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1、 毕 业 设 计（论 文） 设计(论文)题目： 货车转向系设计 学生姓名： 王强 指导教师： 诸鑫瑞 二级学院： 机电工程学院 专业： 车辆工程 班级： M12车辆工程 学号： 1221402015 提交日期：2014年05月8日答辩日期：2014年05月14日 18金陵科技学院学士学位论文 目录目 录摘 要IIIABSTRACTIV1 前言11.1转向系的作用11.2转向系研究的意义与发展趋势12 汽车转向系统总述22.1转向系的组成及各组成部件的功用22.1.1转向器22.1.2 转向操纵机构22.1.3 转向传动机构32.2 转向器的分类32.2.1 齿轮齿条转向器32.2.2 循环球式
2、转向器52.2.3 蜗杆曲柄指销式转向器52.3转向系统设计要求62.3.1设计要求63 转向系主要性能参数73.1 转向器的效率73.1.1 转向器的正效率73.1.2 转向器的逆效率83.2 传动比的变化特性83.2.1转向系传动比83.2.2力传动比与转向系角传动比的关系93.2.3转向系的角传动比103.2.4转向器角传动比及其变化规律103.3转向器传动副的传动间隙104轻型货车转向器设计124.1转向器的方案分析124.1.1齿轮齿条式转向器124.1.2其他转向器144.1.3齿轮齿条式转向器工作原理及布置、结构形式的选择144.2转向器设计与计算154.2.1初选设计数据154
3、.2.2 转向轮侧偏角计算164.2.3转向器参数选取164.2.4选择齿轮齿条材料164.2.5强度校核174.2.6齿轮齿条的基本参数如下表所示:185转向梯形机构205.1转向梯形结构方案分析205.1.1整体式转向梯形205.1.2断开式转向梯形205.2转向梯形优化设计226 三维建模256.1 Pro/E介绍及主要特性256.2 三维零件图及组装图26总结31参考文献32致谢33金陵科技学院学士学位论文 摘要货车转向系设计摘 要转向系是汽车的重要组成之一,汽车转向系的功用是能够保证汽车能够按照驾驶员的意志而进行转向行驶，对安全性要求很高。因此，转向系应准确，快速、平稳地响应驾驶员的
4、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。本设计以轻型货车为例，通过实际需求选择齿轮齿条转向系统进行设计，首先根据设计要求选择适宜的转向系性能参数，然后对齿轮齿条参数进行设计并校核计算，选择齿轮齿条的参数，紧接着对转向梯形结构进行选择，最终对整个货车转向系统进行三维建模并进行装配。关键词：转向系；齿轮齿条；转向梯形；三维建模金陵科技学院学士学位论文 AbstractTruck steering system designAbstractSteering system is one important part of automobi
5、le, automobile steering systems function is to ensure cars can be conducted in accordance with the will of the driver to drive; the security requirement is very high. Steering system, therefore, should be accurate, fast and smooth response to the drivers steering commands, to after exercise or by ex
6、ternal disturbances, the driver loosen the steering wheel, should guarantee the car automatically return to a stable state of straight line to exercise The design of the light truck as an example, through the actual demand to choose pinion and rack steering system design, first choose appropriate st
7、eering system performance parameters according to the design requirements, and then the parameters of design and checking calculation of gear and rack, choose the parameters of the gear and rack, and then to choose of steering trapezoid structure, finally the whole truck steering system for 3 d mode
8、ling and assembly.Key words: Steering system; The gear and rack; Steering gear; 3 d modeling金陵科技学院学士学位论文 第1章 前言1 前言1.1转向系的作用汽车在行驶过程中，经常需要换车道和转弯。驾驶员通过一套专门的机构汽车转向系，使汽车改变行驶方向。转向系还可以修正因路面倾斜等原因引起的汽车跑偏。转向系统不仅关系到汽车行驶的安全，还关系到延长轮胎寿命、降低燃油油耗等。伴随着现代汽车工业的发展而不断进步，高速公路和高架公路的出现，同向并行车辆的增多和行驶速度的提高及道路条件的变化，要求更加精确灵活的转向
9、系统。1.2转向系研究的意义与发展趋势作为汽车的一个重要组成部分, 汽车转向系统是决定汽车主动安全性的关键总成, 如何设计汽车的转向特性, 使汽车具有良好的操纵性能, 始终是各汽车生产厂家和科研机构的重要研究课题。特别是在车辆高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天, 针对更多不同水平的驾驶人群, 汽车的操纵设计显得尤为重要。汽车转向系统发展经历了纯机械式转向系统、液压助力转向系统、电动助力转向系统三个基本发展阶段，线控转向系统为其发展趋势。 齿轮齿条式转向器和循环球式转向器，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销式转向器，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。在小客车上
10、发展转向器的观点各异，美国和日本重点发展循环球式转向器，比率都已达到或超过90%；西欧则重点发展齿轮齿条式转向器，比率超过50%，法国已高达95%。由于齿轮齿条式转向器的种种优点，在小型车上的应用(包括小客车、小型货车或客货两用车)得到突飞猛进的发展；而大型车辆则以循环球式转向器为主要结构。从发展趋势上看，国外整体式转向器发展较快，而整体式转向器中转阀结构是目前发展的方向。由于动力转向系统还是新的结构，各国的生产厂家都正在组织力量，大力开展试验研究工作，提高使用性能、减小总成体积、降低生产成本、保证产品质量稳定，以便逐步推广和普及。随着能源危机的发展，汽车工业首当其冲，其发展方向有很大变化。从
11、汽车设计、制造到各总成部件的生产都随着能源危机的发生而变化，表现在能源消耗、材料消耗、操纵轻便等各个方面。金陵科技学院学士学位论文 第2章 汽车转向系统总述2 汽车转向系统总述2.1转向系的组成及各组成部件的功用汽车转向系由转向操纵机构（包括转向盘、转向轴、转向万向节等）、转向器和转向传动机构（转向摇臂、转向节臂、转向直拉杆、转向节梯形臂、横拉杆等）三部分组成，如图2.1所示。 2.1 转向系1-转向盘 2-转向轴 3-转向万向节 4-转向传动轴 5-转向器 6-转向摇臂 7-转向直拉杆 8-转向节臂 9-左转向节 10-左转向梯形臂 11-转向横拉杆 12-右转向梯形臂 13-右转向节2.1
12、.1转向器转向器作为转向系的重要组成部分，其作用如下：1、增大来自转向盘的转矩，使之达到足以克服转向轮与路面之间的转向阻力矩 ；2、将与转向传动轴连接在一起的主动齿轮的转动，转换成齿条的直线运动而获得所需要的位移 ；3、通过选取不同的螺（蜗）杆上的螺纹螺旋方向，达到使转向盘的转向方向与转向轮转动方向协调一致的目的。4、增大由转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。2.1.2 转向操纵机构转向操纵机构包括转向盘，转向轴，转向管柱。有时为了布置方便，减小由于装置位置误差及部件相对运动所引起的附加载荷，提高汽车正面碰撞的安全性以及便于拆装，在转向轴与转向器的输入端之间安装
13、转向万向节，如图2.2。采用柔性万向节可减少传至转向轴上的振动，但柔性万向节如果过软，则会影响转向系的刚度。采用动力转向时，还应有转向动力系统。但对于中级以下的轿车和前轴负荷不超过3t的载货汽车，则多数仅在用机械转向系统而无动力转向装置。2.2转向操纵机构1-转向万向节；2-转向传动轴；3-转向管柱；4-转向轴；5-转向盘2.1.3 转向传动机构转向传动机构包括转向臂、转向纵拉杆、转向节臂、转向梯形臂以及转向横拉杆等。（见图2.3）转向传动机构用于把转向器输出的力和运动传给左、右转向节并使左、右转向轮按一定关系进行偏转。2.3 转向传动机构1-转向摇臂；2-转向纵拉杆；3-转向节臂；4-转向梯形臂；5-转向横拉杆2.2 转向器的分类转向器种类较多，较常用的有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式等。其中第一、第二种较常用，蜗杆曲柄指销式已经逐渐减少。2.2.1 齿轮齿条转向器齿轮齿条式转向器由与转向轴做成一体的转向齿轮和常与转向横拉杆做成一体的齿条组成。与其他形式的转向器比较，齿轮齿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%；齿轮与齿条之间因磨损出现间隙以后，利用装在齿条背部、靠近主动小齿轮处的压紧力可以调节的弹簧。能自动消除齿间间隙，这不仅可以提高转向系统的刚度。还可以防止工作时产生冲击和噪声；转向
