目录一、设计方案选择 (5)二、设计计算过程 (5)1、转向轮侧偏角计算 (5)2、转向器参数选取 (6)3、选择齿轮齿条材料 (7)4、强度校核 (7)5、齿轮齿条的基本参数 (8)三、齿轮轴的结构设计 (8)四、轴承的选择 (8)五、转向器的润滑方式和密封类型的选择 (8)六、参考资料 (9)七、设计总结 (10)汽车设计课程设计说明书一、设计方案选择：1、转向器类型的选择：机械式转向器主要有齿轮齿条式、循环球式、蜗杆滚轮式、蜗杆指销式等，其中广泛应用的是齿轮齿条式和循环球式。

齿轮齿条式转向器○1优点：结构简单、紧凑；壳体由铝合金或镁合金压铸而成，故质量比较小；传动效率高达90%；齿轮齿条之间因磨损出现间隙后，可利用装在齿条背部、靠近小齿轮的压紧力可以调节的弹簧自动消除齿间间隙，在提高系统刚度的同时也可防止工作时产生冲击和噪声；转向器占用体积小；没有转向摇臂和横拉杆，可以增大转向轮转角；制造成本低。

缺点：逆效率高，汽车在不平路面行使时会出现汽车方向控制难度增加还有可能出现打手现象。

循环球式转向器○2优点：在螺杆和螺母之间有可以循环流动的钢球，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，传动效率可达75%-85%；转向器传动比可以变化；工作平稳可靠；齿条齿扇间间隙调整工作容易进行；适合做整体式动力转向器。

缺点：逆效率高，结构复杂，制造困难，制造精度要求高。

通过对齿轮齿条式转向器和循环球式转向器的对比，选择采用齿轮齿条式转向器。

2、齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择：考滤到原车采用的是循环球式转向器，故采用如图所示的布置形式。

同时考虑到原车是发动机前置后驱故采用如图所示的侧面输入两端输出的结构形式。

二、设计计算过程1、转向轮侧偏角计算2750sin 0.398556900L R α=== 23.4876α=︒ 2750tan 0.56257cos 6900cos 1440L R B βαα===⨯-⨯- 29.3607β=︒通过作图计算可得转向齿条左右移动的最大距离为180mm 。

2、转向器参数选取齿轮齿条转向器的齿轮多采用斜齿轮，齿轮模数在2~3mm 之间，主动小齿轮齿数在5~7之间，压力角取20α=︒，螺旋角在9~15︒︒之间。

故取小齿轮16z =，2.5n m =，10β=︒右旋，压力角20α=︒，精度等级8级。

○4 转向节原地转向阻力矩：331330.7(8779.8)3429.197330.2R G f M N mm P ⨯===•○3 方向盘转动圈数：1180cos 2.5cos 29.3607 3.8816n L m n Z πβπ︒===角传动比：360 3.88136026.4372()(23.487629.3607)W w K n i ωωαβ⨯⨯︒====+︒+︒○5 方向盘上的手力：222003429.197144.123440026.43720.9R h SW LM F N D i ωη+⨯⨯===⨯⨯○6 2144.123440028824.67822h h SW h h SW M F D F M N mm D ⨯=⇒===•○7 力传动比：3429.197400109.517428824.67850R SW p h M D k i M a ⨯⨯===⨯○8 取齿宽系数 1.2d ϕ=，11 2.5615.2314cos cos10n m z d mm β⨯===︒ 齿条宽度21 1.215.231418.278d b d mm ϕ==⨯=圆整取220b mm =，则取齿轮齿宽121030b b mm =+=3、选择齿轮齿条材料小齿轮：40Cr C-N 共渗淬火、回火 43—53HRC ○9齿条： 45 调质处理 229—286HBS ○10 4、强度校核（1）、校核齿轮接触疲劳强度 选取参数，按ME 级质量要求取值lim11500H MPa σ=○11 ，lim2650H MPa σ=○12；lim1 1.5H S =，lim2 1.3H S =○13，121N N Z Z ==○14 lim2lim1H H σσ<故以lim 2H σ计算Hp σ lim22lim265015001.3H N HP H Z MPa S σσ⨯===○15 查得： 1.35A K = ○16， 1.05V K =○17 ， 1.1K α=○18， 1.1K β=○19；1.7152A V K K K K K αβ==2.46H Z =○20，189.8E Z =○21，0.92Z ε=○22 ， 10=β则0.99Z β==○23，12.5k =483.44H H E Hp Z Z Z Z MPa εβσσ==<○24 齿轮接触疲劳强度合格 （2）、校核齿轮弯曲疲劳强度选取参数，按ME 级质量要求取值lim1500F MPa σ=○25；lim2280F MPa σ=○26 ；lim1 2.2F S =；lim2 1.5F S = ○27；121N N Y Y ==○28； 2.0ST Y =○29lim2lim1F F σσ<故以lim 2F σ计算Fp σlim 22lim 228021373.331.5F STFp N F Y Y MPa S σσ⨯==⨯=○30 据齿数查表有： 3.69Fa Y =； 1.41sa Y =○31； 0.7Y ε=○32；0.9Y β=○33。

则 11112283.723F Fa sa Fp nKT Y Y Y Y MPa bd m εβσσ==<○34 齿轮弯曲疲劳强度合格5、齿轮齿条的基本参数如下表所示:○35齿根高 f h*()f an n n n h h x c m *=+-0.625 3.125 齿顶圆直径 a d a a h d d 2+= 25.2314 — 齿根圆直径 f df f h d d 2-=13.9814 — 齿轮中圆直径 m d 2m n n d d x m =+20.2314—螺旋角 β —10° 齿宽b1d b d ψ= 3020三、齿轮轴的结构设计四、轴承的选择轴承1 深沟球轴承6004 (GB/T276-1994) ○36 轴承2 滚针轴承 NA4901 (GB/T5801-1994) ○37五、转向器的润滑方式和密封类型的选择转向器的润滑方式：人工定期润滑润滑脂：石墨钙基润滑脂（ZBE36002-88）中的ZG-S 润滑脂。

○38 密封类型的选择密封件： 旋转轴唇形密封圈 FB 16 30 GB 13871—1992○39 六、参考资料○1编号ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主编 机械工业出版社2007年6月第4版，P220。

○2编号ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主编 机械工业出版社2007年6月第4版，P221。

○3编号ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主编 机械工业出版社2007年6月第4版，P233。

○4编号ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主编机械工业出版社2007年6月第4版，P233。

○5编号ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主编机械工业出版社2007年6月第4版，P229。

○6编号ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主编机械工业出版社2007年6月第4版，P233。

○7编号ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主编机械工业出版社2007年6月第4版，P229。

○8编号ISBN 978-7-111-07613-1 汽车设计/王望予主编机械工业出版社2007年6月第4版，P229。

○9编号ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本-机械传动/成大先主编化学工业出版社2004年1月第1版，P13-142，表13-1-132。

○10编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉理工大学出版社2004年6月第2次印刷，P132,表6.1。

○11编号ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本-机械传动/成大先主编化学工业出版社2004年1月第1版，P13-106，图13-1-24（a）。

○12编号ISBN 7-5025-4958-7 机械设计手册-单行本-机械传动/成大先主编化学工业出版社2004年1月第1版，P13-106，图13-1-23（a）。

○13编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉理工大学出版社2004年6月第2次印刷，P140,表6.5。

○14编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉理工大学出版社2004年6月第2次印刷，P139,图6.16。

○15编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉理工大学出版社2004年6月第2次印刷，P137。

○16编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉理工大学出版社2004年6月第2次印刷，P133,表6.2。

○17编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉理工大学出版社2004年6月第2次印刷，P133。

○18编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉理工大学出版社2004年6月第2次印刷，P134。

○19编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉理工大学出版社2004年6月第2次印刷，P134。

○20编号ISBN 7-5629-1725-6/TH.46 机械设计/杨明忠、朱家诚主编武汉。