內徑D2 19 鋼球直徑d及數量n 19 滾道截面 20 接觸角 20 螺距P和螺旋線導程角 21 工作鋼球圈數W 21 導管內徑d1 21 齒條、齒扇傳動副的設計 21 循環球式轉向器零件強度計算 23 鋼球與滾道之間的接觸應力σ 23 齒的彎曲應力 24 轉向搖臂軸直徑的確定 24第四章 動力轉向機構的設計 25 對動力轉向機構的要求 25 液壓式動力轉向機構布置方案分析 25 動力轉向機構布置方案分析 25 液壓式動力轉向機構的計算 27 動力缸尺寸的計算 27 分配滑閥參數的選擇 27 分配閥的回位彈簧 27 動力轉向器的評價指標 29第五章 轉向梯形 31 轉向梯形結構方案分析 31 整體式轉向梯形 31 斷開式轉向梯形 32 整體式轉向梯形機構優化設計 33致 謝 37參考文獻 38 39 插圖清單圖11 轉向器角傳動比變化特性曲線 9圖12 液壓動力轉向系統示意圖 11圖21 循環球式齒條齒扇轉向器 13圖22 防傷轉向傳動軸簡圖 15圖23 防傷轉向軸簡圖 15圖31 螺桿 鋼球 螺母傳動副 19圖32 四段圓弧滾道截面 20圖33 為獲得變化的齒側間隙齒扇的加工原理和計算簡圖 22圖34 用于選擇偏心n的線圖 22圖35 螺桿受力簡圖 24圖41 動力轉向機構布置方案圖 26圖42 動力缸的布置 27圖43 確定動力缸長度尺寸簡圖 28圖44 預開隙 28圖45 靜特性曲線分段圖 30圖51 整體式轉向梯形 31圖52 斷開式轉向梯形 32圖53 斷開點的確定 33圖54 理想的內、外車輪轉角關系簡圖 34圖55 轉向梯形機構優化設計的可行域 36表格清單 表31循環球轉向器的主要參數………………………………………………………….17表32 循環球式轉向器的部分參數………………………………………………………..18表33 系數k與A／B的關系………………………………………………………………...23摘 要汽車轉向器是汽車的重要組成部分，也是決定汽車主動安全性的關鍵總成，它的質量嚴重影響汽車的操縱穩定性。隨著汽車工業的發展，汽車轉向器也在不斷的得到改進，雖然電子轉向器已開始應用，但機械式轉向器仍然廣泛地被世界各國汽車及汽車零部件生產廠商所采用。而在機械式轉向器中，循環球齒條齒扇式轉向器由于其自身的特點被廣泛應用于各級各類汽車上。本文選擇GX1608A型循環球齒條齒扇式轉向器作為研究課題，其主要內容有：汽車轉向器的組成分類；轉向器總成方案分析及其數據確定和轉向器的設計過程。這種轉向器的優點是，操縱輕便，磨損小，壽命長。缺點是結構復雜，成本高，轉向靈敏度不如齒輪齒條式。因此逐漸被齒輪齒條式取代。但隨著動力轉向的應用，循環球式轉向器近年來又得到廣泛使用。關鍵詞；轉向器 操縱穩定性 循環球齒條齒扇式轉向器 AbstractGear cars an important ponent of the initiative is decided automobile safety of the key assembly, It seriously affected the quality of the vehicle handling and stability. Along with the development of the auto industry, automobile steering gear is continuously improved, although the electronic steering gear has begun to use But mechanical steering gear is still widely been world motor vehicles and parts manufacturers adopted. And the mechanical steering gear, Rack cycle balltype steering gear tooth fans as its own characteristics has been widely used in various types vehicles. The graduation design options GX1608A cycle gear balltype steering gear rack as a research topic, Its main contents are : automotive steering gear ponents classification。 assembly was to program analysis and data to identify and steering gear design process.The advantage of such steering gear, and manipulating light, wear and tear, long life. The disadvantage is that the structure is plicated and costly, than steering rack and pinion sensitivity. Therefore gradually being replaced by rack and pinion. However, with the power steering applications, the balltype steering gear cycle and are widely used in recent years.Keywords； Diverter Ball handling and stability Cycle racktype steering gear divert第一章 緒論 汽車轉向器的功能及重要性汽車在行駛過程中需要改變行駛方向時，駕駛員通過汽車轉向系使汽車轉向橋（一般是前橋）上的車輪相對于汽車縱軸線偏轉一定的角度，使汽車達到轉向目的。另外，當汽車在直線行駛時，轉向輪往往會受到路面側向干擾力的作用而自動偏轉的，從而改變了原來行駛方向，此時，駕駛員也可以通過汽車轉向系使轉向輪向相反的方向偏轉，恢復了汽車原來的行駛方向。汽車轉向系的功用是改變和保持汽車的行駛方向，而作為轉向系重要執行機構的轉向器的作用是：將轉向盤的轉動變為齒條軸的直線運動或轉向搖臂的擺動，降低傳動速度，增大轉向力矩并改變轉向力矩的傳動方向。 汽車轉向器的主要性能參數轉向器的輸出功率與輸入功率之比，稱為轉向器的傳動效率。功率P1從轉向軸輸入，經轉向搖臂軸輸出所求得的效率稱為正效率，用符號η+表示，η+=( P1—P2)／P1；反之稱為逆效率，用符號η－表示，η－ =(P3—P2)／P3。式中，P2為轉向器中的摩擦功率；P3為作用在轉向搖臂軸上的功率。為了保證轉向時駕駛員轉動轉向盤輕便，要求正效率高。為了保證汽車轉向后轉向輪和轉向盤能自動返回到直線行駛位置，又需要有一定的逆效率。為了減輕在不平路面上行駛時駕駛員的疲勞，車輪與路面之間的作用力傳至轉向盤上要盡可能小，防止打手又要求此逆效率盡可能低。轉向器的正效率η+影響轉向器正效率的因素有：轉向器的類型、結構特點、結構參數和制造質量等。（1）轉向器類型、結構特點與正效率 在前述四種轉向器中，齒輪齒條式、循環球式轉向器的正效率比較高，而蝸桿指銷式特別是蝸桿滾輪式轉向器的正效率要明顯的低些。同一類型轉向器，因結構不同其正效率也不一樣。另外兩種結構的轉向器正效率，根據試驗結果分別為70％和75％。轉向搖臂軸軸承的形式對效率也有影響，用滾針軸承比用滑動軸承可使正逆效率提高約10％。(2) 轉向器的結構參數與正效率 如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，對于蝸桿和螺桿類轉向器，其正效率可用下式計算 η+=tanα／tan(α+ρ) …………………………………（11）式中，α為蝸桿(或螺桿)的螺線導程角；ρ為摩擦角，ρ=arctanf(f為摩擦因數)。（2）轉向器逆效率η－根據逆效率大小不同，轉向器又有可逆式、極限可逆式和不可逆式之分。路面作用在車輪上的力，經過轉向系可大部分傳遞到轉向盤，這種逆效率較高的轉向器屬于可逆式。它能保證轉向后，轉向輪和轉向盤自動回正。這既減輕了駕駛員的疲勞，又提高了行駛安全性。但是，在不平路面上行駛時，車輪受到的沖擊力，能大部分傳至轉向盤，造成駕駛員“打手”，使之精神狀態緊張。如果長時間在不平路面上行駛，易使駕駛員疲勞，影響安全駕駛。屬于可逆式的轉向器有齒輪齒條式和循環球式轉向器。不可逆式轉向器，是指車輪受到的沖擊力不能傳到轉向盤的轉向器。該沖擊力由轉向傳動機構的零件承受，因而這些零件容易損壞。同時，它既不能保證車輪自動回正，駕駛員又缺乏路面感覺,因此，現代汽車不采用這種轉向器。極限可逆式轉向器介于上述兩者之間。在車輪受到沖擊力作用時，此力只有較小一部分傳至轉向盤。它的逆效率較低，在不平路面上行駛時，駕駛員并不十分緊張，同時轉向傳動機構的零件所承受的沖擊力也比不可逆式轉向器要小。如果忽略軸承和其它地方的摩擦損失，只考慮嚙合副的摩擦損失，則逆效率可用下式計算H = tan(αρ) tanα………………………………(12)式(2—1)和式(2—2)表明：增加導程角α,正、逆效率均增大。受η增大的影響，α不宜取得過大。當導程角小于或等于摩擦角時，逆效率為負值或者為零，此時表明該轉向器是不可逆式轉向器。為此，導程角必須大于摩擦角。通常螺線導程角選在8176。～10176。之間。1）轉向系傳動比轉向系的傳動比包括轉向系的角傳動比和轉向系的力傳動比 從輪胎接地面中心作用在兩個轉向輪上的合力2Fw與作用在轉向盤上的手力之比，稱為力傳動比，即 ip=2Fw／Fh轉向盤轉動角速度 ωw 與同側轉向節偏轉角速度 ωk 之比，稱為轉向系角傳動比 ，即iwo=ωw/ωk=( dφ/dt)/( dβkdt),式中，dφ 為轉向盤轉角增量；dβk 為轉向節轉角增量；dt為時間增量。它又由轉向器角傳動比iw 和轉向傳動機構角傳動比iw′ 所組成，即 iwo=iw iw′ 。轉向盤角速度ωw與搖臂軸轉動角速度ωp