循环球式转向器的设计[仿真视频]【全套CAD图纸和毕业答辩论文】

买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 目录 1 绪论 . 1 题背景 . 1 内外研究现状 . 3 究目的及意义 . 3 究内容和设计方法 . 3 2 转向器的设计 . 4 向 系统简介 . 4 械转向系 . 5 向操纵机构 . 6 向器 . 6 向传动机构 . 8 向系主要性能参数 . 8 向器的效率 . 8 动比的变化特性 . 10 要尺寸参数的选择 . 12 杆、钢球、螺母传动副设计 . 15 条、齿扇传动副设计 . 19 向器的计算和校核 . 21 环球式转向器零件的强度计算 . 21 向摇 臂轴直径的确定 . 24 3 结论 . 25 致谢 . 26 要 汽车是一种性能要求高，负荷变化大的运输工具。转向系统作为汽车的关键部件之一，更需要了解和掌握。转向器作为转向系统中最重要的组成部件，对它进行 深入的研究便显得意义重大。循环球式转向器主要由螺杆、螺母、钢球、转向器壳体等组成，具有较高的传动效率，操纵轻便，磨损较小，使用寿命长，近年来得到广泛使用。根据现用的国家标准并依据轻型汽车的循环球转向器数据，按照汽车设计的原则设计一款循环球转向器，完成三维图形和零件平面图的绘制，使其能够满足现代轿车的国家标准要求。 关键词 : 循环球 ;转向器 ;设计 ;分析 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 is a is of to be As of to be It as so as to be in to a is by of so as to 文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 最新最全机械毕业资料 答辩优秀 文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 1 绪论 题背景 转向器 还被称为 转向机、方向机，它是转向系中最重要的部件 之一 。转向器的作用是：增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。 转向器按结 分类 可分为 很多种 。 但是现阶段 较常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球 环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等 。如果按照助力 方式分类的话 ，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。 （ 1） 齿轮齿条式转向器 齿轮齿条式转向器是一种最常见的转向器 类型 。基本 运行配合 是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴 转动 带动小齿轮旋转，齿条做直线运动。 当 靠齿条来直接带动横拉杆 时 ，就可 以 使 得 转向轮转向。所以，这是一种最简单的转向器 类型 。它 的 优点 主要有 结构简单，成本低，转向灵敏，体积小，直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。 （ 2） 蜗杆曲柄销 式转向器 蜗杆曲柄销式转向器 ，它 是以蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆 上有 梯形螺纹，锥形指销用轴承 支撑 在曲柄上，曲柄与转向摇臂轴 连成一体 。转向时，通过转向盘转动蜗杆 ， 嵌于蜗杆螺旋槽中的锥形指销一边自转，一边绕转向摇臂轴做圆弧运动，带动转向垂臂和曲柄摆动 运动 ， 然后 再通过转向传动机构使转向轮 转向 。这种转向器通常 应 用于转向力较大的载货汽车上。 （ 3） 循环球式转向器 这种转向 器 是 用 齿轮机构 把从 转向盘 来 的旋转力减速，使转向盘旋转运动变转 为 涡轮蜗杆 的旋转运动，滚珠螺杆和螺母夹着钢球， 使得 滚珠螺杆的旋转运 动转变为 直线运动，螺母与扇形齿轮啮合，直线运动 重新转 变为旋转运动，使连杆臂摇动。循环球式转向器的原理 是应 用了螺母与螺栓在旋转过程中产生的相对移 2 动，而在螺纹与螺纹之间夹入了钢球 ，可 以减小阻力，所有 的 钢球 都 在一个首尾相连的封闭的螺旋曲线 导管 内循环滚动，循环球式故而得名。 （ 4） 齿轮齿条液压助力转向器 齿轮齿条液压助力转向器 的名字 是相对齿轮齿条机械转向器而言的，主要是在 齿轮齿条机械转向器 的基础上 增加了转向油泵、油壶、油管、阀等部件， 目的是 改善驾驶员手感，增加转向助力。 进入 90 年代以来，汽车已经融入我们的 生活，我国的经济实力不断增强，人民生活水平大幅度提高，同时也反映出民族汽车工业的巨大进步。 作为汽车最关键部件转向机构得到了相应的发展，基本已形成了专业系列生产的局面。有资料显示，国外有许多的国家的转向器厂家，都已经形成了大规模生产模式，单年产超过百万台，垄断转向器的生产，并且销售向全世界各地。汽车转向器从结构类型分类可以分成很多种，从现在转向器使用的普遍程度来看，主要的转向器类型有四种：有蜗杆销式转向器、蜗杆滚轮式转向器、循环球式转向器、齿轮齿条式型转向器。这四种转向器类型，已经被广泛使用在汽车上 1 。 循环球式转向器和齿轮齿条式转向器，已经成为世界汽车上最普遍使用的两种转向器；而蜗轮 在逐渐被淘汰。在小客车转向器的发展上，观点各异，美国主要发展循环球式转向器，比率将近 90%以上；而西欧主要发展齿轮齿条式转向器，比率超过 50%，而法国已经高达 95%。 在全世界范围内，汽车循环球式转向器占 45%左右；齿条齿轮式转向器在 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%左右。所以说循环球式转向器有很大的发展空间。日本汽车转向 器的特点是循环球式转向器占的比重变得越来越大，日本不同类型汽车不同型号发动机上，分别采用了不同类型转向器，在公共汽车中使用循环球式转向器已发展到 100%了。大型货车小型货车中，也大都采用了循环球式转向器；但齿条齿轮式转向器有所发展；微型货车用循环球式转向器占 65%，齿条齿轮式占 35%。 由于循环球式转向器发展的优势所在，在中、小型号的车辆上都有非常好的发展空间。由此我们可以很轻易看出循环球式转向器设计具有非常重要的意义，其应用前景也会变得越来越好。 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 内外研究现状 循环球式转向器是汽车上一种常用 的转向器 ， 主要由螺杆、螺母、钢球、转向器壳体等组成 2 。因螺母与螺杆之间没有滑动摩擦 ， 只有钢球与螺杆及螺母之间的滚动摩擦 ， 所以循环球式转向器具有较高的传动效率 ，由于有结构复杂，成本高，逐渐的被齿轮齿条式取代。但随着动力转向的应用以及道路行驶条件的改善， “打手 ”的现象明显减少 ， 正向传动效率很高 （ 最高可达 90 95%） ，操纵轻便，使用寿命长 ，各种优势逐渐得到体现，因此目前再次得到广泛使用。 汽车车速的快速提高，需要汽车在高速行驶时有非常好的转向稳定性，转向器必须具有相对 有较高的刚度要求。循环球式转向器通过大量钢球的滚动接触来传递转向力，具有较大的强度和较好的耐磨性。循环球式转向器的间隙可以调整，齿条齿扇副磨损后可以重新调整间隙，使之具有合适的转向器传动间隙，从而提高转向器寿命，因此适用范围越来越广。我国的转向器也在向以循环球式转向器为主的方向发展。 究目的及意义 本次毕业设计主要是针对汽车循环球式转向器，根据一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设计一款循环球式转向器，确定其相关参数，使设计出的转向器符合使用要求。 本文通过对一款 循环球式转向器的设计，使其能够满足轻型轿车的需要，并为其今后拓展应用领域奠定理论设计基础。 究内容和设计方法 研究内容： 4 （ 1） 调研收集课题相关资料。结合毕业设计课题进行必要的文献检索，查阅、收集、整理、归纳技术文献和科技情报资料； （ 2） 深入学习并掌握汽车设计、汽车构造等专业知识；了解循环球转向器设计的指导思想和设计原则； （ 3） 掌握汽车设计的方法和步骤，参考有关资料、手册和标准，对各总成部件进行选型、计算、校核等； （ 4） 计算循环球式转向器的主要参数，并对其重要部件进行强度校核，确定相关参数、材料以及装配要求。绘制循环球式转向器的三维模型，按照标准和生产工艺要求，绘制汽车转向器总装配图和主要零件图。 设计方法：根据设计中已知参数并结合理论知识，分析并计算得到循环球式转向器的基本结构参数，然后利用相关经验公式对转向器的重要部件进行强度校核，校核的结果不符合国家相关要求则需要重新计算，当结果满足要求的时候，可确定其相关几何尺寸并完成图纸的绘制，结束本论文的设计工作。 2 转向器的设计 向系统简介 转向系统是用来保持或者改变汽车行驶方向的机构，保证各转向轮之间有协调的 转角关系。 按照 中华人民共和国国家标准 汽车设计可知，其转向器的设计要求如下 3： （ 1） 方向盘必须左置。 （ 2） 不得单独以后轮 作 为转向车轮。 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 （ 3） 不得装用全动力转向机构。 （ 4） 转向时转向车轮的偏转必须是渐进的。 （ 5） 转向系统必须有足够的刚度且坚固耐用，以确保行驶安全。 （ 6） 转向系统必须保证驾驶员在正常驾驶操作位置上能方便、准确地操作，转向系统在任何操作位置上不得与其他零部件有干涉现象。 （ 7） 汽车转向车轮应有自动回正能力，以保持汽车稳定的直线行驶。 （ 8） 后轮也做转向车轮的汽车，具有二根和二根以上转向车轴的全挂车和具有一根和一根以上转向车轴的半挂车，以 80h（ 设计车速计）的车速行驶时，驾驶员必须能在不做异常转向修正的条件，保持汽车直线行驶。 （ 9） 以 10h 车速、 24m 转弯直径前行转弯时，不带助力时转向力应小于 245N，带助力转向但助力转向失效时，其转向力应小于 588N，机动动作时间正常情况下不得大于 4s，带助力转向但助力失效时不得大于 65。左右两个方向都要试验。 （ 10） 当汽车前行向左或向右转弯时，转向盘向左向右的回转角和转向力不得有显著差异 。 （ 11） 转向系统中的液压、气压或电气部件部分或全部失效后，转向系统必须有控制汽车行驶方向的能力。 （ 12） 当助力转向装置本身无独立的辅助动力源时，必须设有蓄能器。如使用压缩空气，贮气筒上必须设有单向阀。 （ 13） 转向系统所有零部件的设计、结构和安装，必须保证驾驶员正常操作时不 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。 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一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 1、 2 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 6 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。 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 4，它的作用是将驾驶员转动转向盘的操纵力传给转向器 。 向器 转向 器是完成由旋转运动 转变为 直线运动的一组齿轮机构，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 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，有一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一些， 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一。 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。 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 图 2环球式转向器 循环球式转向器内有一根蜗杆。可以将转向器想象成两部分。第一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一起，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：第一，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一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。循环球式转向器一般有两级传动副，第一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 在一起 形成 8 一个 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一对通孔中。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 。 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一定关系变化，以保证汽车转向时车轮与地面的相对滑动尽可能小 。 向系主要性能参数 向器的效率 功率 1P 自转向轴输入，经由转向摇臂轴输出求得的效率称之为正效率，用符号 表示， 121 /)( ；反 之则称为逆效率，用符号 表示， 323 /)( 。2P 为转向器摩擦功率； 3P 为转向摇臂轴功率。转向时驾驶员转动转向盘时轻便稳定，则要求正效率高，汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置的过程中，又要有一定的逆效率。减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳程度，车轮与路面之间的作用力传回到转向盘上时要尽可能的小，这要求逆效率必须尽可能的低。 (1) 转向器类型、转向器结构特点与转向效率 滚针轴承和球轴承等三种结构之一。滚针轴承除滚轮与滚针之间有摩擦损失买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 外，滚轮侧翼与垫片之间还存在着一定的滑动摩擦损失，因此这种转向器的效率 不高，另外两种结构在前面说的四种转向器中，齿轮齿条式、循环球式转向器的正效率都相对比较高，而蜗杆指销式转向器的正效率要低的多。同一类型的转向器，因结构不同也会使得效率不一样。如蜗杆滚轮式转向器的滚轮与支持轴之间使用的轴承可以选用滚针轴承、圆锥滚子轴的转向器效率，根据试验结果分别为70%和 75%。 (2) 转向器的结构参数和效率 如果忽略轴承和其它地方的摩擦损失，只考虑啮合副的摩擦损失，对于蜗杆和螺杆类转向器，其效率可用下式计算 ) （ 2 式中， 0 为螺杆的螺线导程角： 为摩擦角， ； f 为摩擦因数。取 0 为 7； f 取 1 4 rc ta n f ； %a n ( 7t a n)t a n ( t a 根据逆效率的大小，转向器又分为可逆式、极限可逆式和不可逆式。路面反作用在车轮上的力，经过转向系会大部分的被传递回转向盘，这种逆效率相对较高的转向器属于可逆式的。它能保证转向后，转向轮和转向盘可以自动回正。这不仅减轻了驾驶员的疲劳，也提高了行驶安全性。但是，在不平的路面上行进 时，车轮受到的冲击力大部分传至转向盘，引起驾驶员“打手”，使驾驶员精神紧张；如果长时间在不平的路面上行进，会使驾驶员疲劳，影响安全驾驶。 不可逆式转向器，是指车轮受到的冲击力不能传到转向盘的转向器。冲击力由转向传动机构的零件承受，因此会使得零件特别容易损坏。同时，它不能保证车轮自动回正，驾驶员对路面感觉非常低，因此，现代汽车已经不使用这种类型的转向器了。 极限可逆式转向器的情况则介于上述两者之间。在车轮受到冲击力作用时，反力只有相对较小一部分的力传回转向盘。它的逆效率相对比较低，而在不平路面上行驶时，驾驶员 并不十分紧张，同时，零件受到的冲击力也没有不可逆式转向器的大。 10 如果只考虑到啮合副的摩擦损失，则可用以下公式做出计算 00 （ 2 %a n )a n (t a n )t a n (00 式（ 2（ 2明：导程角 0 增大时，正效率逆效率都增大。受 增大的影响， 0 不应取得太。而当导程角小于或等于摩擦角时，逆效率小于等于零，此时则表明该转向器属于不可逆式转向器。 动比的变化特性 (1) 转向系传动比 转向系的传动比包括转向系的角传动比 0i 、力传动比 轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力 作用在转向盘上的手力 比，称为力传动比，即 2 （ 2 转向盘角速度 w 与转向节偏转角速度 k 之比，为转向系角传动比 0i 。 /0 （ 2 式中的 d 为转向盘转角增量； 为转向节转角增量； 时间增量。转向系角传动比又由角传动比 i 和转向传动机构角传动比 i 所组成， 0 。 转向盘角速度 w 比摇臂轴角速度 p ，称为转向器角传动比 i 。 /（ 2 式中的 为摇臂轴转角增量。此定义适应于除齿轮齿条式之外的转向器。 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 摇臂轴角速度 p 与同侧转向节偏转角速度 k 之比，称为转向机构的角传动比i ，即 /（ 2 (2) 力传动比与转向系角传动比的关系 轮胎与地面之间的阻力 作用在转向节上的转向阻力矩 间有如下关系 （ 2 式中， a 为主销偏移距，指从转向节主销轴线的延长线与支撑平面的交 点至车轮中心平面与支承平面交线间的距离。 作用在方向盘上的手力 用下式表示 （ 2 式中的 作用在转向盘上的力矩； 转向盘直径。 将式（ 2（ 2入 2 后得到 h （ 2 分析式（ 2知，当主销偏移距 a 小时，力传动比 取的相对大一些才能保证转向轻便灵活。通常 a 值在 轮胎的胎面宽度尺寸范围内选取。本次设计用原有车型的数据。 忽略摩擦损失， M /2 可用下式表示出 02 （ 2 将式（ 2入（ 2得到 0 （ 2 12 当 a 和 变时，力传动比 大， 0i 也越大，虽然转向变得轻便了，但表明转向不灵敏。 (3) 转向系的角传动比 0i 计算转向传动机构角传动比 时，除用 kP / 表示以外，还可以用转向节臂臂长 2L 与摇臂长 1L 之比表示，即 12 / 。现代汽车结构中， 2L 与1L 的比值大约在 间，可近似认为比值为 1， 0 。因此，如果要研究转向系的传动比特性，只需要研究转向器的 角传动比 i 和 i 的变化规律。 (4) 角传动比 i 及其 i 的变化规律 式（ 2明：如果增大角传动比，可以增加力传动比。由 2 可知，定时，增大 可以减少作用在方向盘上的手力 要尺寸参数的选择 由设计要求汽车前轴载荷为 6根据表（ 2择齿扇模数为 4。在确定齿扇模数后，转向器其他参数根据表（ 2表（ 2行选取。 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 表 2环球转向器的主要参数 参数 数值 齿扇模数 /臂轴直径 /2 26 30 32 32 38 42 钢球中心距 /0 23 25 28 30 35 40 螺杆外径 /0 23 25 28 29 34 38 钢球直径 /距 /作圈数 流行数 2 齿扇齿数 5 5 齿扇整圆齿数 12 13 13 14 15 齿扇压力角 22 30 27 30 切削角 6 30 6 30 7 30 齿扇宽 /2 25 25 27 25 28 30 284 38 35 38 14 表 2类汽车循环球转向器的齿扇齿模数 齿扇齿模数 m O O 车 发动机排量00 1000 1800 1600 2000 2000 2000 前轴负荷 /N 3500 3800 4700 7350 7000 9000 8300 11000 10000 11000 货车和大客车 前轴负荷 N 3000 5000 4500 7500 5500 18500 7000 19500 9000 24000 17000 37000 23000 44000 最大装载 50 1000 2500 2700 3500 6000 8000 表 2环球式转向器的部分参数 模数 m 螺杆外径 螺纹升程 螺母长度 钢球直径 齿扇压力角 齿扇切削角 摇臂轴外径 0 165 ) 40 327 ) 22 30 6 30 7 30 22 3 3211 ) 45 327 ) 22 30 6 30 7 30 26 5 83 ) 48 41 ) 22 30 6 30 7 30 29 9 3213 ) 62 329 ) 22 30 6 30 7 30 35 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 4 3213 ) 72 329 ) 22 30 6 30 7 30 38 8 3213 ) 82 329 ) 22 30 6 30 7 30 42 根据所选择的齿扇模数，根据表（ 2表（ 2取对应的参数为： 钢球直径： 螺距： 工作圈数： 杆外径： 23 环流行数： 2 螺母长度： 45扇齿数： 齿扇压力角： 22 30 切削角： 6 30 齿扇宽： 265 螺杆、钢球、螺母传动副设计 （ 1） 钢球中心距 D 螺杆外径 1D 螺母内径 2D 尺寸 D 、 1D 、 2D 如图（ 2示 7 图 2杆 钢球 螺母传动副 选取 值的规律是随着扇齿模数的增大，钢球中心距 也相应增加，设计时先参考同类型汽车的参数进行初选，经强度验算后，再进行修正。 螺杆外径 常在 20 38围内变化，设计时应根据转向轴负荷的不同来选定，螺母内径 应大于 ，一般要求 根据 （表 2 16 得 D=23， =23 2据外形及参考数据绘制螺母的零件主视图 图 2据外形及参考数据绘制螺母的零件左视图 （ 2） 钢球直径 d 及数量 n 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 钢球直径应符合国家标准，一般常在 6 9围内，根据（表 2取d= 每个环路中的钢 球数可用下式计算： （ 2 式中， D 为钢球中心距； W 为一个环路中的钢球工作圈数； n 为不包括环流导管中的钢球数； 为螺线导程角，常取 =5 8，则 ；代入数值解得 n= 图 2量转向螺杆的数据后绘制螺杆的零件图 （ 3） 滚道截面 当螺杆和螺母各由两条圆弧组成，形成四段圆弧滚道截面时，见图 2球和滚道又四点接触，传动时轴向间隙最小，可满足转向盘自由行程小的要求。 图中滚道与钢球之间的间隙，除用来贮存润滑油之外，还能贮存磨损杂质。为了减小摩擦，螺杆和螺母沟槽的半径 2R 应大于钢球半径 2/d ，一般取 。在此我们取滚道半径为 合相应的要求。 18 图 2段圆弧滚道截面 （ 4） 接触角 钢球与螺杆滚道接触点的正压力方向与螺杆滚道法面轴线间的夹角称为接触角 。 角多取为 45，以使轴向力与径向力分配均匀。 （ 5） 螺距 P 和螺旋线导程角 0 转向盘转动 角，对应螺母移动的距离 s 为 2 (2式中， P 为螺纹螺距。螺距 P 一般在 8 11选取。查表（ 2： P 程角 0 = 5 8取 70 。与此同时，齿扇节圆转过的弧长等于 s ，相应摇臂轴转过 p ，其间关系可表示如下： rs p （ 2 式中， r 为齿扇节圆半径。由式（ 2式（ 2 2 ，将 对 p求导得循环球式转向器角传动比 i 为 2 (2又 2/r 根据表 2 13z ； 242/1242/r mz 文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 由式 (2知，螺距 P 影响转向器角传动比的值，在螺距不变的条件下，钢球直径 d 越大，图中的尺寸 b 越小，要求 合要求。 （ 6） 工作钢球圈数 W 多数情况下，转向器用两个环路，而每个环路的工作钢球圈数 W 又与接触强度有关：增加工作钢球圈数时，会使参加工作的钢球增多，就能降低接触应力，提高了承载能力；但钢球受力不均匀、螺杆增长而使刚度降低。 2 圈两种。一个环路的工作钢球圈数的选取见（表 2取 W= 螺杆钢球螺母传动副与通常的螺杆螺母传动副的区别在于前者是经过滚动的钢球将力由螺杆传至螺母，变滑动摩擦为滚动摩擦。螺杆和螺母上的相互对应的螺旋槽构成钢球的螺旋滚道。转向时转向盘经转向轴转动螺杆，使钢球沿螺母上的滚道循环地滚动。为了形成螺母上的循环轨道，在螺母上与其齿条相反的一侧表面 (通常为上表面 )需钻孔与螺母的螺旋滚道打通以形成一个环路滚道的两个导孔，并分别插入钢球导管的两端导管。钢球导管是由钢板冲压成具有半圆截面的滚道，然后对接成导管 ，并经氰化处理使之耐磨。插入螺母螺旋滚道两个导孔的钢球的两个导管的中心线应与螺母螺旋滚道的中心线相切。螺杆与螺母的螺旋滚道为单头 (单螺旋线 )的，且具有不变的螺距。转向盘与转向器左置时转向螺杆为左旋，右置时为右旋。钢球直径 d 约为 6 9球直径尺寸差应不超过 。显然，大直径的钢球其承载能力亦大，但也使转向器的尺寸增大。钢球的数量 n 也影响承载能力，增多钢球使承载能力增大，但也使 钢球的流动性变差，从而需要降低传动效率。经验表明在每个环路中 n 以不大于 60 为好。 条、齿扇传动副设计 齿扇通常有 5 个齿，它与摇臂轴为一体。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 20 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 1O 转动，如图 2示， 1O 相对于摇臂轴的中心 O 有距离为 n 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 s 也逐渐加大，s 可表达为 c ost a a 222 （ 2 式中 r 径向间隙； 啮合角； 齿扇的分度圆半径； 摇臂轴的转角。 图 2获得变化的齿侧间隙齿扇的加工原理和计算简图 买文档就送 纸全套 Q 号交流 414951605 图 2于选择偏心 n 的线图 当 ， 定 后，根据上式可绘制如图 2示的线图，用于选择适当的 n 值，以便使齿条、齿扇传动副两端齿啮合时，齿侧间隙 s 能够适应消除中间齿最大磨