【課程設(shè)計】汽車轉(zhuǎn)向器設(shè)計（齒輪齒條轉(zhuǎn)向器）

【課程設(shè)計】汽車轉(zhuǎn)向器設(shè)計（齒輪齒條轉(zhuǎn)向器）,課程設(shè)計,汽車,轉(zhuǎn)向器,設(shè)計,齒輪,齒條 目 錄 一、設(shè)計方案選擇 ………………………………………… 5 二、設(shè)計計算過程 ………………………………………… 5 1、轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角計算………………………………………… 5 2、轉(zhuǎn)向器參數(shù)選取…………………………………………… 6 3、選擇齒輪齒條材料………………………………………… 7 4、強(qiáng)度校核…………………………………………………… 7 5、齒輪齒條的基本參數(shù)……………………………………… 8 三、齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………… 8 四、軸承的選擇 ……………………………………………… 8 五、轉(zhuǎn)向器的潤滑方式和密封類型的選擇 ………………… 8 六、參考資料 ………………………………………………… 9 七、設(shè)計總結(jié) ………………………………………………… 10 汽車設(shè)計課程設(shè)計說明書 一、設(shè)計方案選擇： 1、轉(zhuǎn)向器類型的選擇： 機(jī)械式轉(zhuǎn)向器主要有齒輪齒條式、循環(huán)球式、蝸桿滾輪式、蝸桿指銷式等，其中廣泛應(yīng)用的是齒輪齒條式和循環(huán)球式。 齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；殼體由鋁合金或鎂合金壓鑄而成，故質(zhì)量比較??；傳動效率高達(dá)90%；齒輪齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，可利用裝在齒條背部、靠近小齒輪的壓緊力可以調(diào)節(jié)的彈簧自動消除齒間間隙，在提高系統(tǒng)剛度的同時也可防止工作時產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉(zhuǎn)向器占用體積小；沒有轉(zhuǎn)向搖臂和橫拉桿，可以增大轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角；制造成本低。 缺點(diǎn)：逆效率高，汽車在不平路面行使時會出現(xiàn)汽車方向控制難度增加還有可能出現(xiàn)打手現(xiàn)象。 循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器 優(yōu)點(diǎn)：在螺桿和螺母之間有可以循環(huán)流動的鋼球，將滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動摩擦，傳動效率可達(dá)75%-85%；轉(zhuǎn)向器傳動比可以變化；工作平穩(wěn)可靠；齒條齒扇間間隙調(diào)整工作容易進(jìn)行；適合做整體式動力轉(zhuǎn)向器。 缺點(diǎn)：逆效率高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，制造精度要求高。 通過對齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器和循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器的對比，選擇采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器。 2、齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器布置和結(jié)構(gòu)形式的選擇： 考濾到原車采用的是循環(huán)球式轉(zhuǎn)向器，故采用如圖所示的布置形式。 同時考慮到原車是發(fā)動機(jī)前置后驅(qū)故采用如圖所示的側(cè)面輸入兩端輸出的結(jié)構(gòu)形式。 二、設(shè)計計算過程 1、轉(zhuǎn)向輪側(cè)偏角計算 通過作圖計算可得轉(zhuǎn)向齒條左右移動的最大距離為。 2、轉(zhuǎn)向器參數(shù)選取 齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的齒輪多采用斜齒輪，齒輪模數(shù)在之間，主動小齒輪齒數(shù)在之間，壓力角取，螺旋角在之間。故取小齒輪，，右旋，壓力角，精度等級8級。 轉(zhuǎn)向節(jié)原地轉(zhuǎn)向阻力矩： 方向盤轉(zhuǎn)動圈數(shù)： 角傳動比： 方向盤上的手力： 力傳動比： 取齒寬系數(shù)， 齒條寬度圓整取，則取齒輪齒寬 3、選擇齒輪齒條材料 小齒輪：40Cr C-N共滲淬火、回火 43—53HRC 齒條： 45 調(diào)質(zhì)處理 229—286HBS 4、強(qiáng)度校核 （1）、校核齒輪接觸疲勞強(qiáng)度 選取參數(shù)，按ME級質(zhì)量要求取值 ，；，， 故以計算 查得： ， ，，； ，， ，則， 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度合格 （2）、校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 選取參數(shù)，按ME級質(zhì)量要求取值； ；； ；； 故以計算 據(jù)齒數(shù)查表有：；； ；。則 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度合格 5、齒輪齒條的基本參數(shù)如下表所示: 名稱 符號 公式 齒輪 齒條 齒數(shù) 6 31 分度圓直徑 15.2314 — 變位系數(shù) — 1 — 齒頂高 5 2.5 齒根高 0.625 3.125 齒頂圓直徑 25.2314 — 齒根圓直徑 13.9814 — 齒輪中圓直徑 20.2314 — 螺旋角 — 10° 齒寬 30 20 三、齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 四、軸承的選擇 軸承1 深溝球軸承6004 (GB/T276-1994) 軸承2 滾針軸承 NA4901 (GB/T5801-1994) 五、轉(zhuǎn)向器的潤滑方式和密封類型的選擇 轉(zhuǎn)向器的潤滑方式：人工定期潤滑 潤滑脂：石墨鈣基潤滑脂（ZBE36002-88）中的ZG-S潤滑脂。 密封類型的選擇 密封件： 旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈 FB 16 30 GB 13871—1992 六、參考資料 編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設(shè)計/王望予主編 機(jī)械工業(yè)出版社2007年6月第4版，P220。 編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設(shè)計/王望予主編 機(jī)械工業(yè)出版社2007年6月第4版，P221。 編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設(shè)計/王望予主編 機(jī)械工業(yè)出版社2007年6月第4版，P233。 編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設(shè)計/王望予主編 機(jī)械工業(yè)出版社2007年6月第4版，P233。 編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設(shè)計/王望予主編 機(jī)械工業(yè)出版社2007年6月第4版，P229。 編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設(shè)計/王望予主編 機(jī)械工業(yè)出版社2007年6月第4版，P233。 編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設(shè)計/王望予主編 機(jī)械工業(yè)出版社2007年6月第4版，P229。 編號ISBN 978-7-111-07613-1 汽車設(shè)計/王望予主編 機(jī)械工業(yè)出版社2007年6月第4版，P229。 編號ISBN 7-5025-4958-7 機(jī)械設(shè)計手冊-單行本-機(jī)械傳動/成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2004年1月第1版，P13-142，表13-1-132。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷，P132,表6.1。 編號ISBN 7-5025-4958-7 機(jī)械設(shè)計手冊-單行本-機(jī)械傳動/成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2004年1月第1版，P13-106，圖13-1-24（a）。 編號ISBN 7-5025-4958-7 機(jī)械設(shè)計手冊-單行本-機(jī)械傳動/成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2004年1月第1版，P13-106，圖13-1-23（a）。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P140,表6.5。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P139,圖6.16。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P137。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P133,表6.2。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P133。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P134。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P134。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P138,圖6.12。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P136,表6.1。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P135。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P143。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P143。 編號ISBN 7-5025-4958-7 機(jī)械設(shè)計手冊-單行本-機(jī)械傳動/成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2004年1月第1版，P13-127，圖13-1-54（c）。 編號ISBN 7-5025-4958-7 機(jī)械設(shè)計手冊-單行本-機(jī)械傳動/成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2004年1月第1版，P13-126，圖13-1-53（a）。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P140，表6.17。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P139，圖6.17。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P137。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P137。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P137，表6.4。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P137。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P143。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P143。 編號ISBN 7-5025-4958-7 機(jī)械設(shè)計手冊-單行本-機(jī)械傳動/成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2004年1月第1版，P13-32，表13-1-19。 編號ISBN7-04-019303-5 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊/吳忠澤、羅圣國主編 高等教育出版社 2006年11月第3次印刷，P64，表6-1。 編號ISBN7-04-019303-5 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊/吳忠澤、羅圣國主編 高等教育出版社 2006年11月第3次印刷，P72，表6-5。 編號ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 機(jī)械設(shè)計/楊明忠、朱家誠主編 武漢理工大學(xué)出版社 2004年6月第2次印刷， P149，表6.9。 編號ISBN7-04-019303-5 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊/吳忠澤、羅圣國主編 高等教育出版社 2006年11月第3次印刷，P91，表7-14。 七、設(shè)計總結(jié) 通過設(shè)計轉(zhuǎn)向器，使我對齒輪齒條轉(zhuǎn)向器的構(gòu)造有了更為深刻的認(rèn)識了解，齒輪齒條轉(zhuǎn)向器有：中間輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，兩端輸出；側(cè)面輸入，中間輸出；側(cè)面輸入，一端輸出四種形式，每種形式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。本次設(shè)計采用的形式是側(cè)面輸入，兩端輸出。本次設(shè)計讓我們更為系統(tǒng)地認(rèn)識、了解了機(jī)械零部件設(shè)計的全過程，增強(qiáng)了我們對機(jī)械行業(yè)的認(rèn)識。使我們提前了解設(shè)計的全過程，能及時發(fā)現(xiàn)我們的不足，可以及時改進(jìn)。