齿轮齿条转向器方案论证

广西科技大学普通本科毕业设计方案论证课题名称汽车齿轮齿条式转向器的设计学院职业技术教育学院专业车辆工程班级车辆Z121学号201102204049姓名徐大大指导教师2016年03月28日一、调研资料准备情况教师实习期间2014年12月是各位学子实习的日子，我也不理外，14年12月3日由于学校的安排我被安排到广西百色田东职业技术学校进行教学实习，也是趁此机会我开始着手毕业设计的事情，到了实习学校之前我已经分别带了相关的资料，如专业课的《机械设计》，《汽车运用工程》以及《互换技术与测量》等等。在实习的日子空闲的时间是很多的，平时主要是和学生一起晨练，晚上管理学生，一个星期有几节比较简单实训课。在下午的时间和不上课的时间我都会拿着课本进行学习，对许多方面知识进行重新整理以及对自己感到模糊的地方进行独立学习，对课本的学习集中在理论的提高上，并没有真正的理解其内在的精华。于是利用田东职校丰富的教学资源设备变得非常合适，平时除了每个星期两次课的教学实习外，自己常常去到实验独立进行拆装学习，实习学校不乏有许多丰富经验的修车师傅，很荣幸的得到了他们许多方面的指导。在实习期间不仅局限在一种车型上，而且汽修教师还给我介绍其他类型车的转向器方面的知识，大胆的给我对陌生的车辆进行拆装，使我受益匪浅。自己理论的学习和教师们给实践的学习确实给我的知识增加不少，不过有些问题还是不太清楚，所以就通过网络下载了一些其他的视频进行补充学习。寒假期间和开学期间科大的寒假有40多天，如果能够利用好这段时间对于我来说，接下来的毕业设计将变得相对简单。寒假离校之前，自己就找了一份类似的毕业设计进行打印，然后顺带回家。拿别人的毕业设计并不是要进行复制和粘贴，而是想通过前人的制作过程汲取丰富的制作经验。在寒假期间我对整个毕业设计的的各方面进行了地毯式的搜索，发现里面也不乏有一些错误的地方，许多方面的来龙去脉并没有交代得特别清楚，于是自己都在相对于的地方做了明显的标记，以备自己会犯。看完此份问题出现得的确不少，所以又给自己多了一个要求，多看几份。时间一晃而过，此时已将近开学。带着许多的疑问，我回到了学校，开学不久学校就来了任务，需要进行大概一个月毕业的实习。实习的地点是可以自己选择的，所以趁着汽车试验室还有一部分毕业设计是制作类的同学正在按时的出入，自己也充分的抓住了机会，在实验室进行了大概三周的学习，同时为完成再看一篇毕业设计的任务，自己依然争分夺秒。在毕业实习期间，我除了对相关的机械进行拆装外，还对相关的零件的尺寸进行了大概的测量，确定了零件的主要参数，为后续的正式工作做了充足的准备。总结起来我的调研资料已经比较充分了。首先对理论基础知识进行了全方位的回归，然后对毕业设计总体思路通过往届的毕业设计的学习有了清晰的认识，最后理论联系实际，把职校的设备和大学的设备进行了大量拆装。综合来看我准备应算充足了。二、毕业设计选题的目的和意义。随着工业的蓬勃发展，汽车在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，人们的生活已经无法离开汽车，而今对于研究汽车的各种性能显得尤为重要本次研究以转向器为研究对象。众所周知，目前转向器按照动力转向可分为齿轮齿条式转向器，循环球式转向器，蜗杆滚轮式转向器，蜗杆指销式转向器等，主要以前四种为主，四种分别在各种汽车上得到了比较广泛的应用。通过查询资料，可以清楚的看到目前各种转向器在在不同的国家，不同的汽车类型上得到不同的运用。根据调查结果报告，目前在全世界范围内，动力转向器按所占比例大小排名，循环球式转向器约占45%，齿轮齿条式转向器约占40%，其他分别为比较少用的类型。日本，一个强大的汽车国家，在全球的汽车中可谓举足轻重，目前日本形成了一套比较完整的汽车转向器生产模式，循环球式转向器在日本的汽车转向器中占的比例最大，最典型的是公共汽车上的循环球式转向器已由60年代的62%发展到全部采用循环球式，而且大小货车中也大都采用此转向器。而对于齿轮齿条式转向器，主要集中在西欧小客车中，和一些微型车上。以目前全球销量领先，而又贴切大家的五菱汽车为例，目前上汽通用五菱的五菱宏光均采用齿轮齿条式转向器。展望中国大地，曾经的国贫民穷的日子已经一去不复返。1956年7月13日，在长春第一汽车制造厂崭新的总装线上，被毛主席命名为“解放”牌的第一辆汽车试制成功标志着我国开始进入独立的汽车生产水平，进入21世纪，一个个强健的汽车民营企业逐步发展开来。目前国内比较有实力的民营汽车企业有比亚迪，吉利，长城，吉奥，青年，万向，浙江中誉，永源飞碟，众泰等等，其中奇瑞，江淮，长安等主要是国家或者地方控股。比亚迪。在中国社会主义的计划经济的打环境下，国家对企业的政策支持无比重要，目前政府小排量汽车购置税减征政策对整体汽车市场的增长的拉动作用越来越明显，而小排量的汽车恰恰是民营企业的主要车型，因此在这方面增速较快。比亚迪入目前已经形成了S,F,M系列轿车品牌等，特别是在新能源汽车方面在国内的名气可谓响当当。比亚迪从模仿，学习，吸收到消化再到创新，依靠自身强大的实力和不屈不挠的精神在汽车行业里开启了一片属于自己的蓝天。从成立之初，比亚迪就分别成立了设计，研究以及技术部且有自己的专门研发中心。同时注意人才引进，许许多多的人才都是顶级的留学汽车专家，不仅如此还高薪聘请一些日本汽车专家，欧洲汽车顾问等等。当然比亚迪也重视汽车造型和安全的研究，并建立了汽车碰撞实验室，电磁干扰实验室，还有整车实验室等一整套的仿真分析体系，加快了自主汽车的更新换代时间，增强了市场竞争力。如F3从设计之初到下线用不到一年的时间，充分体现了比亚迪的技术及经济实力，而后又推出了自主开发的第一款硬顶敞篷车S8，首款高端中级车型G3正式上市等等。能源危机的到来给企业带来了新的挑战和新的机遇。地球上的石油，汽车动力的来源，却在极具的减少，而且不可再生，新的挑战，新的机遇，比亚迪瞄准汽车发展方向，率先的进行了新能源汽车的开发，实现了全球首款双模电动汽车，在全球汽车大格局下，还领先了国际厂商同类车的推出时间，成为中国首次领跑世界的汽车企业。比亚迪F3DM采用自主研发的铁电池，密度大，体积小，质量轻，电量足且安全稳定具有很好的优越性。吉利集团。吉利集团是国内最早进入汽车行业的民营企业，从最初的拆装汽车到模仿，到寻求国家支持，接着又与外资合作，经过激烈的市场洗礼，目前已经成为国内最大的民营汽车企业，旗下在全国各地已经建成了生产制造基地，如上海，成都，湘潭，兰州，宁波，临海等。现如今吉利在上海和临海均设立了研究院，负责汽车各方面的研发工作，形成了一条从研发到生产的整套路线。具备独立的整车，变速器，发动机，汽车电子设备的开发能力，每年都能推出几款比较适合消费者的车型。同时吉利汽车公司还特别注意汽车的安全性，注重汽车从研发到交付消费者里的安全监测，如噪声检测，汽车碰撞，燃油消耗等，为此，吉利在这些方面投入了大量的人力和物力。吉利不仅注意吸收国外的先进的技术，同时注重自己独立的开发的能力，而且独立研发并投产的Z自动变速器改变了我国没有独立研发自动变速器的格局。同样独立开发的EPS也开创了先河。吉利一路走来，努力的改变着我国汽车工业的历史，一直不断的向前开，在电子平衡技术，BMBS爆胎安全控制技术，新能源汽车等都有了重大的突破。新能源领域一直是块热土，吉利在此方面也取得了大的成绩，不仅有甲醇车，CNG双燃料车和混合车，而且还相继推出了油电混合动力性和纯动力性汽车。目前吉利集团对自己的品牌进行整合，成功的推出全球鹰，帝豪，上海英伦三大品牌，并在市场中占有较大的份额。中国的汽车行业不仅要大而且还要强！吉利集团以振兴国家汽车工业为己任，先后创办了北京吉利大学，浙江汽车技师学院，海南大学三亚学院等多个教学教研单位，实现人才的积累，培养，到上岗。毕业设计方案选型转向器在汽车转向行驶的过程中担当很重要的角色，他不仅使得汽车转向行驶时能使汽车稳定行驶，同时也能保持汽车整体的稳定性。我们可以清楚的知到机械式转向器可以分为齿轮齿条式转向器，蜗杆滚轮式转向器，循环球式转向器，蜗杆指销式转向器等等。以上四种为常见类型，在目前的汽车上得到广泛的运用，接下来将对各转向器逐一比较进行分析：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，其基本结构是一对相互齿和的小齿轮和齿条，转向轴带动小齿轮旋转时同时使齿条在左右方向做直线运动，使得汽车轮胎改变方向，最后汽车的方向得以改变。齿轮齿条式转向器一般由合金做成，常用金属为铝合金或镁合金做成，由于两合金质量较小，所以使得转向器整个质量也比较小，同时它结构紧凑，简单且传动效率高，可达90%，大大提高了汽车的安全性；在汽车不断的行驶中，特别在不平的路面上行驶时，小齿轮和齿条之间的间隙不断扩大，严重的威胁到了驾驶员和乘客的生命财产安全，因此压紧弹簧的出现成功的解决了这一问题，在齿条的背部，靠近主动小齿轮的的弹簧产生的压紧力使得小齿轮和齿条的间隙得以消除，而弹簧后端的调整螺塞又可以调节弹簧的压紧力，满足了驾驶员和汽车各方指标的要求。这不仅提高了转向系统的刚度，还可以防止转向系统工作时产生的噪声。从图中我们可以清楚的看到齿轮齿条式转向器没有摇臂和直拉杆，所以转向轮转向角可以增大，即在汽车的合适的转向范围内，汽车转向半径也会相应的减小。虽然齿轮齿条式转向器有诸多优点，但是优缺点也是相对的，当汽车在不平路面上行驶时，由于汽车逆效率高，会产生反冲，即发生转向轮与路面之间的冲击力的大部分传至方向盘上，使得驾驶员会有紧张焦虑现象，而无法控制好正确的方向，有时突然转向还会造成打手，严重危害到了驾驶员的安全。目前齿轮齿条式转向器在独立悬架的中级以下轿车和轻型、微型货车上得以广泛应用，如\o"本田"\t"/a/20101027/_blank"本田飞度轿车，上海\t"/a/20101027/_blank"桑塔纳轿车、天津\t"/a/20101027/_blank"夏利轿车及柳州五菱微型货车等均采用齿轮齿条式转向器。循环球式转向器循环球式转向器的组成部分主要是转向轴，蜗杆，球形螺母架，滚珠，以及扇形齿扇，而所谓的循环球即是指滚珠，滚珠被放置于螺母与螺杆之间的密闭空间内，使得螺母与螺杆的滑动摩擦转变为比较小的滚动摩擦的作用，当方向盘转动时，与方向盘连接的转向轴转动，在力的驱使下，密闭管路内形成一条低摩擦的轨道路线，同时使得球状螺母架沿着转向轴运动，而球状螺母架上的齿是与扇形齿轮相配合，力得以传递下去，实现转向。目前在全球的转向器当中，循环球式的所占比例居于统治地位，在许许多多的汽车上都得到了广泛地运用。循环球式转向器操纵轻便，磨损比较小，使用寿命长，但从图中我们都可以比较轻易的看出，循环球式转向器是有两级传动副组成的，而他的复杂程度可想而知，使得相应的制造成本也提高，同时传的精度也有所下降。蜗杆滚轮式转向器蜗杆滚轮式转向器目前已经不多见了，其主要的特点结果较简单，制造的难易程度也相应的降低，而且此转向器具有比较高的强度，所以在工作中磨损也较小，同时了也增强了他的使用寿命。但是他也有比较大的缺点，在转向器工作的表面磨损后齿和间隙的调整变得很困难；传动比由于是事先确定下来，故传动比也无法变化。蜗杆指销式转向器蜗杆指销式，转向器根据销子是否可以旋转又可分为固定销式蜗杆指销式转向器和旋销式转向器，而根据销子的数量差异又再分为单销与双销转向器。根据资料显示，蜗杆指销式转向器有以下优点：工作表面磨损后，间隙易于调整，传动比做成可变也可做成不可变。当然他的缺点也比较大，此转向器对于零件的加工精度要求和零件之间的配合都要求较高，结构比较复杂，尺寸和质量也大。此外，传动比的变化特性和传动间隙特性的变化受到很大的限制，所以综合来讲，应用较少。选择一款合适的转向器对于司机和乘客的舒适性和安全性具有特别的作用，因此需要我们对比各个转向器的优缺点，综合考虑安全和经济等方面的制约来进行选择。进入21世纪，汽车已经变得随处可见，人们的要求也变得高了起来，如何让这个沉重而又疾驰的家伙满足家庭的需要变得迫切。再加上真空胎的出现使得汽车的转向变得很沉重，即使是一个健壮的司机也很费力，于是降低转向操纵力就变得很迫切。综合以上各转向器优缺点，齿轮齿条式转向器是最优的选择。毕业设计主要内容和重点1.设计的主要内容(1).转向器设计方案的选择(2).齿轮，齿条的设计(3).齿轮轴的设计(4).轴承的选定(5).转向传动机构的设计(6).转向梯形(7).转向减振器2.设计重点(1).齿轮，齿条的设计(2).齿轮轴的设计(3).轴承的选定毕业设计工作进度计划1.设计路线做前，查找汽车相关技术资料，文献，并读懂，看懂，理解。确定各部件参做前，查找汽车相关技术资料，文献，并读懂，看懂，理解。确定各部件参数。传动机构的设计其他转向器的设计各个转向操纵机构的设计传动机构的设计其他转向器的设计各个转向操纵机构的设计完成各部件强度校核转向系整体的方案设计有针对性的进行特定的方案设计，并同时着手做毕业设计的主要内容。完成各部件强度校核转向系整体的方案设计有针对性的进行特定的方案设计，并同时着手做毕业设计的主要内容。 2.进度计划第1-3周：到修理厂和实验室进行实地查看，拆装，并测出各部件的参数，特别针对上汽通用五菱宏光，较详细的理解齿轮齿条式转向器工作原理，同时收集所需的资料；第4-5周完成毕业设计所需要的方案论证和翻译；第6-8周：对毕业设计的主干部分进行详细计算，并确定其参数，开始着手进行零件的绘图；第9-11周继续完成零件的图纸绘画；第10-13周检查毕业设计的所有资料，上交毕业设计正稿打印及电子版；第14周：完成答辩，总结。六、主要参考文献目录[1].张平.汽车转向器.[J].上海汽车股份有限公司.2009.4.[2].臧杰.阎岩主编.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2005.8.[3].毕大宁.略论我国汽车转向器发展之路.[J].山东省汽车研究设计院.1999.[4].徐灏主编，机械设计手册.北京：机械工业出版社，1995,12