微型客车的动力齿轮齿条转向器设计

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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 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41.4齿轮齿条式转

2、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齿轮轴的强度校核17第七章

3、 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)、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

4、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 power steering gear rack of mini busAbstr

5、act 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 return line steady exercise state. Steer

6、ing 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 steering worm pin type (WP type), worm and ro

7、ller(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 engaged with the pinion and rack. The stee

8、ring 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, sensitive steering,small size, can be dire

9、ctly 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 being eliminated or retain a small position.

10、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

11、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。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

12、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

13、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、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

14、（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

15、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

16、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，而整体式转向器中转阀结构是目前发展的方向。第一章 转向器设计方案的选择：1.1类型的选择转向器主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等，其中广泛应用的是齿轮齿条式和循环球式。 1.1.1齿轮齿条式转向器优点：结构简单、紧凑；壳体由铝合金或镁合金压铸而成，故质量比较小；传动效率高达90%；齿轮齿条之间因磨损出现间隙后，可利用装在齿条背部、靠近小齿轮的压紧力可以调节的弹簧自动消除齿间间隙，在提高系统刚度的同时也可防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；没有转向摇臂和横拉杆，可以增大转向轮转角；制造

17、成本低。缺点：逆效率高，汽车在不平路面行驶时会出现汽车方向控制难度增加还有可能出现打手现象。 1.1.2循环球式转向器优点：在螺杆和螺母之间有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，传动效率可达75%-85%；转向器传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条齿扇间间隙调整工作容易进行；适合做整体式动力转向器。缺点：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。通过对齿轮齿条式转向器和循环球式转向器的对比，选择采用齿轮齿条式转向器。1.2齿轮齿条转向器的输入形式及特点 1.2.1 侧面输入，中间输出：与齿条固连的左右拉杆延伸到接近汽车纵向对称平面附近，由于拉杆长度增加，车轮上下跳动时拉杆摆角减小，

18、有利于减少车轮的上下跳动时转向系与悬架系的运动干涉，拉杆与齿条用螺栓固连在一起，因此，两拉杆与齿条同时向左或向右移动，为此在转向器壳体上开有轴向的长槽，从而降低了他的强度。 1.2.2 采用两端输出方案时，由于转向拉杆长度受到限制，容易与悬架系统导向机构产生运动干涉。 1.2.3 侧面输入，一端输出的齿轮齿条转向器，常用在平头货车上。 通过对比选择侧面输入，两端输出形式。中间输入，两端输出(a)；侧面输入，两端输出(b)；侧面输入，中间输出(c)；侧面输入，一端输出(d)。1.3齿轮齿条式转向器齿轮齿条形式如果齿轮齿条式转向器采用直齿圆柱齿轮与直齿齿条啮合，则运转平稳性降低，冲击大，工作噪声增

19、加。此外，齿轮轴线与齿条轴线之间的夹角只能是直角，为此因与总体布置不太适应而遭淘汰。采用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合，增加运转平稳性，降低冲击和噪声。齿条断面有圆形、V形和Y形三种。圆形断面制造简单；V形和Y形节约材料，质量小而且位于齿条下面的两斜面与齿条托坐接触，可以用来防止齿条绕轴线转动。1.4齿轮齿条式转向器在汽车上布置形式采用转向器位于前轴后方，后置梯形。 第二章 转向系计算载荷的确定2.1整车性能参数 前轮最小转弯直径为4.95米轮距为1290毫米轴距为2.5m方向盘圈数为3.5-4圈。2.2原地转向阻力矩MR的计算为了保证行驶安全，组成转向系的各零件应有足够的强度。欲验算转向系零件的

20、强度，需首先确定作用在各零件上的力。影响这些力的主要因素有转向轴的负荷、路面阻力和轮胎气压等。为转动转向轮要克服的阻力，包括转向轮绕主销转动的阻力、车轮稳定阻力、轮胎变形阻力和转向系中的内摩擦阻力等。精确地计算出这些力是困难的。为此用足够精确的半经验公式来计算汽车在沥青或者混凝土路面上的原地转向阻力矩MR(Nmm)。车辆满载质量为1620kg,发动机前置后驱前轴轴负荷率为45%。 表1 原地转向阻力矩MR的计算设计计算和说明计算结果式中 f轮胎和路面间的滑动摩擦因数；一般取0.7转向轴负荷，单位为N；P轮胎气压，单位为=315059.222.3转向盘手力Fh的计算转向器角传动比iw的计算（1）

21、sin= 式中：L：汽车轴距，2500mm（2）式中：L：汽车轴距，2500mmR：汽车最小转弯半径，4950mmB：前轮轮距，1290mm。（3）角传动比式中：w：转向盘转角（速度），3.5360。k：转向轮转角（速度）。 轻型车一般取15-23 因此取整18 表2 转向盘手力Fh的计算设计计算和说明计算结果 式中 转向摇臂长, 单位为mm；原地转向阻力矩, 单位为Nmm转向节臂长, 单位为mm；为转向盘直径,单位为mm；设计为380mm；iw转向器角传动比；+转向器正效率。一般70%-80%因齿轮齿条式转向传动机构无转向摇臂和转向节臂，故、不代入数值。=315059.22=380mmiw=

22、18取=80%=115.15N对给定的汽车，用上式计算出来的作用力是最大值。因此，可以用此值作为计算载荷。2.4转向横拉杆直径的计算设计 轮辋直径= 13in=1325.4=330.2mm梯形臂长度 =0.8/2= 330.20.8/2=132.08mm,取=132mm:材料许用应力216Mpa 表3转向横拉杆直径的计算设计计算和说明计算结果=;取=15mm2.5主动齿轮轴的计算初步估算主动齿轮轴的直径：材料许用切应力，140Mpa转向盘扭力矩的计算： 表4主动齿轮轴的计算设计计算和说明计算结果=140MPa第三章 转向器齿轮和齿条的设计3.1齿轮轴的尺寸设计 齿轮是一只切有齿形的轴。它安装在

23、转向器壳体上并使其齿与齿条上的齿相啮合。齿轮齿条上的齿可以是直齿也可以是斜齿。齿轮轴上端与转向柱内的转向轴相连。因此，转向盘的旋转使齿条横向移动以操纵前轮。齿轮轴由安装在转向器壳体上的球轴承支承。主动小齿轮选用16MnCr5或15CrNi6材料制造，而齿条常采用45钢制造。为减轻质量，壳体用铝合金压铸。斜齿的弯曲增加了一对啮合齿轮参与啮合的齿数。相对直齿而言，斜齿的运转趋于平稳，并能传递更大的动力。 齿轮轴总长：设计总长130mm+螺旋角： 齿轮螺旋角取值范围，因此取，螺旋方向右旋。齿数：主动小齿轮齿数多数在57个齿范围变化，取7.法向模数：齿轮模数取值范围多在23mm之间，取3.压力角取.因

24、此，基圆直径，故， 取20mm分度圆直径,根据，代数得=21mm齿顶圆直径,，代数得27mm齿根圆直径,代数得mm齿轮宽b2+10=40mm，即40mm3.2齿条的尺寸设计齿条是在金属壳体内来回滑动的，加工有齿形的金属条。转向器壳体是安装在前横梁或前围板的固定位置上的。齿条代替梯形转向杆系的摇杆和转向摇臂，并保证转向横拉杆在适当的高度以使他们与悬架下摆臂平行。齿条可以比作是梯形转向杆系的转向直拉杆。导向座将齿条支持在转向器壳体上。齿条的横向运动拉动或推动转向横拉杆，使前轮转向。齿条总长L： 根据汽车轮距1290mm，设计齿条总长760mm齿条直径d： 设计为28mm 齿条模数：齿轮齿条式转向器

25、的齿轮多数采用斜齿圆柱齿轮，齿条模数应与齿轮模数相等， 齿条齿数：齿条行程，设计195mm根据齿条齿距P=算出齿数。取整齿条齿数为29，螺旋角为12第四章 转向横拉杆及其端部设计 转向横拉杆与梯形转向杆系的相似。球头销通过螺纹与齿条连接。当这些球头销依制造厂的规范拧紧时，在球头销上就作用了一个预载荷。防尘套夹在转向器两侧的壳体和转向横拉杆上，这些防尘套阻止杂物进入球销及齿条中。转向横拉杆端部与外端用螺纹联接。这些端部与梯形转向杆系的相似。侧面螺母将横拉杆外端与横拉杆锁紧（见图3.3-2）。图3.3-2 转向横拉杆外接头1- 横拉杆 2-锁紧螺母3-外接头壳体 4-球头销 5-六角开槽螺母 6-

26、球碗 7-端盖 8-梯形臂 9-开口销注：转向反馈是由前轮遇到不平路面而引起的转向盘的运动。4.1转向横拉杆及接头的尺寸设计 表5转向横拉杆及接头的尺寸设计参数序号项目符号尺寸参数()1横拉杆总长1702横拉杆直径153螺纹长度404外接头总长80第五章 间隙调整装置设计及转向器的安装 一个齿条导向座安装在齿条光滑的一面。齿条导向座1和与壳体螺纹连接的调节螺塞3之间连有一个弹簧2。此调节螺塞由锁紧螺母固定4。齿条导向座的调节使齿轮、齿条间有一定预紧力，此预紧力会影响转向冲击、噪声及反馈（见图3.3-3）。图3.3-3 齿条间隙调整装置5.1齿条调整装置的尺寸设计 表6齿条调整装置的尺寸设计参数

27、序号项目符号尺寸参数(mm)1导向座外径522导向座高度293弹簧总圈数54弹簧外径255螺塞螺纹公称直径M356锁止螺母高度107转向器壳体内/外径40/505.2 转向传动比 当转向盘从锁点向锁点转动，每只前轮大约从其正前方开始转动30，因而前轮从左到右总共转动大约60。若传动比是1:1，转向盘旋转1，前轮将转向1，转向盘向任一方向转动30将使前轮从锁点转向锁点。这种传动比过于小，因为转向盘最轻微的运动将会使车辆突然改变方向。转向角传动比必须使前轮转动同样角度时需要更大的转向盘转角。15:1的传动比较为合理。在这样的传动比下，转向盘每转动15，前轮转向1。为了计算传动比，可将锁点到锁点过程

28、中转向盘转角的度数除以此时转向轮转角的度数。5.3 齿轮齿条转向器的安装 齿轮齿条式转向器可安在前横梁上或发动机后部的前围板上（见图3.3-4）。橡胶隔振套包在转向器外，并固定在横梁上或前围板上。齿轮齿条转向器的正确安装高度，使转向横拉杆和悬架下摆臂可平行安置。齿轮齿条式转向系统中磨擦点的数目减少了，因此这种系统轻便紧凑。大多数承载式车身的前轮驱动汽车用齿轮齿条式转向机构。由于齿条直接连着梯形臂，这种转向机构可提供好的路感。在转向器与支承托架之间装有大的橡胶隔振垫，这些衬垫有助于减少路面的噪声、振动从转向器传到底盘和客舱。齿轮齿条转向器装在前横梁上或前围板上。转向器的正确安装对保证转向横拉杆与

29、悬架下摆臂的平行关系有重要作用。为保持转向器处在正确的位置，在转向器安装的位置处，前围板有所加固。图3.3-4 转向器的安装位置第六章 齿轮轴和齿条的强度校核6.1齿轮齿条的校核设计计算和说明计算结果1.选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力(1) 选择材料及热处理方式小齿轮16MnCr5 渗碳淬火，齿面硬度56-62HRC大齿轮 45钢 表面淬火，齿面硬度56-56HRC(2) 确定许用应力a)确定和 b)计算应力循环次数N，确定寿命系数、。 c)计算许用应力取,=应力修正系数=2.初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸(1) 选择齿轮类型根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合传动

30、方案(2) 选择齿轮传动精度等级选用7级精度(3) 初选参数初选 =7 =20 =0.8 =0.7 =0.89按当量齿数(4) 初步计算齿轮模数转矩28297闭式硬齿面传动，按齿根弯曲疲劳强度设计。=2.22(5) 确定载荷系数=1，由,/100=0.00124,=1；对称布置，取=1.06；取=1.3则=111.061.3=1.378(6) 修正法向模数=2.22=2.208圆整为标准值，取=33.确定齿轮传动主要参数和几何尺寸(1) 分度圆直径=21.64(2) 齿顶圆直径=21.64+2=21.64+23(1+0)=27.64(3) 齿根圆直径=21.64-2=21.64-231.25=

31、14.14(4) 齿宽=0.821.64=19.784因为相互啮合齿轮的基圆齿距必须相等，即。齿轮法面基圆齿距为齿条法面基圆齿距为取齿条法向模数为=3(5) 齿条齿顶高=3(1+0)=3(6) 齿条齿根高=3(1+0.25-0)=3.75(7) 法面齿距=4.74.校核齿面接触疲劳强度由表7-5，=189.8由图7-15，=2.45取=0.8，=0.985所以 =189.82.450.80.985=1495.345.结构设计和绘制零件图详见零件图斜齿圆柱齿轮与斜齿齿条啮合传动7级精度28297=1.378=3=21.64=27.64=14.14取=20=3=3.75=4.7齿面接触疲劳强度满足

32、要求6.2齿轮齿条转向器转向横拉杆的运动分析图3.3-5 转向横拉杆的运动分析简图当转向盘从锁点向锁点转动，每只前轮大约从其正前方开始转动30，因而前轮从左到右总共转动约60。当转向轮右转30，即梯形臂或转向节由绕圆心转至时，齿条左端点移至的距离为30=132cos30=114.315=132-114.315=17.68530=66 =289.5=289.5-66=223.5=290-223.5=66.5同理计算转向轮左转30，转向节由绕圆心转至时，齿条左端点E移至的距离为=66 =289.5=60+289.5-290=65.5齿轮齿条啮合长度应大于即 =66.5+65.5=132取L=160

33、 6.3齿轮齿条传动受力分析若略去齿面间的摩擦力，则作用于节点P的法向力Fn可分解为径向力Fr和分力F，分力F又可分解为圆周力Ft和轴向力Fa。=228297/21.64=2615.25=981=652.06N6.4齿轮轴的强度校核1.轴的受力分析(1) 画轴的受力简图。(2) 计算支承反力在垂直面上在水平面上(3) 画弯矩图在水平面上，a-a剖面左侧、右侧在垂直面上，a-a剖面左侧a-a剖面右侧合成弯矩，a-a剖面左侧a-a剖面右侧(4) 画转矩图转矩 =261521.64/2=28294.32.判断危险剖面显然，a-a截面左侧合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险剖面。3.轴的弯扭合

34、成强度校核由机械设计3查得，=60/100=0.6。a-a截面左侧4.轴的疲劳强度安全系数校核查得, ,；。a-a截面左侧查得；由表查得绝对尺寸系数轴经磨削加工，查得质量系数=1.0。则弯曲应力 应力幅 平均应力 切应力 安全系数查得许用安全系数S=1.31.5，显然SS，故a-a剖面安全。第七章 其他零件的设计计算 7.1间隙调整弹簧的设计计算设计要求：设计一圆柱形压缩螺旋弹簧，载荷平稳，要求=981N时，10mm,弹簧总的工作次数小于，弹簧中要能宽松地穿过一根直径为18mm的轴；弹簧两端固定；外径,自由高度。(1) 选择材料 由弹簧工作条件可知，对材料无特殊要求，选用C组碳素弹簧钢丝。因弹

35、簧的工作次数小于，载荷性质属类，。(2) 计算弹簧丝直径 弹簧丝直径的计算计算项目计算依据和内容计算结果1) 选择旋绕比2) 估3) 初算弹簧丝直径4) 计算曲度系数5) 计算弹簧丝的许用切应力6) 计算弹簧丝直径取=6 直径在2.5-6之间，旋绕比4-10按30mm、16mm,取=4=1.25=0.45=0.451570=706.5=4.96取=6=1.25=706.5取=5(3) 计算弹簧圈数和弹簧的自由高度 弹簧圈数和自由高度的计算计算项目计算依据和内容计算结果1)工作圈数2)总圈数3)节距4)自由高度=2.52 取各端死圈取1，故,则,取一般5-9度=3*6.6+1.85=28.8取=

36、3=5=6.6=28.8(4) 稳定性验算 高径比 b=H0/D2=28.8/20=1.44eX=0.56,暂选一近似中间值Y=1.5。另查表得fp=1.2P=fp(XFR+YFA)=1.2(0.56981+1.5652.06)=1832.94N2.计算轴承应有的基本额定动负荷Cr查表得,ft=1,又=3Cr=3.初选轴承型号查机械工程及自动化简明设计手册,选择6004轴承,Cr=9.38KN，其基本额定静负荷Cor=5.02KN4.验算并确定轴承型号1) FA/Cor=652.06/5020=0.13,e为0.3,轴向载荷系数Y应为1.452) 计算当量动载荷Pr=(XFR+YFA)=(0.

37、56981+1.45652.06)=1495N3) 验算6204轴承的寿命Lh= 12000h即高于预期寿命，能满足要求。7.3 键的计算p= p=120MPa式中 T传递的转矩，单位为Nmm；d轴的直径，单位为mm；l键的接触长度，单位为mm；K键与轮毂接触高度，Kh/2,单位为mm；p许用挤压应力，单位为MPa。选用A型键 公称尺寸bh=66根据具体情，键的接触长度l应该大于15mm,则L15+6=21mm圆头普通平键(A型)的尺寸参考GB1096-79键和键槽的断面尺寸参考GB1095-79结 论在此设计中，通过对转向器产品的调查，以及对转向器的类型，结构，工作原理的学习及研究，了解了转

38、向器的各部分功用及其在整个系统中的重要性，有重点的对这几个重要点进行设计、校核、绘图，做到安全可靠的设计结果，采用了在大学期间学习的有关机械设计的理论，应用在这个设计中，做到事事有依据，拿理论说话。并且通过CAD的绘图，更加熟练的掌握CAD制图的方法，使设计的过程中的困难大大减少。在收集和自己预定的某些参数后，通过推倒运算得到一个合适的结果，并在进行校核，通过前面对转向器齿轮齿条的设计计算，和对齿轮轴的计算校核，确定了转向器主要部分的选材和强度要求。致 谢本论文的选题、研究内容、研究方法及论文的形成是在导师宫燃支持、鼓励和悉心指导下完成的。在论文完成的过程中倾注了导师大量的心血，在论文完成之际

39、，特向我尊敬的导师宫燃表示衷心的感谢。宫燃老师高尚的品格、渊博的知识、严谨的治学态度、勤恳的敬业精神以及非凡的领导才能、魄力，都令我十分钦佩，老师的为人处事，让我深深的领悟到“将者，智、信、仁、勇、严也”,所有的这一切将时刻激励和教育着我，使我受益终生。在我论文完成过程中，宫燃老师在百忙之中抽出时间给予了我很多指导和帮助，在此我特向老师表示衷心的感谢。参考文献1许立忠,周玉林.机械设计.第七版.北京：中国标准出版社2009 2 陈家瑞.汽车构造. 第三版.机械工业出版社，2008.10.3 刘惟信.汽车设计.第一版.清华大学出版社，2001.7.4 张松青，赵晓运.齿轮齿条传动机构参数的优化研

40、究.煤矿机械，2007.12.5 韩晓娟. 机械设计课程设计指导手册.北京：中国标准出版社，2008 6 王国权，龚国庆.汽车设计课程设计指导书.机械工业出版社，2009.11.7 杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础.第五版.高等教育出版社，2011.5. 8 王丰元，马明星. 汽车设计课程设计指导书.中国电力出版社，2009.3.9 机械设计实用手册编委会.机械设计实用手册. 2009.4.10 朱孝录. 齿轮传动设计手册. 第二版.化学工业出版社，2010.3.11 高雪强. 机械制图. 机械工业出版社. 2009.7.12 安子军. 机械原理.北京国防工业出版社.2009.3 .13 许立忠,周玉林.机械设计.第七版.北京：中国标准出版社2009 14Naito; Hiroshi (Toyota, JP), Hashimoto; Akio (Toyota, JP), Nakashima; Hiroshi (Nishio, JP)Motor driven power steering system.1988.315Proceedings of the Institution of MechanicalEngineers,Min Chul Shin, Seong Han Kim, Gwang Hee Cho and Chong Nam Chu,2014.2.