買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 柴油動力微型客車設計（轉向系設計） 摘 要 這次我們是進行微型客車的轉向系統(tǒng)的設計，因為所設計的車輛較輕，而且尺寸比較小，空間布局緊湊，所以采用機械的轉向系統(tǒng)。 因為微型客車空間結構緊湊，且制造成本有限，所以要求微客的轉向系統(tǒng)能夠適應這些要求，因此它的轉向系占用汽車的空間要小，占汽車整體質量的比重要竟可能的小，而且要耐用和便宜，并且同類轉向系統(tǒng)市場占有率高，便于維修。因此我們綜合以上因素考慮各類轉向器的優(yōu)缺點，最終鑒于齒輪齒條轉向器構造簡單，占用空間小，且質量輕，性能可靠，其傳動效率高達 90%,并且能夠自 動消除傳動間隙，另外其廣泛用于乘用車上。選 用的轉向器的傳動部件是齒輪和齒條。而且其比較適合用整體的液壓助力。 因為獨立懸架已經(jīng)相當普及，因此選用斷開式的轉向傳動機構。 本設計首先確定了齒輪齒條的齒形，而后確定了轉向系的主要性能參數(shù)。之后對齒輪齒條的齒形、材料以及尺寸大小強度進行了計算以及強度校核。然后對標準件進行選擇，并對轉向傳動機構和轉向操縱機構進行設計。 關鍵詞 ： 微型客車，齒輪齒條式轉向器，斷開式轉向梯形，液壓助力，強度校核 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 we of is is so to to so its by to be of as to of we of of of is 0%, t is on it as a so is of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 前 言 . 1 一、設計轉向系的目的與意義 . 1 二、轉向系統(tǒng)的類型 . 1 三、汽車轉向系統(tǒng)的國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 3 四、本課題研究的問題與研究方法 . 5 第 1 章 轉向系設計要求及基本參數(shù) . 7 設計轉向系的要求 . 7 整車基本參數(shù) . 7 第 2 章 機械式轉向器方案分析 . 9 轉向器的分類及設計選擇 . 9 轉向器輸入輸出形式選擇 . 10 齒輪齒形選擇 . 11 齒條形狀選擇 . 11 齒輪齒條式轉向器的布置形式 . 12 第 3 章 轉向系主要性能參數(shù) . 13 轉向輪側偏角計算 . 13 轉向系傳動比與計算載荷的確定 . 14 轉向器傳動副的傳動間隙 . 15 第 4 章 齒輪齒條的設計 . 16 齒條的材料、參數(shù)、熱處理方式 . 16 計算許用應力的確定 . 16 4 齒輪齒條的設計 . 17 齒輪的設計 . 17 齒條的設計 . 19 齒輪齒條的強度校核 . 19 齒輪齒面接觸疲勞強度校核 . 19 齒條的強度計算 . 20 齒輪軸強度校核 . 21 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 第 5 章 其他零件的選擇與潤滑方式確定 . 26 軸承的選擇 . 26 轉向器潤滑方式 . 26 第 6 章 轉向傳動機構的設計 . 29 轉向橫拉桿 . 30 橫拉桿材料的確定 . 30 橫拉桿截面尺寸計算 . 30 球頭銷選擇 . 31 球頭銷強度與耐磨性計 算 . 33 第 7 章 轉向操縱機構設計 . 34 轉向盤 . 34 轉向軸和轉向柱管的結構設計 . 34 轉向軸上半軸計算 . 35 轉向軸下半軸（管）的設計計算 . 36 第 8 章 液壓助力機構 . 37 工作原理 . 37 第 9 章 結 論 . 38 參考文獻 . 39 致 謝 . 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 前 言 一、設計轉向系的目的與意義 在汽車運動過程中，駕駛人員能夠通過一套傳動機構改變改變汽車的前進方向，以符合自己的意志，這稱之為汽車轉向。在轉向中用到的傳動機構就是轉向系統(tǒng)。汽車轉向系統(tǒng)要能在 汽車由于各種各樣的原因的干擾下改變了汽車行駛方向的情況上，能夠有效的按照操縱人員的想法糾正行進路線。 一套優(yōu)秀的轉向系統(tǒng)能夠大大降低乘務人員在車輛事故中的受傷程度，起到保護乘務人員的目的。 除此之外一輛汽車的操縱舒適性也與轉向系的設計有著不可分割的聯(lián)系，在轉向系的設計中要考慮到怎樣減輕駕駛員的疲勞感，并要能及時通過轉向系統(tǒng)反饋給駕駛人員程度合適的路感，以增加駕駛樂趣 現(xiàn)代汽車上轉向系統(tǒng)是必不可很少的部分，它也是體驗駕駛汽車樂趣的最主要工具。對轉向系的設計能夠幫助我們加深對轉向系各類型、各零部件的認識了解，而 且可以通過數(shù)據(jù)比對中的微小差距比較汽車性能之間的差異性。 二、轉向系統(tǒng)的類型 按照轉向動力的輸出源的不同可以將轉向系分為機械轉向系和動力轉向買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 系兩大類。 1. 機械式轉向系統(tǒng)： 機械轉響系統(tǒng)的整個系統(tǒng)的林部件很多都是機械的，它是由操作人員通過自己臂力實線轉向的。它由三大部分組成，分別是操左部分、轉向其和傳懂部分。這種轉向系統(tǒng)的工作步驟大致是：操作人員通過轉向盤將施加的轉向扭矩傳到轉向軸進而傳到萬向節(jié)，萬向節(jié)經(jīng)過一系列的傳動軸將力矩傳入了裝向器中，從轉向器中輸出的力矩是已經(jīng)被放大了并減速的，接著傳給轉向節(jié)臂，進 而促使轉向車輪發(fā)生相應方向的偏轉，最終導致車輛實現(xiàn)轉向。 2. 動力轉向系統(tǒng)： 這種動力的相比于機械的最大的不同點就是它的轉向驅動力大部分 分都是由發(fā)動機提供的，駕駛的人只提供一小部分動力。這種向統(tǒng)系能夠省去大量的人力，使駕駛的人員在開車的時候能夠更輕松，就不怎么會累了。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 動力轉向系統(tǒng)圖 三、汽車轉向系統(tǒng)的國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 從汽車誕生那一刻起，汽車就開始慢慢改變人們的生活，同時汽車也被生活改變，特別是近代社會各門科學技術的全面迅速發(fā)展，汽車不僅僅是簡單的鋼鐵機器，而 是結合了當下各類學科的實驗成果，在汽車應用了機械、電子、材料等學科。汽車在隨著時間的推移不斷的向前發(fā)展，同樣，組成汽車的各大系統(tǒng)也在日新月異的發(fā)展。 1. 機械式的轉向系統(tǒng) 汽車最初的時候采用這類型系統(tǒng)，其全部都是用機械部件，沒有任何助力機構，所以轉向時需要轉向力越大的汽車所需的方向盤的直徑也越大，這樣才能產(chǎn)生足夠大的轉向力，但也帶來一個弊端，其偌大的方向盤占用了汽車駕駛室很大的空間，所以在駕駛位置需要留出足夠大的空間以使操縱方向盤。這種轉向機構轉向笨重，非常耗費駕駛員的體力，容易產(chǎn)生駕駛疲勞感，并且特別重的汽車 應用這種系統(tǒng)時，很難實現(xiàn)轉向，所以其使用范圍很有限。但這種系統(tǒng)各部件的質量非?？煽?，使用壽命較長，并且容易制造，成本較低，所以現(xiàn)在一些微型載貨車、農業(yè)機械車上還在使用。 2. 液壓動力轉向系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 從上個世紀的中葉開始，人們開始著眼用液體產(chǎn)生助力的研究，從那時開始這種系統(tǒng)逐步運用到汽車上。這也是轉向系統(tǒng)變革的起點，從此轉向系統(tǒng)由全人力轉向開始轉變?yōu)檩o助人力轉向。這種系統(tǒng)就是在原來機械的基礎上加了一套液壓助力裝置，其結構較為簡單，同時也比較可靠，而且隨著經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展完善，其相對其他助力來說技術更加豐富，成 熟。這種轉向系統(tǒng)利用液體的優(yōu)點，有效的緩和了地面的沖擊力，從而減輕或基本消除了打手現(xiàn)象，使駕駛員起來更加舒適和輕松，大大減小了駕駛員的疲勞感，也有利于保證汽車的行駛穩(wěn)定。 不足： 1) 在從設計到完全將一輛汽車制造出來后，這個汽車的液壓轉向系的特性也就確定了，如果轉向系的調教沒有調整合適的話，就會在不同的車況下得不到相應的助力，以至于對駕駛員產(chǎn)生相反的作用，以至于背離它的使用目的。 2) 發(fā)動機的曲軸只要在轉動，液壓系統(tǒng)就會一直在工作的狀態(tài)，即使汽車不需要轉向，這樣會白白浪費掉發(fā)動機產(chǎn)生的部分能量。 3) 如果出現(xiàn) 泄漏液壓油的問題，不僅會造成污染環(huán)境造成污染，還可能會因為這個問題導致其他零部件受到不同程度的損傷。 4) 低溫環(huán)境下，液壓系統(tǒng)的工作性能比較差。 3. 電液助力轉向統(tǒng) 由于電子技術發(fā)展的相當快，它的強大優(yōu)點也開始凸顯出來，所以也逐漸將電子技術運用到汽車轉向系統(tǒng)上來。所以轉向系上越來越多的應用應用電子元件，這就發(fā)明了電液助力轉向系統(tǒng)。電液助力轉向可以分為兩類，但力來源于汽車上的電動機，所以可以不去消耗發(fā)動機的產(chǎn)生的能量，提高燃油效率。同時這種轉向系統(tǒng)可以通過行車電腦根據(jù)汽車行進時的各種動態(tài)參數(shù)發(fā)出的信號適時地調整電動 機的轉速以調整液體壓力的大小，以使汽車在不同的狀態(tài)下能夠實現(xiàn)變速轉向。這種轉向系統(tǒng)可以適時地停機，在不需要轉向時，這種系統(tǒng)是不會消耗能量。這種轉向系統(tǒng)有效的提高了轉向系的效率，并且節(jié)省了機動的發(fā)的能耗。 4. 汽車線性控制的能夠轉向的系統(tǒng) 這種轉向系統(tǒng)跟以往的轉向系統(tǒng)不同，它幾乎是由電子元件組成，而且它分為許多模塊，這些模塊包括三個主要模塊和兩個輔助模塊，所以這種轉買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 向跟以往的轉向 系統(tǒng)有很大的區(qū)別，它沒有了方向盤之后的傳動軸，而是通過各種電子軟件實現(xiàn)轉向車輪與轉向盤的同步運動。因為取消了許多中間的機械傳動 件，所以更有效的保證了駕駛員的安全，并且可以通過電控軟件調整轉向特性，以適應不同人的駕駛習慣，同時還能在駕駛員不同狀態(tài)下有效的調整駕駛靈敏度，以避免駕駛員在各種不正常駕駛狀態(tài)下發(fā)生事故。但是這種系統(tǒng)它的可靠程度很低，還需要繼續(xù)提高，主要是因為轉向系的各電子部件只要有一個出現(xiàn)問題，整個轉向系統(tǒng)都會無法工作。但鑒于這種轉向系統(tǒng)的諸多前沿性優(yōu)點，所以這種轉向系統(tǒng)還是未來的發(fā)展方向。 四、本課題研究的問題與研究方法 本次設計轉向系統(tǒng)需要確定比較各轉向器的優(yōu)缺點，確定需要設計的轉向器，在設計時還需要根據(jù)汽車的尺寸 合理的設計轉向器的大小，并保證整買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 個轉向系統(tǒng)能夠合適地安裝到汽車上。同時需要確定各零部件的材料，并保證零部件的強度要符合汽車在極限情況下符合要求。所以根據(jù)以上問題，需要結合汽車設計和機械設計還有其他相關手冊，總結出最優(yōu)的設計方案，最后通過設計數(shù)據(jù)畫出系統(tǒng)模型，并與汽車模型進行匹配以確定設計數(shù)據(jù)正不正確。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第 1章 轉向系設計要求及基本參數(shù) 設計轉向系的要求 1 在汽車轉彎時，汽車的全部車輪必須繞一個轉向點轉向，并且不能準任意車輪有策劃，不滿足這項要求就會加速車路磨損，并且不利于車輛轉向的穩(wěn)定。 2 在汽車行進過程中， 轉向輪中心線與汽車軸線不垂直而是成一定的銳角，如果駕駛員松開方向盤，轉向輪中心線會自動與汽車軸線垂直。 3 無論汽車在什么情況下，自振都不會在汽車的轉向車輪與方向盤之間發(fā)生 4 在前橋上發(fā)生不協(xié)調的時候，前橋上的車輪應該以最小幅度擺動。 5 汽車能夠靈敏地轉彎，并且轉彎半徑要小，而且機動性要強。 6 操作輕便。 7 汽車的車輪發(fā)生撞擊時，方向盤能夠感受到的撞擊力要盡量的小。 8 轉向輪通過球頭與轉向傳動機構連接，球頭會因為磨損產(chǎn)生間隙，因此需要有球頭處有自動消除間隙的調整機構。 9 在向輪通過球頭與轉向傳動機構連接，球頭會因為磨損產(chǎn)生 間隙，因此需要有車輛發(fā)生撞擊事故時，車架可能發(fā)生變形，轉向系統(tǒng)的有些部件可能會向車內移動，轉向系有能防止或減輕駕駛員傷害的裝置。 10 轉向輪不能與駕駛員的操作動作出現(xiàn)相反的動作。 整車基本參數(shù) 整車質量 ： 1230載總質量 ： 1720 寬 高 ： 399316071980 前輪距 ： 1360距 ： 2600文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 滿載軸荷分配：前 /后 946/774胎 ： 175/65 胎壓力 p/銷偏移距 a : 70向盤直徑 ： 400小轉彎半徑： 4500文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 第 2章 機械式轉向器方案分析 轉向器的分類及設計選擇 1. 齒輪齒條式轉向器 顧名思義，這種轉向器的主要傳動部件就是齒輪與齒條，其中，齒輪是連接轉向軸的，齒條直接與轉向拉桿連接，省去了轉向直拉桿的零件，所以這種轉向器占用體積小，另外由于這種轉向器最要的材料是鋁合金或鋁鎂合金，所以整個質量占整車的比重非常小。由于這種轉向器采用齒輪與齒條直接嚙合傳動，省去了中間復雜繁多的傳動機構，所以傳 動效率高達 90%，而且在齒條背部安裝有壓緊癱瘓，這種結構設計有助于自動消除齒輪齒條之間因各種問題出現(xiàn)的間隙，使其保持有效的傳動效能。這種轉向器結構簡單，所用零部件又是常用零部件，且零部件較少，所以其制造成本非常低，性價比很高。 同樣在其優(yōu)點的背后也有不少缺點，因其直接傳動效率非常高，所以也導致其容易將路面的對車輪的作用力大部分傳給方向盤，造成打手，駕駛員需要時刻保持注意力，牢牢抓住方向盤，以防止汽車偏離行駛方向，這容易造成駕駛員緊張，長時間緊張會消耗駕駛員很大的體力，所以容易造成其疲勞。 2. 循環(huán)球式轉向器 這種轉向器是中由許多傳動部件，這種轉向器因為其內部的傳動機構使采用滾動傳動，所以大大降低了轉向器的磨損，有利于提高其有買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 效壽命，再加上在制作加工工藝上采取相應的改進措施后，其能夠使用的年限更加提高。它的傳動效率也非常高。同樣他們之間的間隙也是調整起來相當簡單，并且這種轉向器很時候做成整體式轉向器。 這種轉向器的主要缺點就是：反向的效率也很高，而且還復雜，并且由于需要做球槽，且要求有一定精度，所以制造成本高，且制造困難。 3. 蝸桿滾輪式轉向器 顧名思義，這種轉向器的主要核心傳動部件就是蝸桿與滾輪，它的結構類似于齒 輪齒條式轉向器，蝸桿與滾輪直接嚙合，所以它與齒輪齒條有部分相同的優(yōu)點，如結構簡單、質量可靠，并且因其獨特的嚙合方式，大大減小了傳動部件因滑動摩擦造成的磨損，而且它從結構設計上大大降低了逆效率。 但一切都是相對的，在降低逆效率的同時，它的正效率也被降低，而且這種轉向器內部沒有自動調整間隙的裝置，所以這種轉向器已經(jīng)逐漸的被淘汰。 4. 蝸桿指銷式 蝸桿的主要作用是進行主動轉向的，曲柄銷是傳遞運動的。并且蝸桿上的螺紋時變半徑的，中間小，兩邊大，而曲柄銷外端連接的是轉向搖臂。所以當蝸桿轉動時，帶動曲柄繞銷軸轉動。曲柄銷 外還大有一個轉向搖臂這種轉向器的最大優(yōu)點就是它的傳動比可以做成變化的也可以做成不變的，同樣他們相對位置的調整也是很簡單的。這種結構的轉向器多用在載貨汽車上。 齒輪齒條轉向器多用在比較小和比較輕的汽車上，并且綜合考慮各轉向器的優(yōu)缺點，最后選定齒輪齒條轉向器。 轉向器輸入輸出形式選擇 齒輪齒條轉向器共有四種輸入輸出形式。 中間輸出，側邊輸入方案使拉桿長度邊長，同樣也使得車輪上下跳動相同的距離，但拉桿的擺角卻變得小了，這就減少了拉桿的運動干涉。但由于需要早殼體中間開長槽，所以這就降低了殼體的強度。 兩端輸出，側 邊輸入方案因為其拉桿的長度減小，所以傳動精度較高，而且拉桿撓度降低。但其運動干涉的概率較高。但現(xiàn)在嬌客車多使用兩端輸出，側邊輸入的方案。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 2輪齒條式轉向器的四種形式 最終確定本設計轉向器的輸入輸出方案為側邊輸入，兩邊輸出。 齒輪齒形選擇 如果齒輪齒條轉向器采用直齒齒輪和直齒齒條嚙合，因為其嚙合面積較小，所以齒輪齒條嚙合區(qū)單位面積上承受的壓力較大，所以造成單位面積承受的沖擊力增大，以至于轉向器的運行平穩(wěn)性降低，而且因為沖擊較大導致噪聲過大。將齒輪齒條的齒形變成斜齒，則嚙合區(qū)的嚙合面積增大，單位面積承受的壓力減小，且沖擊力減小。所以用斜齒。 齒條形狀選擇 它有三種形狀。 比較各種各種截面形狀的齒條的優(yōu)缺點，圓形的制作起來比較簡單，其他形狀的比較節(jié)省材料，所以同樣大小的齒條，除圓形算面之外的其他兩種齒條質量要輕很多。通常齒條與托座之間裝有防止摩擦造成磨損的材料制造成的墊片，如果有使轉向齒輪繞中心軸線旋轉的力矩就應該選用除圓形斷面的其他兩種斷面。這樣可以防止齒條旋轉，如果不這樣做那就會出現(xiàn)吃輪與買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 齒條嚙合不正確的情況。 本次設計決定選用和圓形截面的齒條。 齒輪齒條式轉向器的布置形式 因為不同的汽車因為空間 布局的不同，轉向器的安裝位置也不盡相同，但鑒于整個轉向系統(tǒng)相對于在前橋支撐架上的位置相對于前橋軸線的前后可以分為四種類型，分別是： 圖 2過查閱國內外各種同類型汽車轉向機構的安裝位置，發(fā)現(xiàn)大部分采用第一種方案，將轉向機構安裝在前橋后面，本次設計也采用同樣的布置形式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 第 3章 轉向系主要性能參數(shù) 轉向輪側偏角計算 整車的機動性與轉向系統(tǒng)的最小轉彎半徑有關，本次設計最小轉彎半徑為 圖 轉向輪外輪最大轉角 m a x /n (3L 為汽車軸距。本設計軸距為 L=2600 3角圖 外側車輪的偏轉角圖 3得內轉向輪最大偏轉角公式 c o n(B 為兩側主銷軸線與地面交點之間的距離 B=a 為主銷偏移距，指轉向節(jié) 主銷軸線延長線與支撐平面的交點到轉向輪中心線與支撐平面交點的距離。本此設計輪胎寬度為 175以 0 K 為前輪輪距， K=1360文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 可得 B=136070=1220是得轉向輪內輪轉角 轉向系傳動比與計算載荷的確定 為了校核強度，需要確定零部件的受力情況。這些力主要會被作用在轉向軸上的載荷，車輪行進時輪面給車輪 的阻止力，還有輪胎的氣體壓力。轉向輪左右轉動的時候要克服很多阻力，這些阻力大致包括車輪繞主銷軸轉動所克服的轉向阻力扭矩，車輪轉動時輪胎變形產(chǎn)生的阻力和系統(tǒng)內部阻力。 轉向時候的阻力： 7 向系的角傳動00wi=(360 n =)604 =17.6 n 為轉向盤從一側轉到另一側的轉動圈數(shù)； 乘車用車方向盤由直線行駛轉到最小轉向半徑的圈 數(shù)不得超過兩圈， n 取 4 作用在轉向盤上的力 : F 2徑； 設計中此傳動比與轉向系角傳動比相同 取 90% 所以 F 2= 0 0 2 6 92 作用在方向盤上的力矩 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 轉向系的力傳動比 pi=M 0= 轉向器傳動副的傳 動間隙 傳動元件嚙合點出現(xiàn)的間隙就是傳動間隙，該間隙隨著轉向操縱機構轉角的不同而不同。 這個間隙特性的研究意義是因為它能夠反映汽車直線行駛時，保持這種狀態(tài)的能力和這種轉向器能發(fā)揮有效作用的年限。汽車在大部分狀態(tài)下都是保持直線行駛，所以傳動副在中間和中間附近的地方使用很頻繁，所以中間的地方磨損相當嚴重，就會出現(xiàn)多余的間隙，如果不消除這種間隙就會出現(xiàn)轉向失靈，并且無法保證直線行駛。所以一定要適時調整轉向器的磨損間隙，并且調整后轉向盤能平滑的轉向任意一側。 圖 3向器傳動副傳動間隙 圖中曲線 1 表明轉向器 在沒有發(fā)生摩擦損失之后的間隙的變化趨勢；曲線 2 表明已出現(xiàn)摩擦損失之后間隙的大小隨轉動位置不同時間隙的變化特性。曲線 3 表示的是調整后的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 第 4章 齒輪齒條的設計 齒條的材料、參數(shù)、熱處理方式 由前可知本設計采用的是斜形齒，齒輪與齒條法向模數(shù)取 m=數(shù)z=7, 法向壓力角n=20，齒輪螺旋角為 =12，齒條齒數(shù)應根據(jù)轉向輪達到的值來確定。齒輪傳動的力矩大小為作用在轉向盤上的力矩為整為 25N 轉向器額定單日工作時間為小時，并且最低需要能夠使用五年。 初步選定齒輪和齒條齒頂高系數(shù) =1；頂隙系數(shù) *c =輪的變位系數(shù)n=輪的材料選擇：齒輪 16碳淬火，齒面硬度 54齒條 45#，表面淬火，齒面硬度 56 計算許用應力的確定 接觸疲勞許用應力 H= 彎曲疲勞許用應力 YY 16接觸疲勞極限1500曲疲勞極限4255 號鋼的接觸疲勞極限 1300曲疲勞極限530輪齒條所受的應力循環(huán)次數(shù) N=60 )53 0 08(11060 10 查表得材料壽命系數(shù) 16 45 號鋼 查表得安全系數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 1 S 應力修正系數(shù)為 2 計算許用應力 16 H= M P 9 8 01 1 5 0 i m M P i m 45 號鋼 H= M P 7 1 61 1 3 0 i m M P 5 012l i m 齒輪齒條的設計 齒輪的設計 1. 按齒根彎曲疲勞強度設計 （ 1）試取 K= （ 2）斜齒輪的轉矩 T= N m （ 3）齒寬系數(shù) 1m（ 4）齒輪齒數(shù) 71 z（ 5）復合齒形系數(shù) （ 6）許用彎曲應力 F=以 2 ) 圓周速度 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 0 0 060 1 (8)計算載荷系數(shù) 1） 由表查得 使用系數(shù) 1 2） 根據(jù) 和 8 級精度，查表得 1 根據(jù)表查得 齒向載荷分布系數(shù) 由表查得 齒間載荷分布系數(shù) 算模數(shù) ，取 5.2 . 齒輪幾何尺寸的確定 分度直徑： d= 頂高 ： )( *1+=根高 ： )( *1+=高 ： fa 頂圓直徑： aa 根圓直徑：ff =面壓力角： na r c ta n 基圓直徑 : tb =向齒距 ：nn =面齒距 ： 向齒厚 ： t a 面齒厚 ： t a 輪中心到齒條基準線的距離： H= 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 齒條齒寬 ：2b= 整為 18輪齒寬 ： 281021 齒條的設計 齒輪齒條的嚙合有兩個特點 : 1) 齒輪的節(jié)圓是永遠重合與分度圓的，但是齒條的卻不是只有在齒條和標準齒輪嚙合的情況下才會與自己的節(jié)圓重合。 2) 齒輪與齒條的嚙合角永遠等于壓力角 . 因此 ,齒條法向模數(shù) m= 壓力角 20 齒條為圓形斷面 齒條齒頂高： 齒條齒根高： 2 ( * 齒條齒高 ： fa 向齒厚 ： 端面齒厚 ： 又因為齒條長度： n 為轉向盤總轉動圈數(shù)， n 取 4 所以齒條長度為 齒條齒數(shù) 287412 齒輪齒條的 強度校核 齒輪 齒面接觸疲勞強度校核 校核公式為 查表得 彈性系數(shù) 9 M 查表得 區(qū)域系數(shù) Z 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 重合度系數(shù) Z 螺旋角系數(shù) Z 9 8 o sc o s 4 5 0 0 9 3 H H 1980計算結果可知齒輪強度符合要求。 齒條的強度計算 1. 齒條受力分析 在本設計中， 根據(jù)前面計算可知在 轉向器輸入端施加的扭矩 T = 取為 25般都會在齒輪齒條的嚙合點之間會加以潤滑。 本設計中齒條的齒受力與斜齒輪的受力情況很相似， 齒條的受力分析如下圖 圖 4條的受力分析 不考慮其他里的情況下，將垂直齒面的法向力 成三個相互垂直方向的力，這三個力分別是徑向力 向力 軸向力 各力的大小為 ： Ft= 1nt 1買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 1 式中 1 齒輪軸分度圓螺旋角；n 法面壓力角。 齒輪軸受到的切向力： Ft= 式中 T 作用在輸入軸上的扭矩， T 為 25d 齒輪軸分度圓的直徑。 齒條齒面的法 向力： =條齒部受到的切向力： F . 齒條齒部彎曲強度的計算 齒條的單齒彎曲應力： 2 107bs 式中： 齒條齒面切向力； 1h 齒條計算齒高 ； (22 * =合以上的數(shù)據(jù)，將它們代入上面那個公式就可以得出齒條齒跟處的彎曲應力： 0F =549N/ S， 所以 面安全 ，軸設計合理。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 26 第 5章 其他零件的選擇與潤滑方式確定 軸承的選擇 1、 選用深溝球軸承（ 276 1994）如圖 5示。 軸承代號： 6001 數(shù)量： 1 個 6006 1 個 圖 5溝球軸承 表 5用深溝球軸承（ 276 1994） 轉向器潤滑方式 1、對轉向器的潤滑主要有兩個原因： （ 1）減小齒面間滑動磨損量。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 27 （ 2）降低由于滑動摩齒輪工作時齒面間相互摩擦所導致的齒面溫度升高。 為了解決以上兩個原因引起的問題，要選擇合適的潤滑油以及相應的方法，才能解決以上問題。 2、具體的潤滑方法可以分為以下三類： （ 1）潤滑脂潤滑法 這種潤滑方法主要是在速度相對較低的并且箱體是開式或者閉式的齒輪傳動中。而且使用這種方法需要一定的條件，如果使用不當就會起到相反的作用，在此主要列出三點： 1）有合適的流動速度 要想潤滑脂的能夠有效的在各潤滑部位流動，就需要潤滑脂有高的流動性。 2）不能用在承受載荷非常 大的并且一直轉動的地方。 潤滑脂自身的冷卻效果并不是很理想，所以它在高負荷下不容易散熱。這就會出現(xiàn)溫度過高的問題。 3）使用的量要根據(jù)所用部位的大小適量添加 量過多過少都會影響潤滑的效果，量少了，零部件不能全部被潤滑，良多了又會造成密度過大，造成阻力。 （ 2）飛濺潤滑法（油浴潤滑） 這種方法是在殼體底部放置一定深度的潤滑油，然后將齒輪的一部分伸入油中。通過轉動將油送到其他零部件上。 使用飛濺潤滑法（油浴式）時，有許多需要注意的問題，這里就油面的規(guī)定及齒輪箱的最高油溫做以說明。 1）油面的高度 油面高度要合適 ，不能太低也不能太高，低了潤滑不到位，高了又會增大攪拌阻力，并且要安裝油盤防止油面落差大。 2）齒輪箱的極限溫度 隨著工作時間的增長，由于各種原因，箱體的溫度會逐漸上升，而溫度身高對潤滑油的性能會產(chǎn)生不利的影響，所以需要適時給箱體降溫，冷卻潤滑油。 3）強制潤滑法（循環(huán)噴油潤滑） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 28 這種方法就是直接用泵之類的將潤滑油噴射到需要潤滑的零部件上。 根據(jù)不同的上油方法，可以分為三種類型： 滴下式，噴射式和噴霧式三種。 1）滴下式 利用導管將潤滑油直接注入到嚙合部。 2）噴射式 利用噴油嘴將潤滑油直接噴射到嚙 合部。 3）噴霧式 利用氣壓差將油液霧化，然后由氣體動能噴射到零部件上。