（图纸+论文）汽车齿轮齿条式转向器设计（全套完整）

这种转向机构与循环球式等其它类型的转向机构比较，省略了转向摇臂和转向主拉杆，具有构件简单，传动效率高的优点。

而且它的逆传动效率也高，在车辆行驶时可以保证偏转车轮的自动回正，驾驶者的路感性强。

近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也越来越多地采用电子器件。

但目前电子转向系统由于自身成本等因素的制约，很难在价格低廉的家用轿车上得到普及，而且电子转向系统的安全可靠性相对较差，目前欧洲汽车法规中要求驾驶员与转向车轮之间必须有机械连接，电子转向系还不允许在欧洲上市。

年中国汽车销售.万辆，年中国汽车销售万辆，年预计增长.，达到万辆。

进行主观评价的效果并不理想。

这就要求从主观评价出发，考虑闭环综合性能指标，即将人车路看成个系统，建立合理可行的闭环性能评价体系，实现主观评价与客观评价的统。

另外，还要把四轮转向技术与其他主动安全技术如等相结合，获得更高的车辆主动安全性。

.设计的预期成果本次设计，我将取得如下成果设计说明书齿轮齿条式转向器各零件的结构齿轮齿条式转向器主要参数的选择与优化齿轮轴的设计计算调整弹簧的设计计算轴承的选择。

图纸有齿轮齿条式转向器转向齿轮转向齿条转向蜗杆箱齿条衬套套管转向拉杆万向传动节齿条支撑调整螺塞。

第章设计方案的选择.转向器类型的选择汽车转向系可按转向能源的不同分为机械式转向系和动力转向系两大类。

汽车转向器是用来保持或改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，还要保证各转向轮之间有协调的转角关系。

驾驶员通过操纵转向系统，使汽车保持直线或转弯运动状态，或者上述两种运动状态相互转换。

机械转向系的能量来源是人力，所有传力件都是机械的，由转向操纵机构转向器转向传动机构三大部分组成。

其中转向器是将操纵机构的旋转运动变为传动机构的直线运动的机构，是转向系的核心部件。

转向器按结构形式可分为多种类型。

历史上曾出现过许多种形式的转向器，目前较常用的有齿轮齿条式蜗杆曲柄指销式循环球齿条齿扇式循环球曲柄指销式蜗杆滚轮式等。

其中第二第四种分别是第第三种的变形形式，而蜗杆滚轮式则更少见。

如果按照助力形式，又可以分为机械式无助力，和动力式有助力两种，其中动力转向器又可以分为气压动力式液压动力式电动助力式电液助力式等种类齿轮齿条式转向器齿轮齿条式转向器是种最常见的转向器，其基本结构是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。

所以这是种最简单的转向器。

齿轮齿条式转向器可分为两端输出式和中间或单端输出式两种。

优点结构简单紧凑壳体由以及转向轮动力来源的不同，对四轮转向系统作如下的分类集中驱动四轮转向系统当用机械传动链将转向盘的转动量分别传递给前后轮转向机构，从而在前后转向轮偏转量与转向盘的转动量之间形成确定的机械联系时，即属集中驱动四轮转向系统。

其结构框图如图.所示，其中前后转向轮偏转的驱动动力来自于转向盘以及由液压系统等提供的辅助动力。

图.集中驱动四轮转向系统结构框图此类集中驱动转向系统可进步分为机械式和机电控制式两种，其差异主要在后轮偏转方向的操纵方式上。

机械式集中驱动四轮转向系统没有图.中的电子控制单元虚框，前后轮的偏转方向和偏转角大小均由转向盘操纵，并通过机械传动链获得确定的协调关系。

这种四轮转向系统结构简单，转向特性固定，与车速无关。

对于机电控制式集中驱动四轮转向系统，后轮偏转角大小由转向盘操纵，而后轮偏转方向则根据传感器获取的前轮偏转方向与角度以及车速信息由控制单元确定。

集中驱动四轮转向系统的制造成本较低，但当传动链零件磨损后不能精确保证前后轮转角大小关系。

分散驱动四轮转向系统图.分散驱动四轮转向系统结构框图在图.所示分散驱动四轮转向系统中，前轮转向动力由转向盘直接提供，前转向轮偏转方向及偏转量与转向盘转动量之间通过机械传动链形成确定关系后转向轮偏转的操纵由专门的液压系统或电动机提供动力，至于后轮偏转方向及偏转量则根据传感器获取的转向盘转动方向与转角信息以及车速等其他信息由控制单元综合确定。

分散驱动四轮转向系统的基本特征在于前后转向轮偏转的驱动动力是分开的，前后转向轮偏转方向和偏转角度之间不是靠机械传动链形成固定的联系，而是靠电子控制系统进行协调控制实现预设关系，因此后轮转向控制灵活方便，能够获得更加精确和复杂的转向特性。

.轮转向的研究方向对转向技术的研究主要表现在硬件技术和软件技术两个方面。

硬件技术的发展体现在如何采用新材料新工艺新结构等来更好地发挥出四轮转向的优势，更好地实现四轮转向系统所预定的目标研究和开发高灵敏度高精度低成本的传感器和控制系统，为系统的具体应用提供可靠成熟的技术条件。

目前，四轮转向技术研究的潮流主要表现在对控制理论等软件技术的研究上。

将最先进的控制理论与控制方法不断应用于控制器的开发中，同时将人的因素考虑到操纵控制中去，研究由驾驶员车辆和行驶环境所构成的闭环系统。

尽管目前科研人员从结构到控制原理上对四轮转向进行了大量的研究，但尚未取得突破性进展，四轮转向技术还没有真正地步入全面推广阶段。

其主要原因在于尽管四轮转向车的些开环指标有较大程度的改善，但是对其方向盘的机动车辆。

年苏格兰的查理士•鲁道夫第个把方向盘装到煤气发动机车辆上。

年，英国的弗雷德里克•斯特里克兰及汽车制造商德雷克将船用转向柱和方向盘技术应用到新式戴姆勒•弗顿敞篷车上。

年戴姆勒•帕利生制成转向柱与方向盘倾斜的第辆汽车。

进入世纪后，相关科技的进步带动了汽车设计技术与汽车工业的迅速发展，但对于转向传动系统的研究主要集中在转向器的型式和转向执行机构的尺寸优化设计等方面，而在两轮转向原理以及两轮偏转联动实现方式等方面并未有新的突破。

.前两轮转向技术的主流与非独立悬架配用的转向机构转向梯形后置，转向直拉杆纵置如图.所示，在前桥仅为转向桥时，由转向横拉杆和左右转向梯形臂组成的转向梯形般布置在前桥之后，以避免其在转向过程中与车轮发生干涉。

解放东风等汽车都是采用这种转向机构。

图.与非独立悬架配用的转向机构转向摇臂转向直拉杆转向节臂梯形臂转向横拉杆转向梯形前置，转向直拉杆纵置在发动机较低或转向桥兼驱动桥的情况下，为避免干涉，往往将转向梯形布置在前桥之前，如图.所示。

转向梯形前置，转向直拉杆横置如图.所示，若转向摇臂不是在汽车纵向平面内前后摆动，而是在与道路平行的平面内左右摆动如北京型汽车，则可将转向直拉杆横置，并借球头销直接带动转向横拉杆，从而使两侧梯形臂转动。

与独立悬架配用的转向机构图.为循环球式型转向器配用的转向机构，转向摇臂为主动件，绕固定铰点作往复摆动。

其中图.中两根转向横拉杆布置在车轴的后方，形成两段式结构，如红旗型轿车即采用了这种转向机构图.中两根转向横拉杆布置在车轴的前方，和转向直拉杆起构成三段式的前置梯形结构，丰田海艾斯轿车转向机构就采用这种布置形式。

图.与循环球式转向器配用的转向机构转向摇臂转向直拉杆左转向横拉杆右转向横拉杆左梯形臂右梯形臂摇杆悬架左摆臂悬架右摆臂图.与齿轮齿条式转向器配用的转向机构图.为齿轮齿条式型转向器配用的转向机构两种布置形式，其中图.中转向器位于前轴后方，前置梯形，应用实例为奥迪轿车图.转向器位于前轴前方，前置梯形，在型汽车中得到了应用。

汽车，齿轮，齿条，转向器，设计，毕业设计，全套，图纸绪论.选题的目的.转向器国内外研究现状.转向器发展趋势汽车转向技术的发展趋势汽车转向装置的设计趋势.转向器概述汽车转向基本要求及其关键技术两轮转向及其实现技术四轮转向及其实现技术.设计的预期成果第章设计方案的选择.转向器类型的选择.齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择.本章小结第章齿轮齿条式转向器的设计和计算.转向系计算载荷的确定计算汽车的原地转向阻力矩转向器角传动比的计算作用在转向盘上的手力的计算梯形臂长度的计算轮胎直径的计算转向横拉杆直径的计算.齿轮齿条式转向器的设计齿轮齿条式转向器的设计要求齿轮齿条转向器的主要部件.齿轮齿条式转向器的材料选择及强度校核.齿轮齿条的基本参数.本章小结第章齿轮轴的结构设计.齿轮齿条式转向器的受力分析与计算.齿轮轴的设计计算.齿轮轴的强度校核.本章小结第章转向器间隙调整弹簧的设计计算.选择材料.计算弹簧丝直径.计算弹簧圈数和弹簧的自由高度.稳定性验算.检查及.几何参数和结构尺寸的确定.弹簧工作图.本章小结第章轴承润滑方式和密封类型的选择.轴承的选择.润滑方式的确定.密封结构的确定.本章小结结论参考文献致谢第章绪论改革开放以来，我国汽车工业发展迅猛。

作为汽车关键部件之的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化系列化生产的局面。

有资料显示，国外有很多国家的转向器厂，都已发展成大规模生产的专业厂，年产超过百万台，垄断了转向器的生产，并且销售点遍布了全世界。

.选题的目的在现代汽车上，转向系统是必不可少的最基本的系统之，也是决定汽车主动安全性的关键总成，汽车的转向特性，保持汽车具备较好的操纵性能，始终是汽车检测技术当中的个重要课题。

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，汽车转向系的设计工作显得尤为重要。

.转向器国内外研究现状从世界第辆汽车问世至今，汽车工业已经经历了百年历程。

现代的汽车与发展初期相比，广泛地应用了各种高新技术，并且还在发生更深刻的变革。

转向系统作为汽车底盘中的独立分系统，在汽车技术发展的过程中也经历了深刻的变革。

转向技术的发展基本上经历了机械转向液压气压动力转向电子控制液压动力转向电动转向电子线控转向和主动转向几个阶段。

汽车转向系是保持或者改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶中，保证各转向轮之间有协调的转角关系。

保证汽车在行驶中能按驾驶员的操纵要求，适时地改变行驶方向，并能在受到路面干扰偏离行驶方向时，与行驶系配合，共同保持汽车稳定地直线行驶。

转向系对汽车行驶的操纵性稳定性和安全性都具有重要的意义。

改革开放以来，我国汽车工业发展迅猛。

作为汽车关键部件之的转向系统也得到了相应的发展，基本已形成了专业化系列化生产的局面。

有资料显示，国外有很多国家的转向器厂，都已发展成大规模的生产的专业厂，年产超够百万台，垄断了转向器的生产，并且销售点遍布了全世界。

从操纵轻便性稳定性及安全性行驶的角度，汽车制造广泛使用更先进的工艺方法，使用变速比转向器高刚性转向器。

“变速比和高刚性”是目前世界上生产的转向器结构的方向几十年来，各种汽车都使用循环球式转向器。

由于这种转向器是滚动摩擦形式，因而正传动效率很高，操作方便且使用寿命长，而且承载能力大，广泛应用于载货车上。

随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。

汽车转向动力的来源由以前的人力转变人力加液压助力。

液压助力系统是机械式转向系统的基本上增加了个液压系统而成。

由于工作可靠技术成熟至今仍被广泛应用。

从年代起轿车兴起了齿轮齿条转向器，这种转向机构由方向盘转向轴万向节转动轴转向器转向传动杆和转向轮等组成。

方向盘操纵转向器内的齿轮传动，齿轮与齿条紧密啮合，推动齿条左移动或右移动，带动转向轮摆动，从而改变轿车行驶的方向。

这种转向机构与循环球式等其它类型的转向机构比较，省略了转向摇臂和转向主拉杆，具有构件简单，传动效率高的优点。

而且它的逆传动效率也高，在车辆行驶时可以保证偏转车轮的自动回正，驾驶者的路感性强。

近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也越来越多地采用电子器件。

但目前电子转向系统由于自身成本等因素的制约，很难在价格低廉的家用轿车上得到普及，而且电子转向系统的安全可靠性相对较差，目前欧洲汽车法规中要求驾驶员与转向车轮之