课程设计任务书-循环球式转向器螺杆轴.doc

PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 1 xxxxx材料科学与工程学院 课 程 设 计 任 务 书 专业班级：材料xxx 设 计 人：xx 设计题目：东风汽车循环球式转向器螺杆轴（转向轴） 设计参数：螺杆轴是循环球式转向器的机械零件。东风汽车循环球式转向器螺杆轴，内侧采用轴肩，左右直径均取d=20mm；左端轴径长度为14mm，比轴承宽度小4mm，螺杆轴与转向万节连接部位采用渐开线花键连接，花键加工工艺与齿轮相同。选用材料为20CrMnTi。 设计要求： 根据工件尺寸、形状、几何参数和服役条件选择适用材料；制定工件加工工艺流程，分析其方法、目的及作用；制定热处理加工工艺规范，分析热处理前后的组织、结构和性能；撰写设计说明书。 设计方法： 以专业主干课程材料科学基础、工程材料学、热处理原理与工艺、材料研究方法、材料力学性能等为主线，并参考金属材料和热处理等有关设计手册进行总体设计 设计时间： 2017 年 2月 27日 至 2017年 3 月 15 日 设计人(签字) 指导教师(签字) 摘要 汽车转向器是汽车的重要组成部位，也是决定汽车主动安全性的关键总成，它的质量严重影响汽车的操纵稳定性。随着汽车工业的发展，汽车转向器也在不断的达到改进，在机械式的转向器中，循环球式转向器被广泛应用。这种转向器的有点事，操纵轻便，磨损小，寿命长。缺点是结构复杂。本文选择东风汽车循环球式转向器螺杆轴作为课题，主要内容有螺杆轴的参数设计；适用于工业生产的设计；热处理工艺参数。 ? 循环球式转向器主要由螺杆、螺母、转向器壳体以及许多小钢球等部件组成，所谓的循环球指的就是这些小钢球，它们被放置于螺母与螺杆之间的密闭管路内，起到将螺母螺杆之间的滑动摩擦转变为阻力较小的滚动摩擦的作用，当与方向盘转向管柱固定到一起的螺杆转动起来后，螺杆推动螺母上下运动，螺母在通过齿轮来驱动转向摇臂往复摇动从而实现转向。在这个过程当中，那些小钢球就在密闭的管路内循环往复的滚动，所以这种转向器就被称为循环球式转向器。 关键词：转向器 螺杆轴(转向轴） 热处理 1生产线的设计与规划方案 1.1生产线设计规划： 生产线建线目标：客户要求生产线自动化程度高，关键过程数据自动记录，要有防错设施，不能仅依靠员工的责任心。 1.2生产线建设的流程： 转向器生产线建设主要的几个节点：设备检讨会召开、设备采购、个别工程整备、综合工程整备。 1.3设备检讨会的召开 主要是协商讨论话多少钱买什么样装备的问题，开始时机是设计图纸发型后。 1.4设备采购 设备采购执行流程，不定期跟踪设备的制作进度，重点关注可能影响到大日程设备情况，必要时跟设备厂家提供详细的制作日程。 1.5 生产线平面布局 生产线直线布局的优缺点: 生产线直线布局的优点是 （1）监督者方便观察 （2）整体从零件到装配的物流路线清晰 （3）清加工工序和粗加工工序可以区分开，避免对精加工工序的污染 （4）不易出现漏工序的情况。 生产线直线布局不足点是 作业者不行距离变远 （2）生产线变长 2转向器总成方案设计 2.1转向器设计分析 循环球式转向器又称为综合式转向器(因为它由两级传动副组成），是目前国内外汽车上较为流行的一种结构形式。循环球式转向器中一般有两级传动副，第一级由螺杆和螺母共同形式的螺旋槽内装有钢球构成的传动副，第二级是由螺母上齿条与摇臂轴上齿扇构成的齿条-齿扇传动副。 转向时，转动转向盘，与转向轴连为一体的螺杆带动方形螺母做轴向移动（因螺杆在轴向方向固定在转向器壳上），螺母的下端制成齿条，因而能带动与转向摇臂轴做成一体的齿扇的转动。 图所示为一循环球式齿条-齿扇转向器。转向螺杆的轴径支撑在两个角接触球轴承上，轴承紧度可用调整垫片调整。转向螺母外侧的下平面加工齿条，与齿扇轴（即摇臂轴）上的齿扇啮合。可见，转向螺母既是第一级传动副的从动件，也是第二级传动副（齿条-齿扇传动副）的主动（齿条）。通过转向盘和转向轴转动转向螺杆时，转向螺母不能转动，只能轴向移动，并驱使齿扇轴转动。 为了减少转向螺杆和转向螺母之间的摩擦和磨损，二者的螺纹制成半圆形凹槽，并不直接接触，其间装有许多钢球，从而将滑动摩擦变为滚动摩擦。转向螺杆和螺母上都加工出断面轮廓为两段或三段不同圆心弧组成近似半圆的螺旋槽。两者的螺旋槽能配合形成近似圆形断面的螺旋管状通道，这样可以使转向螺母和转向螺杆轴向定位好，滚道和钢球间有间隙，可以用来贮存碎屑和润滑油，有助于减少螺母和螺杆之间的磨损。螺母侧面有两对通孔，可将钢球从此孔