齿轮齿条转向机构的设计及仿真(附件)【字数：10042】
摘 要汽车主动安全的决定性机构是汽车转向机构，也是组成汽车很重要的结构之一。汽车想要有稳定的操纵性，转向器的质量及设计是非常重要的。汽车现代化工业的飞一般的发展，汽车转向器的结构和种类也越来越多，越来越复杂，也变得更加优化，更附有安全性。目前市场上的电子转向开始了大规模的应用，但是机械转向器仍旧在世界各个国家和汽车厂商上被广泛的使用。并且机械转向器中的齿轮齿条式转向器是在汽车厂商中应用最多的种类之一。这次在毕业论文设计书写方面主要是针对齿轮齿条式转向器进行设定，并能够满足国家的标准要求。首要的是设计转向器的结构，满足驾驶员的需求。而本次自己对论文设计的选择是侧面输入，两端输出为结构的的齿轮齿条式转向器。它的优点是有较为容易而紧凑的构造方式。并且对齿轮轴，齿条和转向器的转向系载荷进行了计算和设计。最后对设计完成的机构进行三维建模和仿真，这样能够反映出在实际应用中的工作状态。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 转向器的分类及功用 1
1.2.1转向器的分类 1
1.2.2转向器的功用 1
1.2.3 齿轮齿条式转向器优缺点 1
1.3汽车转向器国内外现状及发展趋势 2
1.3.1国内外现状 2
1.3.2发展趋势 2
1.4转向器概述 3
1.4.1转向系统的设计要求 3
1.4.2汽车转向基本要求及关键技术 4
1.5设计的主要内容 5
第二章 转向器的选择及设计方案 6
2.1转向器的选择 6
2.2齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择 6
2.3齿轮齿条式转向器的设计 7
2.3.1齿轮齿条式转向器设计要求 7
2.3.2齿轮齿条式转向器主要部件 8
第三章 齿轮齿条的设计 9
3.1齿轮的设计及具体数据 9
3.2齿条的设计及具体数据 9
3.3齿轮齿条式转向器的材料选择及强度校核 10
3.4本章小结 13
第四章 齿轮齿条式转向器转向系载荷计算 14
4.1汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
车的原地转向阻力矩的计算 14
4.2方向盘上转向时的受力计算 14
4.3转向器力与角的传动比的核算 15
4.4转向拉杆的计算 16
4.5本章小结 16
第五章 齿轮轴与间隙调整弹簧的设计 17
5.1力的分析与计算 17
5.2齿轮轴有关数据 17
5.3对齿轮轴的强度的审核 19
5.4间隙调整弹簧的设计 21
5.4.1选弹簧的材料 21
5.4.2计算弹簧丝直径d，圈数与它的自由高度 21
5.4.3计算弹簧圈数和各种尺寸 22
5.5本章小结 22
第六章 轴承的选择及润滑方式 23
6.1轴承的选择 23
6.2润滑方式的确定 23
6.3本章小结 24
第七章 机构的仿真 25
7.1仿真目的 25
7.2仿真过程 25
7.3仿真结束 27
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
附录 31
第一章 绪论
1.1 概述
从改革开放到现在，汽车制造业的经历过程有了非常迅速的发展。而且对于汽车来说很重要的部件的转向系统，已经形成了专门的，车间化的产业格局。大部分的资料显示，目前的转向器厂都形成了大规模的专业厂来应对现在井喷式的汽车产量。
在目前的汽车产业上，虽然电动汽车及大多数新能源汽车都已经面世，但是在每一台汽车上都会有转向系统，所以汽车的转向机构是最重要和最关键的的基本系统之一，也是在汽车的主动安全性的方面的决定性因素之一。特别是现在汽车已成为家家户户所依赖的交通工具之一，并且汽车的使用人员已面向全社会，所以由此看来对转向器的设计工作很重要。
1.2 转向器的分类及功用
1.2.1转向器的分类
依照转向助力多的模式，能够分为机械式转向系统和动力转向系统两种方式。
其中动力转向器又可以分为：液压动力式；电动助力式；电液助力式；气压动力式。
转向器在当前较常用的有：齿轮齿条式转向器；蜗杆曲柄指销式转向器；循环球式转向器。
1.2.2转向器的功用
操作者作用在方向盘的力矩通过转向器的力矩放大，而且减低速度，最后把力传向传动机构。而转向器的作用是通过人的操作来改变和控制汽车最终的行驶的方向，使用的力的大小和操作的舒适性是转向器的要求之重，当然转向的安全性是重中之重，它要求转向时的平稳性和路感都要很强。驾驶员由于要长时间的开车，那么转向时就不能太过于吃力和有较高的体力消耗，所以我们就要尽量提高齿轮齿条式转向器的转动效率和工作效率。传动机构效率取值大小是由转向器的输出与输入功率之比来决定的。
1.2.3 齿轮齿条式转向器优缺点
优点：
（1）它有简单的构造方式和很轻巧的结构方式。所以它在汽车上的布置会很方便，制造简单；
（2）它不会使用循环球式转向器上相似的金属拉杆之类的零件，由于它在构造的方面有较精小的齿轮箱，并且齿条自身拥有传动杆的功能；
（3）齿轮和齿条的直接啮合而产生的直接结果就是拥有十分高的操纵灵敏性；
（4）转向力非常轻；
（5）转向机构的结构完全可以完全封闭住，避免了维护和保养；
（6）转向系统的自由行程比较小；
（7）因为调整弹簧的存在那么它自己就可以自动补偿齿轮与齿条啮合而产生的间隙，而且会有很匀称的固有阻力系数。
缺点：
（1）冲击敏感性高；
（2）齿条沿其长度方向磨损不均匀；
目 录
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 转向器的分类及功用 1
1.2.1转向器的分类 1
1.2.2转向器的功用 1
1.2.3 齿轮齿条式转向器优缺点 1
1.3汽车转向器国内外现状及发展趋势 2
1.3.1国内外现状 2
1.3.2发展趋势 2
1.4转向器概述 3
1.4.1转向系统的设计要求 3
1.4.2汽车转向基本要求及关键技术 4
1.5设计的主要内容 5
第二章 转向器的选择及设计方案 6
2.1转向器的选择 6
2.2齿轮齿条式转向器布置和结构形式的选择 6
2.3齿轮齿条式转向器的设计 7
2.3.1齿轮齿条式转向器设计要求 7
2.3.2齿轮齿条式转向器主要部件 8
第三章 齿轮齿条的设计 9
3.1齿轮的设计及具体数据 9
3.2齿条的设计及具体数据 9
3.3齿轮齿条式转向器的材料选择及强度校核 10
3.4本章小结 13
第四章 齿轮齿条式转向器转向系载荷计算 14
4.1汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
车的原地转向阻力矩的计算 14
4.2方向盘上转向时的受力计算 14
4.3转向器力与角的传动比的核算 15
4.4转向拉杆的计算 16
4.5本章小结 16
第五章 齿轮轴与间隙调整弹簧的设计 17
5.1力的分析与计算 17
5.2齿轮轴有关数据 17
5.3对齿轮轴的强度的审核 19
5.4间隙调整弹簧的设计 21
5.4.1选弹簧的材料 21
5.4.2计算弹簧丝直径d，圈数与它的自由高度 21
5.4.3计算弹簧圈数和各种尺寸 22
5.5本章小结 22
第六章 轴承的选择及润滑方式 23
6.1轴承的选择 23
6.2润滑方式的确定 23
6.3本章小结 24
第七章 机构的仿真 25
7.1仿真目的 25
7.2仿真过程 25
7.3仿真结束 27
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
附录 31
第一章 绪论
1.1 概述
从改革开放到现在，汽车制造业的经历过程有了非常迅速的发展。而且对于汽车来说很重要的部件的转向系统，已经形成了专门的，车间化的产业格局。大部分的资料显示，目前的转向器厂都形成了大规模的专业厂来应对现在井喷式的汽车产量。
在目前的汽车产业上，虽然电动汽车及大多数新能源汽车都已经面世，但是在每一台汽车上都会有转向系统，所以汽车的转向机构是最重要和最关键的的基本系统之一，也是在汽车的主动安全性的方面的决定性因素之一。特别是现在汽车已成为家家户户所依赖的交通工具之一，并且汽车的使用人员已面向全社会，所以由此看来对转向器的设计工作很重要。
1.2 转向器的分类及功用
1.2.1转向器的分类
依照转向助力多的模式，能够分为机械式转向系统和动力转向系统两种方式。
其中动力转向器又可以分为：液压动力式；电动助力式；电液助力式；气压动力式。
转向器在当前较常用的有：齿轮齿条式转向器；蜗杆曲柄指销式转向器；循环球式转向器。
1.2.2转向器的功用
操作者作用在方向盘的力矩通过转向器的力矩放大，而且减低速度，最后把力传向传动机构。而转向器的作用是通过人的操作来改变和控制汽车最终的行驶的方向，使用的力的大小和操作的舒适性是转向器的要求之重，当然转向的安全性是重中之重，它要求转向时的平稳性和路感都要很强。驾驶员由于要长时间的开车，那么转向时就不能太过于吃力和有较高的体力消耗，所以我们就要尽量提高齿轮齿条式转向器的转动效率和工作效率。传动机构效率取值大小是由转向器的输出与输入功率之比来决定的。
1.2.3 齿轮齿条式转向器优缺点
优点：
（1）它有简单的构造方式和很轻巧的结构方式。所以它在汽车上的布置会很方便，制造简单；
（2）它不会使用循环球式转向器上相似的金属拉杆之类的零件，由于它在构造的方面有较精小的齿轮箱，并且齿条自身拥有传动杆的功能；
（3）齿轮和齿条的直接啮合而产生的直接结果就是拥有十分高的操纵灵敏性；
（4）转向力非常轻；
（5）转向机构的结构完全可以完全封闭住，避免了维护和保养；
（6）转向系统的自由行程比较小；
（7）因为调整弹簧的存在那么它自己就可以自动补偿齿轮与齿条啮合而产生的间隙，而且会有很匀称的固有阻力系数。
缺点：
（1）冲击敏感性高；
（2）齿条沿其长度方向磨损不均匀；
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