循环球式转向器的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

球的流动性变差，从而需要降低传动效率。

经验表明在每个环路中以不大于为好。

齿条齿扇传动副设计齿扇通常有个齿，它与摇臂轴为体。

齿扇的齿厚沿齿长方向是变化的，这样即可通过轴向移动摇臂轴来调节齿扇与齿条的啮合间隙。

由于转向器经常处于中间位置工作，因此齿扇与齿条的中间齿磨损最厉害。

为了消除中间齿磨损后产生的间隙而又不致在转弯时使两端齿卡住，则应增大两端齿啮合时的齿侧间隙。

这种必要的齿侧间隙的改变可通过使齿扇各齿具有不同的齿厚来达到。

即齿扇由中间齿向两端齿的齿厚是逐渐减小的。

为此可在齿扇的切齿过程中使毛坯绕工艺中心转动，如图所示，相对于摇臂轴的中心有距离为的偏心。

这样加工的齿扇在齿条的啮合中由中间齿转向两端的齿时，齿侧间隙也逐渐加大，可表达为式中径向间隙啮合角齿扇的分度圆半径摇臂轴的转角。

图为获得变化的齿侧间隙齿扇的加工原理和计算简图图用于选择偏心的线图当，确定后，根据上式可绘制如图所示的线图，用于选择适当的值，以便使齿条齿扇传动副两端齿啮合时，齿侧间隙能够适应消除中间齿最大磨损量所形成的间隙的需要。

齿条齿扇传动副各对啮合齿齿侧间隙的改变也可以用改变齿条各齿槽宽而不改变齿扇各轮齿齿厚的办法来实现。

般是将齿条般有个齿两侧的齿槽宽制成比中间齿槽大即可。

本次设计采用直齿齿轮。

转向器的计算和校核循环球式转向器零件的强度计算为了进行强度计算，首先要确定其计算载荷。

式曾给出了汽车在粗糙的硬路面上作原地转向时转向轮的转向阻力矩，利用它可求得转向摇臂上的力矩和在转向盘上的切向力，它们均可作为转向系的最大计算载荷。

但对前轴负荷大的重型载货汽车，用关系式计算出来的力，往往会超过司机在体力上的所能施展的力量。

这时在计算转向器的零件具体参数时，可取司机作用在转向盘轮缘上的最大瞬时力。

确定计算载荷后，即可计算转向系零件的强度。

汽车在沥青路面上或混凝土路面上的原地转向阻力矩﹒取为前轴负荷轮胎气压。

由设计要求确定计算载荷后，即可计算转向系零件的强度。

转向系力传动比为转向系角传动比为转向盘直径取为主销偏移距。

通常的值在倍轮胎的胎面宽度尺寸范围内选取。

取，所以作用在转向节上的转向阻力和轮胎与地面之间的转向阻力有如下关系再根据可求出作用在方向盘上的手力钢球与滚道间接触应力式中系数，根据查表求得，其中用下式计算螺杆与螺母滚道截面的圆弧半径钢球直径因此，取材料弹性模量，每个钢球与螺杆滚道之间的正压力转向盘圆周力转向盘轮缘半径螺杆螺线导程角钢球与滚道间的接触角参与工作的钢球数钢球接触点至螺杆中心线之距离。

长春工业大学学报自然科学版年期林世裕循环球式转向器的强度计算拖拉机与农用运输车曾东建主编汽车制造工艺学机械工业出版社王望予主编汽车设计机械工业出版社孙桓陈作模主编机械原理高等教育出版社朱福培张枫念循环球式转向器设计中的些问题探讨汽车研究与开发那么则有表系数与的关系当钢球与滚道的接触表面的硬度为时，许用接触应力可取为。

齿的弯曲应力齿扇上齿的弯曲应力为，许用弯曲应力为式中，为作用在齿扇上的圆周力为齿扇的齿高为齿扇的齿宽为基圆齿厚。

齿扇啮合半径取转向摇臂轴直径的确定转向摇臂轴的直径可根据转向阻力矩及材料的扭转强度极限由下式确定式中，安全系数，根据使用条件可取，取为转向阻力矩，扭转强度极限，转向摇臂轴般采用或钢制造，表面渗碳，渗碳层深为，重型汽车和前轴负荷大的汽车，则为。

淬火后表面硬度为。

转向器壳体采用球墨铸铁或可锻铸铁，制造。

结论根据些指定的参数结合汽车设计和其他相关书籍中关于转向器的理论知识来设计此转向器的其他相关参数，使设计出的转向器符合其基本的功能，齿轮齿扇的尺寸基本能满足般轻型汽车的需求。

在现代汽车设计中，选择变齿用于齿条齿扇传动副上是其前沿发展趋势，本论文中只是采用直齿齿轮完成了初步的设计，因而其实物在传动时将造成相关零件的磨损。

循环球式转向器的特点是效率高，操纵轻便，有条平滑的操纵力特性曲线。

安装方便。

适用于大中型车辆和动力转向系统使用有便于驾驶员操纵信号。

，满足了操纵轻便的要求。

中间位置的转向力小而且经常使用，则要求转向非常灵敏，因此要使中间位置速比小，才可以提高灵敏性。

大角度转向位置转向阻力相对较大，但使用次数较少，因此希望大角度位置速比大些，才可以减小转向力。

由于循环球式转向器可实现变速比，应用范围正在变得日益广泛。

本论文借用相关参数完成了初步的设计，达到了设计初衷。

应用工程制图软件绘制了详细和准确的循环球式转向器图形分析计算并选取了循环球转向器设计过程中所需要的主要参数，最终完成了自己的循环球式转向器设计。

通过此次的轻型汽车循环球式转向器的设计，初步掌握了循环球式转向器设计的原则，同时锻炼了自己综合解决问题的能力。

致谢这次毕业论文能够得以顺利完成，是所有曾经指导过我的老师，帮助过我的同学，直支持着我的家人对我的教诲帮助和鼓励的结果。

我要在这里对他们表示深深的谢意，首先要特别感谢我的指导老师许静老师，她在我毕业设计的撰写过程中，给我提供了极大的帮助和指导。

从开始选题到中期修正，再到最终定稿，许静老师给我提供了许多宝贵建议。

其次要感谢工学院所有级农业机械化及其自动化专业的老师，他们在这四年里辛苦的付出，老师们教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习对待生活的态度。

感谢我的父母亲，你们是我力量的源泉，只要有你们，不管面对什么样的困难，我都不会害怕。

感谢我身边的战友，因为有你们的帮助，我的设计得以顺利完成。

感谢机械设计制造及其自动化专业的所有同学，在大学四年给我了那么多的帮助与鼓励，在我不开心的时候，总能让我开心起来。

不会忘记，大学四年里我们起渡过的欢乐时光，那些开心的日子，总是那么令人难以忘怀。

参考文献余志生主编汽车理论机械工业出版社陈家瑞主编汽车构造下册人民交通出版社濮良贵纪名刚主编机械设计高等教育出版社孙桓陈作模主编机械原理高等教育出版社陈启新循环球式转向器螺杆螺母总成装配方法的选择汽车工艺与材料朱福培张枫念循环球式转向器设计中的些问题探讨汽车研究与开发钟天飞循环球式转向器导球特性汽车工程王玉梅刘亚梅王立威岳静微型汽车循环球式转向器齿扇设计参数分析操作时不会钩挂驾驶员的衣服和饰物不得有撞车时会加重驾驶员伤害的粗糙表面或尖锐棱角，维修保养时应该容易接近。

机械转向系机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，所有的传力件都是机械连接的。

机械转向系共由转向操纵机构转向器和转向传动机构三大部分组成。

驾驶员对转向盘施加的转向力矩通过转向轴输入转向器。

从转向盘到转向传动轴这系列零件即属于转向操纵机构。

作为减速传动装置的转向器中有级减速传动副。

经转向器放大后的力矩和减速后的运动传到转向横拉杆，再传给固定于转向节上的转向节臂，使转向节和它所支承的转向轮偏转，从而改变了汽车的行驶方向。

这里，转向横拉杆和转向节臂属于转向传动机构。

转向操纵机构转向操纵机构由方向盘转向轴转向管柱等组成，它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器。

转向器转向器是完成由旋转运动转变为直线运动的组齿轮机构，也是转向系中的减速传动装置。

目前比较常用的有齿轮齿条式转向器循环球曲柄指销式转向器蜗杆曲柄指销式转向器循环球齿条齿扇式转向器蜗杆滚轮式转向器等。

循环球式和齿轮齿条式，是当今世界汽车上最主要使用的两种转向器蜗杆式转向器和蜗杆销式转向器，正在逐步被淘汰。

循环球式转向器的特点是效率高，操纵轻便，有条平滑的操纵力特性曲线。

安装方便。

适用于大中型车辆和动力转向系统使用有便于驾驶员操纵信号。

，满足了操纵轻便的要求。

中间位置的转向力小而且经常使用，则要求转向非常灵敏，因此要使中间位置速比小，才可以提高灵敏性。

大角度转向位置转向阻力相对较大，但使用次数较少，因此希望大角度位置速比大些，才可以减小转向力。

由于循环球式转向器可实现变速比，应用范围正在变得日益广泛。

应用大量钢球的滚动接触传递转向力，具有相对较大的强度和较好的耐磨性。

并且该转向器也可以被设计成具有等强度结构的，这也是它应用广泛的原因之。

变速比类型的结构具有相对较高的刚度，特别适合高速车辆车速提高时的要求。

高速车辆需要汽车在高速时具有相对较好的转向稳定性，保证转向器具有相对较高的刚度。

图循环球式转向器循环球式转向器内有根蜗杆。

可以将转向器想象成两部分。

第部分是带有螺纹孔的螺母。

此螺母外围有切入的轮齿，这些轮齿与驱动转向摇臂的齿轮相结合。

方向盘连接在螺杆上，螺杆则插在螺母的孔内。

转动方向盘时，螺杆转动螺栓。

由于螺栓与螺母之间式相对固定的，因此在旋转时，它不会像普通螺栓那样钻入螺母内中，而是带动螺母移动，然后驱动转动车轮的齿轮。

螺栓并不是与金属块上的螺纹结合在起，所有螺纹中都填满了滚珠轴承，当齿轮转动时，这些滚珠将循环转动。

滚珠轴承有两个作用第，减少齿轮的摩擦和磨损第二，减少齿轮的溢出。

如果齿轮溢出，则会在转动方向盘时感觉到。

而如果转向器中没有滚珠，轮齿之间会暂时脱离，从而造成方向盘松动。

循环球式系统中的动力转向工作原理与齿条齿轮式系统类似。

其辅助动力也是通过向金属块侧注入高压液体来提供的。

汽车转向系统相对于汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件也都被称为保安件。

循环球式转向器般有两级传动副，第级是螺杆螺母传动副，第二级是齿条齿扇传动副。

为了降低转向螺杆转向螺母之间的摩擦力，二者之间的螺纹并不是直接接触的状态，在其中间装有多个钢球，以实现滚动摩擦代替滑动摩擦。

转向螺杆和螺母上都被加工出了断面轮廓为不同心圆弧组成的近似半圆的螺旋槽。

他们的螺旋槽能配合在起形成个近似为圆形断面的螺旋管状通道。

螺母侧面有两对通孔，可将钢球通过孔塞入螺旋形通道内。

转向螺母上安装有两根钢球导管，导管的两个端口分别插入螺母侧面的对通孔中。

导管内也装满钢球。

当螺杆转动时，通过钢球将力传递到转向螺母，螺母会沿着轴向移动。

同时，在螺杆及螺母与钢球间的摩擦力偶作用下，所有钢球便在螺旋管状通道内滚动。

在转向器运行时，两列钢球在各自的封闭流道内循环滚动，不会脱落出来。

转向传动机构转向传动机构的功用是将转向器输出的力和运动传到转向桥两侧的转向节，使两侧转向轮偏转，且使二转向轮偏转角按定关系变