循环球式汽车方向机的总体设计 毕业设计

四川大学本科生毕业设计 循环球式方向机的总体设计及关键零部件的设计

循环球式汽车方向机的总体设计

及关键零部件的设计

专业 机械设计制造及其自动化

学生 赵云甫 指导教师 赵武 教授

【摘要】自从1928年液压助力转向器研制成功以来，液压助力的循环球式转向器便得到广泛的应用。本文首先从转向器的历史、分类和发展等概念入手，引出本课题所要研究的对象循环球式转向器。进而对循环球式转向器结构特点、设计要求和作用原理进行简单的介绍。然后讲述了螺杆螺母传动副的设计、齿条齿扇传动副的设计、转阀和箱体的设计，重点讲述了转向螺杆的设计。然后对设计出来的转向器进行强度校核，主要是钢珠与滚道的接触应力、齿扇的弯曲应力和摇臂轴直径的确定。最后用三维造型软件Catia绘制转向器的总成图和装配图，至于二维的工程图就应用专业的计算机辅助绘图和设计软件—Auto/CAD进行绘制创建。

关键词：转向器、液压助力、循环球式、转阀、螺杆。

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四川大学本科生毕业设计 循环球式方向机的总体设计及关键零部件的设计

Recirculating ball steering of the overall vehicle design

and the design of key components

【Abstract】 Since 1928, since the successful development of hydraulic power steering, hydraulic power of the recirculating ball steering has been widely used. Firstly, from the steering gear of the history, classification and development concept, leads to the topic of the object to be recirculating ball steering. Turn on the recirculating ball steering structure, design requirements and principles for a brief role. Then tells the drive screw nut vice design, fan drive gear rack pairs design, the design of rotary valve and box, highlight the shift screw design. Then out of the steering of the design strength check, mainly steel ball and the raceway contact stress, bending stress and tooth fan rocker shaft diameter determined. Finally, three-dimensional modeling software Catia drawing steering gear assembly and assembly drawings, As for the two-dimensional drawings to the application of professional computer-aided drafting and design software to draw -Auto/CAD created.

Keywords: steering gear, hydraulic power, recirculating ball type, rotary valve, screw.

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四川大学本科生毕业设计 循环球式方向机的总体设计及关键零部件的设计

目录

第一章 绪 论 .......................................................................................... 5

1.1概述 .............................................. 5 1.2转向器的历史....................................... 5 1.3转向器的分类....................................... 6

1.3.1 机械式转向器........................................... 6

1.3.2 液压助力转向器......................................... 6 1.3.3电动助力转向器 ........................................ 7 1.3.4电控液压助力转向器 ................................... 7 1.3.5 线控转向器 ........................................... 7

1.4 转向器的发展现状及展望 ............................ 7 1.5本课题研究内容及意义 ............................... 8 1.6本章小结 .......................................... 8 第二章 循环球式转向器 .......................................................................... 9

2.1循环球式转向器的结构特点 ......................... 9 2.2循环球式液压助力转向器设计要求 ................... 9 2.3 循环球式液压助力转向器的作用原理 ................. 10 2.4 本章小结 ........................................ 12 第三章 循环球式转向器的总体设计及螺杆的设计 ....................... 13

3.1转向器计算载荷的确定 ............................ 13 3.2螺杆、钢珠和螺母传动副的设计 ...................... 14

3.2.1初选螺杆外径和螺母内径 ................................ 14 3.2.2 螺杆的设计............................................ 14 3.2.2 钢球中心距D的确定.................................... 16 3.2.3 钢球的直径d和数量n .................................. 16 3.2.4 钢珠滚道截面.......................................... 17 3.2.5 螺距t和螺纹导程角.................................... 18 3.2.6 导管内径.............................................. 18

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3.2.7 材料的选取............................................ 18 3.2.8 设计总结............................................. 19

3.3 齿条齿扇传动副的设计 ............................. 19

3.3.1 概 述................................................ 19 3.3.2 变厚齿扇的设计........................................ 20

3.4 转阀的设计 ....................................... 22

3.4.1 转阀槽型的选择........................................ 22 3.4.2 阀套的设计............................................ 23 3.4.3 阀芯的设计............................................ 23 3.4.4 扭杆结构.............................................. 24 3.4.5 转阀刃口（阀口）的概述................................ 24

3.5 箱体的设计 ...................................... 26 3.6 本章小结 ........................................ 26 第四章 零件的强度校核 ........................................................................ 27

4.1 钢球与滚道之间的接触应力........................ 27 4.2 齿的弯曲应力 ..................................... 28 4.3 转向摇臂轴直径的确定 ............................ 28 4.4 本章小结 ........................................ 28 第五章 转向器Catia三维造型 ............................................................. 29

5.1 Catia的简介 ..................................... 29 5.2 Catia的混合建模 .................................. 29 5.3 转向器的三维装配设计 ............................ 29 5.4 三维catia图转二维CAD图 ......................... 30 5.5 本章小结 ........................................ 32 第六章 课程总结与展望 ...................................................................... 33 参考文献： .............................................................................................. 34 致谢........................................................................................................... 35

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