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1、J I A N G S U U N I V E R S I T Y本 科 毕 业 论 文 微型客车的动力齿轮齿条转向器设计Design of power steering gear rack of mini bus学院名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 教授 2014年 6 月 目 录绪论1第一章 转向器设计方案的选择31.1类型的选择31.1.1齿轮齿条式转向器31.1.2循环球式转向器31.2齿轮齿条转向器的输入形式及特点31.2.1 侧面输入，中间输出31.2.2 两端输出31.2.3 侧面输入，一端输出31.3齿轮齿条式转向器齿轮齿条形式
2、41.4齿轮齿条式转向器在汽车上布置形式4第二章 转向系计算载荷的确定：42.1整车性能参数42.2原地转向阻力矩MR的计算52.3转向盘手力Fh的计算52.4转向横拉杆直径的计算7第三章 转向器齿轮和齿条的设计73.1齿轮轴的尺寸设计83.2齿条的尺寸设计8第四章 转向横拉杆及其端部设计94.1转向横拉杆及接头的尺寸设计10第五章 间隙调整装置设计及转向器的安装105.1齿条调整装置的尺寸设计105.2 转向传动比115.3 齿轮齿条转向器的安装11第六章 齿轮轴和齿条的强度校核126.1齿轮齿条的校核126.2齿轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析156.3齿轮齿条传动受力分析166.4齿轮轴
3、的强度校核17第七章 其他零件的设计计算197.1间隙调整弹簧的设计计算197.2齿轮轴轴承的校核217.3 键的计算21结论22致谢22参考文献22全套cad图纸加qq 466491953 总图量3张a0图纸微型客车的动力齿轮齿条转向器设计摘要：转向系是用来保持或者改变汽车行使方向的机构，转向系统应准确，快速、平稳地响应驾驶员的转向指令，转向行使后或受到外界扰动时，在驾驶员松开方向盘的状态下，应保证汽车自动返回稳定的直线行使状态。转向器是转向系主要构成的关键零件，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向装置的结构也有很大变化。从目前使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有4种：有蜗杆销式(WP型)
4、、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。齿轮齿条式转向器是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮旋转时，齿条便做直线运动。有时，靠齿条来直接带动横拉杆，就可使转向轮转向。所以，这是一种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵敏，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器；而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。关键词：客车 齿轮齿条转向器 液压助力 Design of p
5、ower steering gear rack of mini busAbstract The steering system is used to maintain or change the direction of vehicle body, steering system should be accurate, fast,steady response to command pilot, to exercise or by externaldisturbance, the driver release steering condition, shouldensure the auto
6、return line steady exercise state. Steering gear is a key part of the steering system is mainly composed of, with the wide application of electronic technology in automobile, also to have great change device structure. From the perspective of common used at present, there are 4 main types: the steer
7、ing worm pin type (WP type), worm and roller(WR), circulating ball type (BS type), rack and pinion type (RP type). The four type of the steering gear, has been widely usedin automobile. Rack and pinion steering gear is one of the most commonsteering gear. The basic structure is a pair of mutually en
8、gaged with the pinion and rack. The steering shaft drives the smallgear to rotate, the rack will move in a straight line. Sometimes,on the rack to directly drive rod, can make the steering wheel.So, this is one of the most simple steering gear. It has the advantages of simple structure, low cost, se
9、nsitive steering,small size, can be directly drives the tie rod. Widely used in automobile. Recirculating ball type steering gear and rack and pinion steering gear, has become one of the worlds two majorautomobile steering gear; the worm wheel and worm gear andworm, Xiao steering, are gradually bein
10、g eliminated or retain a small position.Key words passenger car Rack and pinion steering gear Hydraulic power 引 言 现代社会随着汽车工业的发展，汽车转向器也在不断的得到改进，虽然电子转向器已开始应用，但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。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%。齿轮齿条式转向器是由与转向轴做成一体的转向齿轮和横向拉杆做成一体的齿条组成， 齿轮齿
11、条式转向器最主要的优点是：结构简单、紧凑；壳体采用铝合金或镁合金压铸而成，转向器的质量比较小；传动效率高达90%；能自动消除齿间间隙；转向器占用的体积小；制造成本低。在当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录中，汽车关键零件开发和制造被列为重点扶持的项目，国家技委和科技部也将汽车关键部件划入当前国家优先发展的高技术产业化重点领域，所以，具有先进水平的汽车转向器的研发、生产将会得到有力的政策支持。随着全球汽车工业的迅速发展，汽车的需求量大幅攀升，汽车制造已向发展中国家转移。随着国际上汽车行业开始实行零部件“全球化采购”策略及国际跨国汽车企业推行本土化策略，国内汽车市场将出现巨大的零部件配件缺口
12、。2010年，中国汽车零部件国内产值突破1万亿元，市场前景广阔。按照汽车零部件工业“十五”发展目标，2005年中国汽车保有量21982315万辆，其中轿车843860万辆。因此作为关键零部件的汽车转向器在中国销售市场上全景广阔。转向器总成是汽车行驶系统中的重要安全部件，其质量好坏对汽车直线行驶的稳定性和操纵稳定性都有直接影响。转向器一般固定在汽车车架或车身上，是转向系统中的减速机构，它一般由12级传动副组成，其结构有多种形式。转向器的功用有：将转向力的放大；将方向盘的转矩变为转向摇臂的前后摆动。对转向器的要求：转向灵敏，故转向器的减速比不可太大，一般轿车转向器的减速比为1221；有较高的传动效
13、率；增大由方向盘传到转向节的力并改变力的传递方向，获得所要求的摆动速度和角度；有一定的可逆性，即从转向轮自动回正和传递适当路感这两个因素综合考虑。齿轮齿条式转向器主要的特点是：结构简单、轻便，转向机构体积小，齿条本身能作传力件；齿轮齿条直接啮合，操作灵敏；转向器总成完全密封，免维护。因此齿轮齿条式转向器多用于独立悬架的轿车、轻型货车等前转向轮上。采用齿轮齿条式转向器可以使转向传动机构简化（不需要转向摇臂和转向直拉杆等），加工方便，工作可靠，使用寿命长。另外，齿轮齿条式转向器属于可逆式转向器，其正逆效率都很高，自动回正能力很强，特别适合与麦弗逊式悬架配合使用，传动比可变满足汽车低速行驶时转向轻便
14、、高速行驶时转向灵敏的需要。齿轮齿条式转向器的组成：转向齿轮（主动件）、转向齿条（从动件）、滚针轴承总成、螺塞、紧固转向齿轮螺母、单列向心球轴承、压块、垫片、压缩弹簧、隔套、紧固侧盖螺栓、O型橡胶密封圈、调整螺栓、侧盖O型橡胶密封圈、转向减震器总成、钢丝挡圈、转向器堵塞、缓冲块、左右环箍、衬套总成、防尘套、紧固转向减震器螺母、侧盖、壳体等。循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已成为当今世界汽车上主要的两种转向器，而蜗轮、蜗杆式转向器和蜗杆肖式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向。转向系统的速比特性是决定汽车转向轻便性、操纵稳定性和机动性的重
15、要因素之一。选择速比时除了要考虑具体车型特点外,还必须考虑两种基本工况,即高速直线行驶和低速大转角行驶。不同的工况和不同的使用性能对速比特性互相矛盾的要求是等速比转向器所不能满足的。因此,近年来变速比转向器应运而生,得到迅速发展。专业化生产已成为一种趋势，只有走这条道路，才能使产品质量高、产量大、成本低，在市场上有竞争力。循环球式转向器在国外实现了专业化生产，同时以专业厂为主、大力进行试验和研究，大大提高了产品的产量和质量。动力转向是发展方向。动力转向系统的应用日益广泛，不仅在重型汽车上必须装备，在高级轿车上应用的也较多，在中型汽车上的应用也逐渐推广。主要是从减轻驾驶员疲劳，提高操纵轻便性和稳定性出发；次要是从减小因在高速行驶中前轮突然爆胎而造成的事故出发。动力转向有3种形式：整体式、半分置式及联阀式动力转向结构。从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整
