摘要
汽车是一种性能要求高，负荷变化大的运输工具。转向系统作为汽车的关键部件之一，更需要了解和掌握。转向器作为转向系统中最重要的组成部件，对它进行深入的研究便显得意义重大。循 环 球 式 转 向 器 主 要 由 螺 杆 、 螺 母 、 钢 球 、 转 向 器 壳 体 等 组 成 ， 具 有 较 高 的 传 动 效 率 ， 操 纵 轻 便 ， 磨 损 较 小 ， 使 用 寿 命 长 ， 近 年 来 得 到 广 泛 使 用 。 根 据 现 用 的 国 家 标 准 并 依 据 轻 型 汽 车 的 循 环 球 转 向 器 数 据 ， 按 照 汽 车 设 计 的 原 则 设 计 一 款 循 环 球 转 向 器 ， 完 成 二 维 图 形 和 零 件 平 面 图 的 绘 制 ， 使 其 能 够 满 足 现 代 轿 车 的 国 家 标 准 要 求 。
关键词: 循环球；转向器；设计；分析
Abstract
Automobile is a transport machine with high-performance and variable loads. Steering system is one of the key components for vehicles and need to be understood and grasped. As the most important part of steering system， steering gear need to be studied importantly. Circulating ball-type steering gear contains screw，nut，ball，steering gear housing，etc.It has many Advantages，such as high transmission efficiency，light manipulation，less wear and long service life，so as to be widely used in recent years.According to current national standards and the ball steering vehicle data of BJ2020，a cycle ball steering is designed by the automotive principles，and some three-dimensional graphics and rendering parts of the plan are completed，so as to meet the national standards of Modern utility vehicle.
Key words: Circulating ball；Steering gear；Design；Analysis
目录
摘要 .................................................................................................................................... I Abstract .......................................................................................................................... II 1 绪论 ............................................................................................................................... 1
1.1课题背景 ............................................................................................................. 1 1.2 汽车转向器研究的发展及趋势 ........................................................................ 1 1.3 各转向器系统的结构和特点 ............................................................................ 4
1.3.1 传统机械转向系统 ................................................................................. 4 1.3.2 液压助力转向系统 ................................................................................. 5 1.3.3 电控液压助力转向系统 ......................................................................... 6 1.3.4 电动助力转向系统 ................................................................................. 6 1.3.5 线控转向系统 ......................................................................................... 8 1.4 研究目的及意义 ................................................................................................ 8 1.5 研究内容和设计方法 ........................................................................................ 9 2 转向器的设计 ............................................................................................................. 10
2.1 转向系统简介 .................................................................. 错误！未定义书签。 2.2 循环球式液压转向系结构 .............................................. 错误！未定义书签。 2.3 液压助力循环球转向器工作原理 .................................. 错误！未定义书签。 3 液压式循环球动力转向机构总体设计 ..................................... 错误！未定义书签。
3.1 转向器设计参数 .............................................................. 错误！未定义书签。 3.2 转向器设计要求 .............................................................. 错误！未定义书签。 3.3 循环球式液压转向器结构选型 ...................................... 错误！未定义书签。 3.4 转向器计算载荷 .............................................................. 错误！未定义书签。 3.5 转向器效率计算 .............................................................. 错误！未定义书签。 3.6 转向器的结构设计与计算 .............................................. 错误！未定义书签。
3.6.1 螺杆、螺母基本参数计算 ................................... 错误！未定义书签。 3.6.2 齿条齿扇传动副设计 ........................................... 错误！未定义书签。 3.6.3 转阀的设计 ........................................................... 错误！未定义书签。 3.6.4 壳体结构的设计 ................................................... 错误！未定义书签。
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4 零件的强度校核 ......................................................................... 错误！未定义书签。
4.1 钢球与滚道之间的接触应力 .......................................... 错误！未定义书签。 4.2 齿的弯曲能力 .................................................................. 错误！未定义书签。 4.3 转向摇臂轴直径的确定 .................................................. 错误！未定义书签。 5结论 .............................................................................................. 错误！未定义书签。 致谢 ................................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 附录 ................................................................................................. 错误！未定义书签。
II
1 绪论
1.1课题背景
随着社会经济的进步以及人民生活水平的提高，汽车已经慢慢的走进了人们的生活当中，它从以前简单的代步工具慢慢升级成为一种生活的品质，人们不再满足于简单的行驶，而更关注驾驶乐趣对于汽车的安全性、稳定性、操纵性等更高要求。而 人 们 除 了 从 外 观 及 内 饰 等 反 面 了 解 汽 车 外 ， 最 能 直 接 体 验 驾 驶 乐 趣 的 就 是 拥 有 一 个 良 好 、 先 进 的 转 向 系 统 ， 一 个 先 进 的 转 向 系 统 带 给 驾 驶 者 更 多 的 是 驾 驶 的 乐 趣 而 不 是 负 担 。 同 时 ， 转 向 系 又 是 底 盘 的 重 要 组 成 部 分 ， 其 好 坏 优 劣 会 直 接 关 系 到 汽 车 的 驾 驶 舒 适 性 ， 安 全 性 和 操 纵 稳 定 性 ， 从 而 影 响 人 们 的 生 命 及 财 产 的 安 全 。 同 时 就 我 国 的 国 情 而 言 ， 汽 车 工 业 己 成 为 我 国 的 支 柱 产 业 ， 为 了 提 高 汽 车 的 产 品 质 量 ， 保 证 汽 车 行 驶 的 安 全 性 ， 操 纵 稳 定 性 ， 发 展 我 国 的 汽 车 工 业 ， 这 就 要 求 汽 车 转 向 器 综 合 性 能 就 成 为 汽 车 安 全 性 能 的 一 个 重 要 项 目 。
汽车转向器属于对行驶安全影响较大的零部件，在汽车系统中占据了一个重要的位置，其规模和质量已成为衡量汽车工业发展水平的重要标志之一。在重型汽车、大型客车等载重量较大的汽车中，通常用动力转向器来操纵汽车行驶方向。动 力 转 向 系 统 有 着 许 多 传 统 机 械 式 转 向 系 统 无 法 比 拟 的 优 点 ， 例 如 ： 转 向 轻 便 灵 敏 ， 回 位 性 能 及 手 感 良 好 ， 极 大 的 减 轻 了 汽 车 驾 驶 员 的 工 作 强 度 ， 特 别 适 用 于 汽 车 在 高 速 行 驶 时 的 转 向 。 因 此 目 前 国 内 外 生 产 的 汽 车 越 来 越 多 地 配 置 了 动 力 转 向 系 统 。
而液压动力转向器具有无噪声、灵敏度高、体积小、能够吸收来自不平路面的压力等优点，因此在现代汽车上得到了十分广泛的应用。 1.2 汽车转向器研究的发展及趋势
随着科学技术的快速发展和汽车的逐渐普及，人们对汽车的操控性、安全性，稳定性等方面的性能已经有了更高一层的要求，对转向产品的需求也随着汽车性能的提高而发生着变化。起初驾驶者们只希望能够容易地操纵转向系统，而后则追求在高速行驶时的稳定性、舒适性和良好的操作感。在早期的汽车上，转向机
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