载重汽车转向系统结构设计学校：湘潭大学学院：兴湘学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：张浩学号：2010963237指导老师：刘柏希老师摘要论文主要阐述了转向系统的设计。
汽车转向系统是汽车的重要组成部分，它直接影响汽车行驶的安全性，其质量严重影响汽车的操纵稳定性。
随着汽车工业的发展，汽车转向系统也在不断的得到改进，虽然电子转向系统已经开始使用，但是传统的机械转向系统依然起着主导作用。
转向系统由于其自身的特点被广泛运用于各类汽车之中。
本文重点设计了转向系统，并对转向系统零件强度、刚度进行了校核，同时还对转向系统计算载荷进行确定，同时对转向系统的其他主要零部件进行了结构设计，同样也对所设计的转向机构进行了分析和研究。
实现了转向系统结构简单紧凑，轴向尺寸短，且零件数目少的优点又能增加助力，从而实现了汽车转向的稳定性和灵敏性。
最后运用三维设计软件对所设计的结构进行了三维模型的建立，通过三维模型的设计与建立，更进一步的验证了所设计结构的合理性。
关键词：转向系统；转向系统；机械转向；转向；液压助力AbstractThis paple mainly tell about the design of circulation ball steering system. Redirector,an important component of the automobile,which is the key assembly decided the safety of the automobile. It seriously affected the quality of the vehicle handing and stability. Along with the development of the auto industry,automobile steering gear is continuously improved, although the electronic steering gear has began to use ,but the traditional mechanical steering gear is still p lays a leading role. Circulation ball type steering system has been widely used in various cars as of its characteristics.This paper designs the circulating ball type steering gear and steering parts strength and stiffness for the checking, but also to determine steering system computational load, at the same time to the other main parts of steering system structure design, also in the design of steering mechanism is analyzed and studied. Implements the redirector simple and compact structure, short axial dimensions, and the advantage of less parts number and can increase power, so as to realize the vehicle steering stability and sensitivity. Finally by using the 3 d design software to design 3 d model of structure, through the design and build 3 d model, further verify the rationality of the design structure.Key words: Steering gear; Steering system; Mechanical steering; Circulating ball type; The hydraulic power目录1 绪论 (1)1.1转向系统的使用背景 (1)1.2转向系统的研究意义 (1)1.3国内外研究现状 (2)1.4主要研究工作 (3)2 转向系统工作原理及其特点 (5)2.1转向系统概述 (5)2.2转向系统特点 (7)3 转向系统主要性能参数 (9)3.1转向系统的效率 (9)3.2传动比的变化特性 (11)3.3转向系统传动副的传动间隙△t (13)3.4转向系统计算载荷的确定 (13)4 转向系统的尺寸参数计算 (15)4.1主要尺寸参数的选择 (15)4.2变厚齿扇 (20)4.3转向系统零件强度计算 (25)4.4转向系统的润滑方转向和密封类型的选择 (27)5 转向传动机构设计 (28)5.1转向传动机构原理 (28)5.2转向梯形的布置 (29)5.3转向梯形机构尺寸的初步确定 (29)5.4梯形校核 (29)5.5转向传送机构的臂、杆与球销 (30)5.6转向横拉杆及其端部 (31)5.7杆件设计结果 (32)6 转向系统的其它部分 (33)6.1万向传动装置 (33)6.2传动轴与中间支承 (35)6.3动力转向机构设计 (35)6.4汽车转向系统的日常维护 (37)7 转向系统三维造型 (39)7.1 solidworks简介 (39)7.2转向系统的三维装配设计 (39)8 结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)毕业设计（论文）知识产权声明............................................ 错误！未定义书签。
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1 绪论本章主要介绍了本课题的研究背景、研究目的及其意义、国内外研究现状，简单描述了本文的研究现状，明确设计任务和要求。
1.1转向系统的使用背景当前，汽车工业成为中国经济发展的支柱产业之一，汽车企业对各系统部件的设计需求旺盛。
其中，转向系统是汽车的一个重要组成部分，它直接影响汽车的操控性和安全性。
汽车在行驶过程中，需按照驾驶员的意志经常改变其行驶方向，即所谓汽车转向[1]。
用来改变或保持汽车行驶方向的专设机构称为汽车转向系统，汽车转向系统的功用就是保证汽车能按驾驶员的意志而进行转向行驶，并在受到路面传来的偶然冲击及汽车意外地偏离行驶方向时，能与行驶系统配合共同保持汽车继续稳定行驶。
因此，转向系统的性能直接影响着汽车的操纵稳定性和安全性[1]。
随着现代汽车技术的迅速发展，汽车转向系统已从纯机械转向系统、液压助力转向系统（HPS）、电控液压助力转向系统（EHPS），发展到利用现代电子和控制技术的电动助力转向系统（EPS）及线控转向系统（SBW）[2]。
1.2转向系统的研究意义一百多年前，汽车刚刚诞生后不久，其转向操纵是仿照马车和自行车的转向方转向，用一个操纵杆和手柄来时前轮偏转实现转向的。
由于操纵费力且不可靠，一直常发生车毁人亡的事故。
在随后几十年内人们渐渐用转向盘和转向柱代替了操纵杆和手柄，之后涡轮蜗杆转向的减速装置被最早应用。
在二十世纪初，汽车已经是一个沉重而又高速疾驰的车辆，即使一个强壮的驾驶员要控制转向仍然是很劳累的事情。
于是降低转向操纵力的问题就变得比较迫切了。
从1903年开始，助力辅助转向机构不断出现，有一些采用真空助力，有一些采用压缩空气。
1923年美国底特律市的亨利·马尔斯为了减少涡轮副和滚轮的摩擦力在两者之间接触放入钢珠支承，这就是后来的转向系统了。
目前在美国和日本汽车上依然得到广泛应用。
1928年，弗朗西斯·戴维斯研制成功并首次应用了液压助力转向系统。
但直到二战时期才重新推广应用。
1954年凯迪拉克汽车公司首先把液压助力转向应用于汽车上。
随后汽车工业迅猛发展，1985年日本丰田公司采用计算机控制辅助转向，即为所谓电动助力转向系统。
1986年本田又研制出四轮转向汽车。
到今天，已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。
汽车转向系统也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。
转向系统和齿轮齿条转向系统，已成为当今世界汽车上主要的两种转向系统；而蜗轮蜗杆转向系统和蜗杆肖转向系统，正在逐步被淘汰或保留较小的地位。
相比齿轮齿条转向系统，转向系统由于更多依靠滚动摩擦，所以具有较高的传动效率，操纵起来比较轻便舒适，机械部件的磨损较小，使用寿命相对较长，在过去那个没有转向助力的年代，转向系统占据了统治地位。
可以说，汽车丧失了转向系统这个重要环节，那么汽车的安全性将得不到充分而且必要的保证，交通事故将会愈来愈多，所以研究汽车的转向系统十分必要，而且意义重大。
1.3国内外研究现状随着汽车车速的提高，驾驶员和乘客的安全非常重要，目前国内外在许多汽车上已普遍增设能量吸收装置，如防碰撞安全转向柱、安全带、安全气囊等，并逐步推广。
从人类工程学的角度考虑操纵的轻便性，已逐步采用可调整的转向管柱和动力转向系统。
随着国际经济形势的恶化，石油危机造成经济衰退，汽车生产愈来愈重视经济性，因此，要设计低成本、低油耗的汽车和低成本、合理化生产线，尽量实现大批量专业化生产[3]。
对零部件生产，特别是转向系统的生产，更表现突出。
随着汽车工业的迅速发展，转向装置的结构也有很大变化。
汽车转向系统的结构很多，从目前使用的普遍程度来看，主要的转向系统类型有4种：有蜗杆销转向(WP型)、蜗杆滚轮转向(WR型)、转向(BS型)、齿条齿轮转向(RP型)。
这四种转向系统型转向，已经被广泛使用在汽车上[4,5]。
据了解，在世界范围内，汽车转向系统占45％左右，齿条齿轮转向系统占40％左右，蜗杆滚轮转向系统占10％左右，其它型转向的转向系统占5％。
转向系统一直在稳步发展。
在西欧小客车中，齿条齿轮转向系统有很大的发展。
日本汽车转向系统的特点是转向系统占的比重越来越大，日本装备不同类型发动机的各类型汽车，采用不同类型转向系统，在公共汽车中使用的转向系统，已由60年代的62.5％，发展到现今的100％了。
大、小型载重汽车大都采用转向系统，但齿条齿轮转向系统也有所发展。
微型载重汽车用转向系统占65％，齿条齿轮转向占35％[6]。