汽车转向器设计及应用毕业论文目录插图清单 (3)表格清单 (3)摘要 (4)Abstract (5)第一章绪论 (6)1.1 汽车转向器的功能及重要性 (6)1.2 汽车转向器的主要性能参数 (6)1.2.1转向器的效率 (6)2.2.2传动比的变化特性 (7)2.2.3转向盘自由行程 (9)1.4 汽车转向器的工作原理 (10)1.4.1 动力转向系统的工作原理 (10)1.4.2 转阀式液压助力转向器工作原理 (11)第二章总体方案设计 (12)2.1 转向器设计的分类 (12)2.1.1齿轮齿条式转向器 (12)2.1.2 蜗杆曲柄销式转向器 (12)2.1.3 循环球式转向器 (12)2.2 转向器方案分析 (13)2.3 防伤安全机构方案分析 (15)第三章循环球式转向器的设计与计算 (17)3.1 螺杆、钢球和螺母传动副 (18)3.1.1 钢球中心距D、螺杆外径D1和螺母径D2 (19)3.1.2 钢球直径d及数量n (19)3.1.3 滚道截面 (20)3.1.4 接触角 (20)3.1.5 螺距P和螺旋线导程角 (21)3.1.6 工作钢球圈数W (21)3.1.7 导管径d1 (21)3.2 齿条、齿扇传动副的设计 (21)3.3 循环球式转向器零件强度计算 (23)3.3.1钢球与滚道之间的接触应力σ (23) (24)3.3.2 齿的弯曲应力w3.3.3 转向摇臂轴直径的确定 (24)第四章动力转向机构的设计 (25)4.1 对动力转向机构的要求 (25)4.2 液压式动力转向机构布置方案分析 (25)4.2.1 动力转向机构布置方案分析 (25)4.3 液压式动力转向机构的计算 (27)4.3.1 动力缸尺寸的计算 (27)4.3.2 分配滑阀参数的选择 (27)4.3.3 分配阀的回位弹簧 (27)4.3.4 动力转向器的评价指标 (29)第五章转向梯形 (31)5.1 转向梯形结构方案分析 (31)5.1.1 整体式转向梯形 (31)5.1.2 断开式转向梯形 (32)5.2整体式转向梯形机构优化设计 (33)致谢 (37)参考文献 (38)插图清单图1-1 转向器角传动比变化特性曲线 (9)图1-2 液压动力转向系统示意图 (11)图2-1 循环球式齿条-齿扇转向器 (13)图2-2 防伤转向传动轴简图 (15)图2-3 防伤转向轴简图 (15)图3-1 螺杆钢球螺母传动副 (19)图3-2 四段圆弧滚道截面 (20)图3-3 为获得变化的齿侧间隙齿扇的加工原理和计算简图 (22)图3-4 用于选择偏心n的线图 (22)图3-5 螺杆受力简图 (24)图4-1 动力转向机构布置方案图 (26)图4-2 动力缸的布置 (27)图4-3 确定动力缸长度尺寸简图 (28)图4-4 预开隙1e (28)图4-5 静特性曲线分段图 (30)图5-1 整体式转向梯形 (31)图5-2 断开式转向梯形 (32)图5-3 断开点的确定 (33)图5-4 理想的、外车轮转角关系简图 (34)图5-5 转向梯形机构优化设计的可行域 (36)表格清单表3-1 循环球转向器的主要参数 (17)表3-2 循环球式转向器的部分参数 (18)表3-3 系数k与A／B的关系 (23)摘要汽车转向器是汽车的重要组成部分，也是决定汽车主动安全性的关键总成，它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。
随着汽车工业的发展，汽车转向器也在不断的得到改进，虽然电子转向器已开始应用，但机械式转向器仍然广泛地被世界各国汽车及汽车零部件生产厂商所采用。
而在机械式转向器中，循环球齿条-齿扇式转向器由于其自身的特点被广泛应用于各级各类汽车上。
本文选择GX1608A 型循环球齿条-齿扇式转向器作为研究课题，其主要容有：汽车转向器的组成分类；转向器总成方案分析及其数据确定和转向器的设计过程。
这种转向器的优点是，操纵轻便，磨损小，寿命长。
缺点是结构复杂，成本高，转向灵敏度不如齿轮齿条式。
因此逐渐被齿轮齿条式取代。
但随着动力转向的应用，循环球式转向器近年来又得到广泛使用。
关键词；转向器操纵稳定性循环球齿条-齿扇式转向器AbstractGear cars an important component of the initiative is decided automobile safety of the key assembly, It seriously affected the quality of the vehicle handling and stability. Along with the development of the auto industry, automobile steering gear is continuously improved, although the electronic steering gear has begun to use But mechanical steering gear is still widely been world motor vehicles and parts manufacturers adopted. And the mechanical steering gear, Rack cycle ball-type steering gear tooth fans as its own characteristics has been widely used in various types vehicles. The graduation design options GX1608A cycle gear ball-type steering gear rack as a research topic, Its main contents are : automotive steering gear components classification; assembly was to program analysis and data to identify and steering gear design process.The advantage of such steering gear, and manipulating light, wear and tear, long life. The disadvantage is that the structure is complicated and costly, than steering rack and pinion sensitivity. Therefore gradually being replaced by rack and pinion. However, with the power steering applications, the ball-type steering gear cycle and are widely used in recent years.Keywords；Diverter Ball handling and stability Cycle rack-type steering gear divert第一章绪论1.1 汽车转向器的功能及重要性汽车在行驶过程中需要改变行驶方向时，驾驶员通过汽车转向系使汽车转向桥（一般是前桥）上的车轮相对于汽车纵轴线偏转一定的角度，使汽车达到转向目的。
另外，当汽车在直线行驶时，转向轮往往会受到路面侧向干扰力的作用而自动偏转的，从而改变了原来行驶方向，此时，驾驶员也可以通过汽车转向系使转向轮向相反的方向偏转，恢复了汽车原来的行驶方向。
汽车转向系的功用是改变和保持汽车的行驶方向，而作为转向系重要执行机构的转向器的作用是：将转向盘的转动变为齿条轴的直线运动或转向摇臂的摆动，降低传动速度，增大转向力矩并改变转向力矩的传动方向。
1.2 汽车转向器的主要性能参数1.2.1转向器的效率转向器的输出功率与输入功率之比，称为转向器的传动效率。
功率P1从转向轴输入，经转向摇臂轴输出所求得的效率称为正效率，用符号η+表示，η+=( P1—P2)／P1；反之称为逆效率，用符号η－表示，η－ =(P3—P2)／P3。
式中，P2为转向器中的摩擦功率；P3为作用在转向摇臂轴上的功率。
为了保证转向时驾驶员转动转向盘轻便，要求正效率高。
为了保证汽车转向后转向轮和转向盘能自动返回到直线行驶位置，又需要有一定的逆效率。
为了减轻在不平路面上行驶时驾驶员的疲劳，车轮与路面之间的作用力传至转向盘上要尽可能小，防止打手又要求此逆效率尽可能低。
转向器的正效率η+影响转向器正效率的因素有：转向器的类型、结构特点、结构参数和制造质量等。
（1）转向器类型、结构特点与正效率在前述四种转向器中，齿轮齿条式、循环球式转向器的正效率比较高，而蜗杆指销式特别是蜗杆滚轮式转向器的正效率要明显的低些。
同一类型转向器，因结构不同其正效率也不一样。
另外两种结构的转向器正效率，根据试验结果分别为70％和75％。
转向摇臂轴轴承的形式对效率也有影响，用滚针轴承比用滑动轴承可使正逆效率提高约10％。
(2) 转向器的结构参数与正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，其正效率可用下式计算η+=tanα／tan(α+ρ) …………………………………（1-1）式中，α为蜗杆(或螺杆)的螺线导程角；ρ为摩擦角，ρ=arctanf(f为摩擦因数)。
（2）转向器逆效率η－根据逆效率大小不同，转向器又有可逆式、极限可逆式和不可逆式之分。
路面作用在车轮上的力，经过转向系可大部分传递到转向盘，这种逆效率较高的转向器属于可逆式。
它能保证转向后，转向轮和转向盘自动回正。
这既减轻了驾驶员的疲劳，又提高了行驶安全性。
但是，在不平路面上行驶时，车轮受到的冲击力，能大部分传至转向盘，造成驾驶员“打手”，使之精神状态紧。
如果长时间在不平路面上行驶，易使驾驶员疲劳，影响安全驾驶。
属于可逆式的转向器有齿轮齿条式和循环球式转向器。
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。
该冲击力由转向传动机构的零件承受，因而这些零件容易损坏。
同时，它既不能保证车轮自动回正，驾驶员又缺乏路面感觉,因此，现代汽车不采用这种转向器。
极限可逆式转向器介于上述两者之间。
在车轮受到冲击力作用时，此力只有较小一部分传至转向盘。
它的逆效率较低，在不平路面上行驶时，驾驶员并不十分紧，同时转向传动机构的零件所承受的冲击力也比不可逆式转向器要小。
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，则逆效率可用下式计算H- = tan(α-ρ) tanα………………………………(1-2)式(2—1)和式(2—2)表明：增加导程角α,正、逆效率均增大。