论文总字数：17333字

摘 要

本次设计的是昌河车齿轮齿条转向器。有两点设计的核心：一是齿轮和齿条正确合理匹配；二是齿轮轴强度的校核。所以本次课题在结合上述核心要素的基础上研究转向盘的旋转带动齿轮齿条转向轴转动，通过万向节带动转向齿轮轴旋转，转向齿轮轴与转向齿条啮合，从而促使转向齿条直线运动，实现转向。实现了转向器结构简单紧凑，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。在本文中主要进行了转向器齿轮齿条的设计和对转向齿轮轴的校核，主要方法和理论采用汽车设计的经验参数和大学所学机械设计的课程内容进行设计，其结果满足强度要求，安全可靠。

关键词：机械型转向器；齿轮齿条；齿轮轴

The optimal design and research of Changhe Automobile gear steering gear rack

Abstract

The design of the Changhe car steering gear rack. There are core of the design: one is the correct and reasonable matching of gears and the rack; the two is the strength of the gear shaft.. So this topic in conjunction with the core elements of the basis of the steering wheel is driven by the rotation of a gear rack steering shaft rotation, through the universal joint drive steering gear shaft to rotate, steering gear shaft and the steering gear rack, thus contributing to the steering rack linear motion, to realize. The structure of the steering gear is simple and compact, the axial size is short, and the number of parts can be increased, so the stability and sensitivity of the steering system is realized.. In this paper the main steering gear rack and pinion steering gear shaft of design and verification, the main method and theory of the car design experience parameters and the University of the mechanical design curriculum design, and the results meet the requirements of strength, safe and reliable.

Keyword:Mechanical steering gear; Rack and pinion; Gear shaft

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1本次课题的背景与意义 1

1.2汽车制动器的发展现状和比较 1

1.2.1现代昌河小客车转向装置的设计趋势 1

1.2.2常用转向器的比较 1

第二章 齿轮齿条转向器的参数确定 3

2.1转向器的效率 3

2.2转向轮侧偏角计算 3

2.3 转向器原地转向阻力矩计算 3

2.4 转向器角传动比与力传动比计算 4

2.4.1 角传动比与力传动比的分析 4

2.4.2 角传动比与力传动比确定 4

第三章 齿轮齿条转向器器结构形式的分析 6

3.1齿轮齿条转向器结构方案的分析 6

3.2齿轮齿条转向器的输入和输出形式 6

3.2.1转向器各种输入和输出方式的比较 6

3.3齿轮齿条转向器齿轮齿条选择 7

3.4齿轮齿条转向器齿条断面形状 7

3.5齿轮齿条式转向器的布置形式 7

3.6转向器最终方案确定 8

第四章 齿轮齿条式转向器的设计 9

4.1 齿轮齿条转向器中齿轮和齿条的简单介绍 9

4.2齿轮参数的选择 9

4.3 计算接触疲劳许用应力 10

4.3 齿轮的齿根弯曲强度设计 11

4.4 确定齿轮主要参数和几何尺寸 12

4.5确定齿条主要参数和几何尺寸 13

4.6 齿面接触疲劳强度校核 14

第五章 齿轮轴的设计 15

5.1 齿轮齿条传动受力分析 15

5.2 齿轮轴最小轴径确定 15

5.3 齿轮轴的参数 15

5.4 齿轮轴强度的校核 16

第六章 转向器壳体和垫块的选择和确定 19

6.1转向器壳体的确定 19

6.2调整垫块的选择和确定 19

第七章 轴承和润滑方式的选择和确定 21

7.1轴承选择和确定 21

7.2 轴承的选择 21

7.3 转向器润滑方式 21

总 结 23

致谢 24

参考文献 25

第一章 引言

1.1本次课题的背景与意义

在上个世纪七十年代，齿轮齿条转向器开始兴起。它由方向盘、万向节、转向传动杆以及转向轴转向器等组成。在转向器内，最重要的就是齿轮与齿条啮合，带动齿条做左右直线运动，从而改变汽车行驶方向。这种转向机构省去了很多不必要的轴向连接件，组成构件比较简单，并且传动效率较高。在汽车上使用齿轮齿条转向器，行驶时能够保证偏转车轮可以自动的回正，并且使驾驶者路感很清晰。

现在齿轮齿条转向器在小客车上应用越来越多，并且有着广泛的应用前景。为了更好地提高我国家用小客车行驶安全，操纵便捷，迫切需要开发适用的小客车齿轮齿条转向器，开发出合适的齿轮齿条转向器会大大提高我国汽车零部件行业的社会效益和经济效益，同时也能增加国产汽车品牌竞争力以及促进国内汽车工业发展。

1.2汽车制动器的发展现状和比较

1.2.1现代昌河小客车转向装置的设计趋势

(1)小客车转向器的设计要符合安全性和轻便性的发展趋势

小客车是一种商用家用皆宜的城际交通工具，越来越多的人购买使用这种车辆。所以，齿轮齿条转向器的设计关乎小客车行驶的安全性，是一项非常艰巨的任务。另外，在转向器设计的过程中，还要考虑齿轮齿条转向器的轻盈和轻便性。假如在小客车中设计出非常庞大和繁琐的转向器，一方面耗费成本，另一方面加重转向负担，都是不合理的。只有设计出符合安全性和轻便性皆备的齿轮齿条转向器才符合当今小客车转向器发展趋势。

(2)小客车转向器的设计要满足高速行驶的需求

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