可切换的动力转向系设计【字数：10928】
我们本次设计的课题是可切换的动力转向系设计，由题目可知可切换是重点，问题在于通过何种方式来达到可切换的目的，这里就需要我们采用电磁离合器，应用电磁离合器的主要目的是通过对线圈的导通与断开来使产生动力的装置与工作装置进行接通与断开的操作。本次设计中电磁离合器的存在就像是电路中的开关，控制着发动机是否直接带动转向油泵，即起切换作用。本次设计采用循环球式转向器，这种转向器主要有螺母、转向器的壳体、螺杆与一些小钢球等部件组成，循环球式转向器中的循环球指的就是这些小钢球，这种转向器的特点是有两级传动副，第一级由转向螺杆与转向螺母，转向螺杆与转向轴组成；第二级由齿扇与齿条构成。转向螺母作为第一级传动副的从动件，同时也是第二级传动副的主动件。为尽量减少转向螺母转与向螺杆间的碰撞摩擦，两者螺纹不能直接接触，而是设计为内滚道与外滚道，循环球装在滚道之间，产生滚动摩擦。钢球的导管和滚道相通，形成两条封闭的通道以供循环球球循环滚动。本次的设计原理为废气经过的涡轮增压器，带走一部分能量，然后废气再进入涡轮机，废气能量得到进一步利用，涡轮机带动电磁离合器，在高速大负荷运转时，废能十分充足，此时电磁离合器线圈接通电源，电磁离合器接合，通过带轮带动电磁离合器控制的转向油泵，完成整个系统的工作。本次设计的主要目的就是通过以循环球式转向器为主体，配合电磁离合器与废气涡轮增压来实现切换效果将废能转化为机械能从而节能减排。
目录
1.转向器的总体概述 1
1.1转向器的定义、功用及分类 1
1.3研究的目的和意义 3
1.4研究的内容与设计的方法 3
2.转向器的设计 4
2.1转向系统简介 4
2.2机械转向器 4
2.2.1转向器的操纵机构 5
2.2.2转向器 6
2.2.3转向传动机构 6
2.3转向系主要性能参数 7
2.3.1转向器的效率 7
2.3.2 传动比的变化特性 8
3.转向器主要尺寸参数的选择、计算及校核 10
3.1螺杆、钢球和螺母传动副设计 10
3.1.1如图31为螺杆钢球中心距D、螺杆的外径
D
1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
、螺母的内径
D
2
10
3.1.2钢球的直径d及数量n 11
3.1.3滚道截面 11
3.1.4接触角 12
3.1.5螺距P和螺线导程角
????
0
12
3.1.6工作钢球圈数W 13
3.2齿条、齿扇传动副设计 13
3.3转向器的计算和校核 14
3.3.1零件强度计算 14
3.3.2转向摇臂轴直径 16
4.电磁离合器的设计 18
4.1电磁离合器的工作原理 18
4.2电磁离合器的作用 18
4.3电磁离合器的设计计算 18
5.涡轮增压器 20
5.1涡轮机 20
涡轮增压器主要是由涡轮机、压气机、转子系统和轴承体这四部分组成，其中涡轮机和压气机是通过转子系统连接起来的。 20
5.1涡轮机的结构 20
5.2涡轮机的工作原理 20
5.3涡轮机的作用 20
6.结论： 21
参考文献 22
致谢 23
1.转向器的总体概述
1.1转向器的定义、功用及分类
转向器的主要作用是将来自转向盘转向力矩与转向角进行变换，后传向转向拉杆机构，通过一系列操作让汽车转向，减速传动装置实际上就是转向器的本质。转向器有多种类型，如齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球式，动力转向器等。
1）如图11为齿轮齿条式转向器
/
图11 齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器有着简单而又紧凑的结构，操作时反应灵敏，同时比较好加工，这些特性使得齿轮齿条转向器成本较低。这种换向器便于安装的同时与其他结构也便于安装，因此齿轮齿条式转向器拥有着广泛的应用范围。
2）如图12为蜗杆曲柄销式转向器
/
图12蜗杆曲柄式转向器
3）如图13为循环球式转向器
/
图13 循环球式转向器
循环球式转向器有着较大的应用范围。与其他转向器不同的是循环球式转向器有着两个传动副，其他转向器一般没有这种结构，通过上图我们可以明显观察到这两个传动副，也可以更加直观的理解循环球式转向器的原理，市场上很多汽车都运用了这种转向器
循环球式转向器的优点有很多，不管是什么种类的汽车，不管汽车的应用范围是什么，循环球式转向器都拥有很大的优势。本次研究的根本就是为了更加完善循环球式转向器从而更好的服务于汽车行业，提高驾驶的操作性与安全性。
1.2循环球式转向器国内外研究现状
循环球式转向器的结构构成比较独特，相较于其他种类的转向器，循环球式转向器的螺杆与螺母不会直接接触，而是构成一个凹槽，把循环球放在凹槽形成的轨道当中，这会使得循环球在运动时形成滚动摩擦力从而减少磨损。因为这样使得转向器中只存在滚动摩擦，从而提成传动效率。在齿轮齿条转向器的对比下，循环球式转向器构成复杂，转向时不是很灵敏，一度险些被其他种类转向器取代，不过在日后的发展过程中人们逐渐意识到循环球式转向器的优点是不能被其他转向器取代的，现在道路环境的改善以及转向助力机构的发展弥补了转向不灵敏的缺点，使得如今得到了大面积的应用。于是循环球式转向器相对于齿轮齿条式转向器就较为优越了，从目前的情况来看循环球式转向器的发展前景还是不错的。
当下汽车对于人们的意义已经远不止代步工具这么简单了，随着汽车行驶速度的提高，对车辆稳定性的要求也在与日俱增，而决定转向器稳定性起决定性因素就是刚度，这使得本次设计对转向器的刚度有较高的要求。循环球式转向器中小钢球是主要的受力传力部件，这使得我们在设计时要求钢球的刚度要远大于其他传动方式，以钢球传递力的方式，使得转向器提升刚度。同时我们也可将循环球式转向器设计为成等强度结构，使应用范围更加广泛。
1.3研究的目的和意义
本次毕业设计的目的是在稳固自己的专业知识同时也为日后工作的能力打下基础，学习如何设计一个产品，这是一次不可多得经历也是对我们大学生活的一个总结，设计时我们会参照如（BJ2020型越野车技术参数）等相关的书籍来获取一些应用尺寸，所以需要参以及一些相关资料，我们需要设计以循环球式转向器为主体，配合电磁离合器与废气涡轮增压来实现切换效果将废能转化为机械能从而节能减排。
目录
1.转向器的总体概述 1
1.1转向器的定义、功用及分类 1
1.3研究的目的和意义 3
1.4研究的内容与设计的方法 3
2.转向器的设计 4
2.1转向系统简介 4
2.2机械转向器 4
2.2.1转向器的操纵机构 5
2.2.2转向器 6
2.2.3转向传动机构 6
2.3转向系主要性能参数 7
2.3.1转向器的效率 7
2.3.2 传动比的变化特性 8
3.转向器主要尺寸参数的选择、计算及校核 10
3.1螺杆、钢球和螺母传动副设计 10
3.1.1如图31为螺杆钢球中心距D、螺杆的外径
D
1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
、螺母的内径
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3.1.2钢球的直径d及数量n 11
3.1.3滚道截面 11
3.1.4接触角 12
3.1.5螺距P和螺线导程角
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3.1.6工作钢球圈数W 13
3.2齿条、齿扇传动副设计 13
3.3转向器的计算和校核 14
3.3.1零件强度计算 14
3.3.2转向摇臂轴直径 16
4.电磁离合器的设计 18
4.1电磁离合器的工作原理 18
4.2电磁离合器的作用 18
4.3电磁离合器的设计计算 18
5.涡轮增压器 20
5.1涡轮机 20
涡轮增压器主要是由涡轮机、压气机、转子系统和轴承体这四部分组成，其中涡轮机和压气机是通过转子系统连接起来的。 20
5.1涡轮机的结构 20
5.2涡轮机的工作原理 20
5.3涡轮机的作用 20
6.结论： 21
参考文献 22
致谢 23
1.转向器的总体概述
1.1转向器的定义、功用及分类
转向器的主要作用是将来自转向盘转向力矩与转向角进行变换，后传向转向拉杆机构，通过一系列操作让汽车转向，减速传动装置实际上就是转向器的本质。转向器有多种类型，如齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球式，动力转向器等。
1）如图11为齿轮齿条式转向器
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图11 齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器有着简单而又紧凑的结构，操作时反应灵敏，同时比较好加工，这些特性使得齿轮齿条转向器成本较低。这种换向器便于安装的同时与其他结构也便于安装，因此齿轮齿条式转向器拥有着广泛的应用范围。
2）如图12为蜗杆曲柄销式转向器
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图12蜗杆曲柄式转向器
3）如图13为循环球式转向器
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图13 循环球式转向器
循环球式转向器有着较大的应用范围。与其他转向器不同的是循环球式转向器有着两个传动副，其他转向器一般没有这种结构，通过上图我们可以明显观察到这两个传动副，也可以更加直观的理解循环球式转向器的原理，市场上很多汽车都运用了这种转向器
循环球式转向器的优点有很多，不管是什么种类的汽车，不管汽车的应用范围是什么，循环球式转向器都拥有很大的优势。本次研究的根本就是为了更加完善循环球式转向器从而更好的服务于汽车行业，提高驾驶的操作性与安全性。
1.2循环球式转向器国内外研究现状
循环球式转向器的结构构成比较独特，相较于其他种类的转向器，循环球式转向器的螺杆与螺母不会直接接触，而是构成一个凹槽，把循环球放在凹槽形成的轨道当中，这会使得循环球在运动时形成滚动摩擦力从而减少磨损。因为这样使得转向器中只存在滚动摩擦，从而提成传动效率。在齿轮齿条转向器的对比下，循环球式转向器构成复杂，转向时不是很灵敏，一度险些被其他种类转向器取代，不过在日后的发展过程中人们逐渐意识到循环球式转向器的优点是不能被其他转向器取代的，现在道路环境的改善以及转向助力机构的发展弥补了转向不灵敏的缺点，使得如今得到了大面积的应用。于是循环球式转向器相对于齿轮齿条式转向器就较为优越了，从目前的情况来看循环球式转向器的发展前景还是不错的。
当下汽车对于人们的意义已经远不止代步工具这么简单了，随着汽车行驶速度的提高，对车辆稳定性的要求也在与日俱增，而决定转向器稳定性起决定性因素就是刚度，这使得本次设计对转向器的刚度有较高的要求。循环球式转向器中小钢球是主要的受力传力部件，这使得我们在设计时要求钢球的刚度要远大于其他传动方式，以钢球传递力的方式，使得转向器提升刚度。同时我们也可将循环球式转向器设计为成等强度结构，使应用范围更加广泛。
1.3研究的目的和意义
本次毕业设计的目的是在稳固自己的专业知识同时也为日后工作的能力打下基础，学习如何设计一个产品，这是一次不可多得经历也是对我们大学生活的一个总结，设计时我们会参照如（BJ2020型越野车技术参数）等相关的书籍来获取一些应用尺寸，所以需要参以及一些相关资料，我们需要设计以循环球式转向器为主体，配合电磁离合器与废气涡轮增压来实现切换效果将废能转化为机械能从而节能减排。
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