转向器设计说明书

广西科技大学2013届毕业设计说明书I摘要转向器又名转向机、方向机，它是转向系中最重要的部件。历史上曾出现过许多种形式的转向器，随着汽车工业的飞速发展以及人们对于舒适、安全性能要求的不断提高，转向系统也随着科技的发展日新月异。转向器作为汽车的重要组成部分，也是决定汽车主动安全性的关键总成，它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。目前较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。本设计以LZW1025LB型轻型货车为设计对象，根据原有数据计算转向系的传动比，并确定齿轮齿条的几何参数。齿轮齿条式转向器总体设计，受力分析，及对齿轮齿条的疲劳强度校核、齿根弯曲疲劳强度校核。修正齿轮齿条式转向器中不合理的数据。通过对齿轮齿条式转向器的设计，选取出相关的零件，并在说明书中画出相关零件的零件图。关键词：转向器；齿轮齿条；设计计算广西科技大学2013届毕业设计说明书IIABSTRACTSteeringgearsteeringmachine,alsoknownasthedirectionofmachine,itisthemostimportantpartsinthesteeringsystem.Inthehistorytherehavebeenmanyformsofsteeringgear,withtherapiddevelopmentofautomobileindustryandpeopleforcomfort,safetyandperformancerequirementscontinuetoimprove,thesteeringsystemisalsochangerapidlywiththedevelopmentofscienceandtechnology.Asthemainpartofthevehicle,Steeringgearsteeringisavehicleactivesafetycriticalassembly,itsqualityaffectsthehandlingstabilityofvehicle.NowmorecommonlywithRack-and-pinionsteeringgear,Wormcrankstudtypesteeringgear,recirculatingball-rackandsectorsteeringgear,Arecirculatingballcrankpintype,wormandrollersteeringgeaandsoon.ThedesignofmodelLZW1025LBtruckasthedesignobject,accordingtotheoriginaldatatocalculatethesteeringgearratio,andtodeterminethegeometricparametersofgearrack.Gearracktypesteeringgeardesign,stressanalysis,andthegearrack,thefatiguestrengthofthetoothrootbendingfatiguestrength.Correctedgearracktypesteeringgearintheunreasonabledata.Thegearracktypesteeringgeardesign,selecttherelevantpartsofthespecification,anddrawtherelevantpartsofthepartsdiagram.KEYWORDS:steeringgear;gear;strength;designandcalculation广西科技大学2013届毕业设计说明书III目录摘要--------------------------------------------------------------------ⅠAbstract----------------------------------------------------------------Ⅱ目录--------------------------------------------------------------------Ⅲ第1章绪论------------------------------------------------------------11.1汽车转向系统的现状及发展趋势1.1.1纯机械式转向系统-------------------------------------------11.1.2液压助力转向系统-------------------------------------------11.1.3汽车电动助力转向系统(EPS)----------------------------------11.2汽车转向装置的设计趋势-----------------------------------------21.3小结-----------------------------------------------------------2第2章转向器的设计要求------------------------------------------------3第3章齿轮齿条转向器设计方案选择--------------------------------------43.1齿轮齿条式转向器-----------------------------------------------43.2整体式转向器---------------------------------------------------63.3小结-----------------------------------------------------------8第4章转向器主要性能参数----------------------------------------------94.1转向阻力距-----------------------------------------------------94.2转向器角传动比与力传动比---------------------------------------9第5章齿轮设计--------------------------------------------------------135.1齿轮几何参数的确定---------------------------------------------135.2强度校核-------------------------------------------------------145.2.1齿面接触应力及强度条件----------------------------------145.2.2齿轮齿根弯曲疲劳强度校核--------------------------------14第6章齿条设计---------------------------------------------------------166.1齿轮齿条的啮合特点---------------------------------------------16第7章齿轮轴的设计----------------------------------------------------187.1齿轮轴的结构形式-----------------------------------------------187.2各轴直径和长度的确定-------------------------------------------187.3齿轮轴的强度校核-----------------------------------------------18广西科技大学2013届毕业设计说明书IV第8章其它零件的选择--------------------------------------------------208.1轴承的选择-----------------------------------------------------208.2弹簧的选择-----------------------------------------------------208.3螺钉的选择-----------------------------------------------------208.4弹簧压块的设计-------------------------------------------------218.5垫圈-----------------------------------------------------------22设计工作总结------------------------------------------------------------22致谢--------------------------------------------------------------------23参考文献----------------------------------------------------------------24广西科技大学2013届毕业设计说明书1第1章绪论转向系是通过对左、右转向车轮不同转角之间的合理匹配来保证汽车能沿着设想的轨迹运动的机构。它由转向操纵机构、转向器和转向传动机构组成。采用动力转向的汽车，还有动力系统，即动力转向油泵、油管、动力转向器等。机械转向系统和传统的液压动力转向系统都得到了广泛应用。近年来，出现了各种随着汽车行驶速度调节转向助力的电子控制液压动力转向系统，他们在比较高级的轿车中得到了应用。1.1汽车转向系统的现状及发展趋势1.1.1纯机械式转向系统机械式的转向系统，由于采用纯粹的机械解决方案，为了产生足够大的转向扭矩需要使用大直径的转向盘，这样一来，占用驾驶室的空间很大，整个机构显得比较笨拙，驾驶员负担较重，特别是重型汽车由于转向阻力较大，单纯靠驾驶员的转向力很难实现转向，这就大大限制了其使用范围。但因结构简单、工作可靠、造价低廉，目前在一部分转向操纵力不大、对操控性能要求不高的微型轿车、农用车上仍有使用。1.1.2液压助力转向系统1953年通用汽车公司首次使用了液压助力转向系统，此后该技术迅速发展，使得动力转向系统在体积、功率消耗和价格等方面都取得了很大的进步。80年代后期，又出现了变减速比的液压动力转向系统。在接下来的数年内，动力转向系统的技术革新差不多都是基于液压转向系统，比较有代表性的是变流量泵液压动力转向系统(VariableDisplacementPowerSteeringPump)和电动液压助力转向(ElectricHydraulicPowerSteering，简称EHPS)系统。变流量泵助力转向系统在汽车处于比较高的行驶速度或者不需要转向的情况下，泵的流量会相应地减少，从而有利于减少不必要的功耗。电动液压转向系统采用电动机驱动转向泵，由于电机的转速可调，可以即时关闭，所以也能够起到降低功耗的功效。液压助力转向系统使驾驶室变得宽敞，布置更方便，降低了转向操纵力，也使转向系统更为灵敏。由于该类转向系统技术成熟、能提供大的转向操纵助力，目前在部分乘用车、大部分商用车特别是重型车辆上广泛应用。但是液压助力转向系统在系统布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与噪声等方面存在不足。1.1.3汽车电动助力转向系统(EPS)广西科技大学2013届毕业设计说明书2EPS在日本最先获得实际应用，1988年日本铃木公司首次开发出一种全新的电子控制式电动助力转向系统，并装在其生产的Cervo车上，随后又配备在Alto上。此后，电动助力转向技术得到迅速发展，其应用范围已经从微型轿车向大型轿车和客车方向发展。日