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1、目 录摘要1Abstract2第一章 绪论.31.1简介31.2课题目的与意义41.3循环球式转向器的发展史41.4循环球式转向器的前景与市场71.5本课题研究的难点7第二章 汽车转向器的组成与分类.92.1汽车转向器的类型与组成92.1.1 机械式转向系10 2.1.2 动力转向器转向系11第三章 转向系设计概述.123.1对转向系的要求123.2转向传动机构133.3转向器143.4转角及最小转弯半径14第四章 汽车转向器的组成与分类.174.1齿轮齿条式转向器174.2循环球式转向器184.3蜗杆滚轮式转向器194.4蜗杆指销式转向器19第五章 转向系的主要性能参数.215.1转向系的效
2、率215.1.1 转向系的正效率215.1.2 转向系的逆效率215.2传动比变化特性225.2.1 转向系传动比225.2.2 力传动比与转向系角传动比的关系235.2.3 转向器角传动比的选择245.3转向器传动副的传动间隙245.4转向盘的总转动圈数25第六章 转向器的设计计算.266.1转向系计算载荷的确定266.2转向器设计266.2.1 参数的选取266.2.2 计算参数276.3 循环球式转向器零件强度计算276.3.1 钢球与滚道之间的接触应力276.3.2 转向摇臂直径的确定28第七章 汽车转向器的组成与分类.297.1对动力转向机构的要求297.2液压式动力转向机构的计算2
3、97.2.1 动力缸尺寸计算297.2.2 分配阀的参数选择与设计计算307.3动力转向的评价指标32第八章 转向器传动机构设计.358.1转向传送机构的臂、杆与球销358.2 杆件设计结果35结论 37致谢 38参考文献 39英文翻译 402摘 要汽车转向器是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。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。而在机械式转向器中，循环球齿条-齿扇式转向器由于其自身的特点被广泛应用于各级各类汽车上。本文的主要内容：汽车
4、转向器的组成分类；转向器总成方案分析及其数据确定和转向器的设计过程。这种转向器的优点是，操纵轻便，磨损小，寿命长。缺点是结构复杂，成本高，转向灵敏度不如齿轮齿条式。因此逐渐被齿轮齿条式取代。但随着动力转向的应用，循环球式转向器近年来又得到广泛使用。关键词；转向器 操纵稳定性 循环球齿条-齿扇式转向器 AbstractGear cars an important component of the initiative is decided automobile safety of the key assembly, It seriously affected the quality of the
5、 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
6、mechanical steering gear, Rack cycle ball-type steering gear tooth fans as its own characteristics has been widely used in various types vehicles. The graduation design options main contents are : automotive steering gear components classification; assembly was to program analysis and data to identi
7、fy 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 complicated and costly, than steering rack and pinion sensitivity. Therefore gradually being replaced by rack and pinion. However, with
8、 the power steering applications, the ball-type steering gear cycle and are widely used in recent years.Keywords； Diverter Ball handling and stability Cycle rack-type steering gear diverter 第一章 绪 论1.1.简介循环球式转向器的英文名称是Recirculating Ball Steering Gear。循环球式转向器由两对传动副组成，一对是螺杆、螺母，另一对是齿条、齿扇或曲柄销。在螺杆和螺母之间装有可循
9、环滚动的钢球，使滑动摩擦变为滚动摩擦，从而提高了传动效率。循环球式：这种转向装置是由齿轮机构将来自转向盘的旋转力进行减速，使转向盘的旋转运动变为涡轮蜗杆的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球啮合，因而滚珠螺杆的旋转运动变为直线运动，螺母再与扇形齿轮啮合，直线运动再次变为旋转运动，使连杆臂摇动，连杆臂再使连动拉杆和横拉杆做直线运动，改变车轮的方向，这是一种古典的机构，现代轿车已大多不再使用，但又被最新方式的助力转向装置所应用。它的原理相当于利用了螺母与螺栓在旋转过程中产生的相对移动，而在螺纹与螺纹之间夹入了钢球以减小阻力，所有钢球在一个首尾相连的封闭的螺旋曲线内循环滚动，循环球式故而得名 这种转向器
10、的优点是，操纵轻便，磨损小，寿命长。缺点是结构复杂，成本高，转向灵敏度不如齿轮齿条式。因此逐渐被齿轮齿条式取代。但随着动力转向的应用，循环球式转向器近年来又得到广泛使用。转向器按结构形式可分为多种类型。历史上曾出现过许多种形式的转向器，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。在当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录中，汽车关键零部件开发和制造被列为重点扶持的项目，国家计委和科技部也将汽车关键零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
11、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。到2010年，中国汽车零部件国内产值将突破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，到2005年中国汽车保有量为21982315万辆，其中轿车843860万辆。当年汽车需求量为：271310万辆，其中轿车110121万辆，汽车工业增加值占GDP的1%左右，汽车零部件工业产值将占汽车工业总产值的25%左右。因此作为关键零部件的汽车转向器在中国销售市场上前景广阔。“十五”期间，我国机动车行业包括汽车、农用车、工程
12、机械等将发展成为国民经济的支柱产业，汽车转向器是符合国家重点扶持和优惠政策的汽车关键零部件，是汽车重要的保安件之一。1.2.课题的目的与意义用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。 随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。汽车转向器的结构很多，从目前使用的普遍程度来看，循环球式转向器已成为当今世界汽车上主要应用的转向器之一，本文针对微型汽车进行循环球式转向器的设计与研究。1.3循环球式转向器的发展史100多年前，汽车刚刚诞生后不久，
13、其转向操作是模仿马车和自行车的转向方式，用一个操纵杆或手柄来使前轮偏转实现转向的。由于操纵费力且不可靠，以致时常发生车毁人亡的事故。 第一辆不用马拉的四轮汽车问世时，它已经吧前桥和前轮组成为了一总成。该总成别安装在枢轴上，可以绕前桥中心的一个点转动，利用一个杆柱连接前桥的中点，通过地板往上延伸，转向盘就紧固再杆柱上端，以此操纵汽车。这种装置在汽车车速不超过马车的速度时，还是很好用的，但当车速提高后，驾驶员就要求提高转向的准确性，以减少轮胎的磨损，延长轮胎的使用寿命。后来他们发现，正在探索的这种理论在1817年就已经呗阐明了。 1817年，德国人林肯斯潘杰提出了类似于现代汽车的将前轮用转向节与前
14、梁连接方式。（即改进转向器的想法）。他研制了一种允许汽车前轮在主轴上独立回转的结构把车轮与转向节连接起来，转向节又用可转动的销轴与前轴连接，从而发明了转向梯形机构，并与第二年将其向英国政府申请专利的权力转让给了出版商、英籍德国人阿克曼。不久，阿曼克向英国专利局申请了“平行连杆式转向机构”专利。 1879年，法国四轮马车制造商杰特发明了第一个平行四边形转向联动机构。杰特的转向机构可以把转向中心点移向两侧。他把一根杆子与带有两个连接臂的转向节相连。当时称为转向臂和随动臂。杰特把转向柱的一端与转向臂连接，当转动转向柱时，通过转向臂和随动臂、横拉杆和车轮轴转动车轮，实现汽车转向。 1857年，英国的达
15、吉恩蒸汽汽车是第一辆采用转向盘来实现汽车转向的机动车辆。 1872年苏格兰的查理士第一个把转向盘安装到煤气发动机车辆上。此前，想把转向盘安装到车辆上的多次尝试均未得到认可。 1878年，“现代汽车之父”、德国的卡尔本茨在他的三轮乘坐车上首次采用了所谓的齿轮齿条式转向器，但却考一根操纵杆来控制汽车行使方向。 1886年，英国的弗雷德里克斯特里克兰说服了他的朋友、汽车制造商雷克，把一个用于轮船上的转向柱和转向盘装到了一辆新的戴姆勒弗顿敞蓬车上。斯特里克是以建造蒸汽机船为职业的，德雷克则是戴姆勒英国公司的领导人。后来，向大西洋两岸销售的每一辆戴姆勒弗顿汽车都装上了舵柄（转向盘）。早期的那些试验，包括戴姆勒弗顿敞篷汽车上的转向器都已消亡，因为高踞在垂直转向柱上短的转向盘的高度几乎已达到驾驶员眼睛的位置，因此，对任何一个人来说，驾驶这种车辆都会感到困难。 汽车转向盘是关系着驾驶员与乘客生命安危的重要部件，它控制着车辆的行使方向。早期的蒸汽汽车上安装的转向盘都心爱用垂直安装方式，专项通过向上或下旋转实现。这种安装方式不利于驾驶员操纵，也常常妨碍驾驶视线。这一切在1887年秋因一次意外事故而发生了改变。1887年
