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转向器齿轮齿条设计与受力分析

作者：胡海峰

来源：《科技创新与应用》2013年第11期

摘 要：齿轮齿条转向器结构简单，传动效率高；当齿轮齿条出现磨损间隙后能自动调整间隙，不仅提高系统刚度，还能防止工作产生的冲击和噪声且转向器体积小、制造成本低，循环式转向器和齿轮齿条转向器将是以后转向器的发展趋势和潮流，文章特别对齿轮齿条设计及受力部分作详细阐述。

关键词：齿轮齿条；转向器；受力 1 主要参数

齿轮齿条转向器的齿轮多数采用斜齿轮。齿轮模数多在2-3mm之间，主动小齿轮齿数多数在5-7个齿范围变化，压力角取20°，齿轮螺旋角的取值范围多为9°-15°。齿条齿数应根据转向轮达到最大偏转角时，相应的齿条移动行程应达到的值来确定。变速比的齿轮压力角，对现有结构在12°-35°范围内变化。此外，设计时应验算齿轮的抗弯强度和接触强度。 齿条选用45钢制造，而主动小齿轮选用20CrMo材料制造，为减轻质量壳体用铝合金压铸。

在本设计中，选取转向器输入端施加的扭矩T=20Nm，齿轮传动一般均加以润滑，啮合齿轮间的摩擦力通常很小，计算轮齿受力时，可不予考虑。

齿轮齿条的受力状况类似于斜齿轮，齿条的受力分析如图（见图1） 2 齿条的受力分析

如图，作用于齿条齿面上的法向力Fn，垂直于齿面，将Fn分解成沿齿条径向的分力（径向力）Fr，沿齿轮周向的分力（切向力）Ft，沿齿轮轴向的分力（轴向力）Fx 。各力的大小为： 参考文献

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