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齿轮齿条转向器设计

齿轮齿条转向器设计

燕山大学

专业综合训练说明书

题目： 齿轮齿条转向器设计

学院（系）：车辆与能源学院年级专业：08级交通二班

学 号：080113010026

学生姓名：王畅指导教师：马雷

燕山大学专业综合训练任务书

院（系）：车辆与能源学院 基层教学单位：车辆与交通运输工程系

学

学080113010026 生

号 姓

名

题

专业

王畅 （班级）

08级交通二班

齿轮齿条转向器设计

目

训 学习齿轮齿条转向器结构和设计过练程，负责计算载荷确定和齿轮齿条设计，

目

内并利用catia 软件与其他同学共同完成转

的

容向器三维建模。

和

完

务

成一张转向器三维图，和少许零件三维图

量

任

进 1~2周学习软件，确定系统参数。

排度

3~4周进行建模分析，撰写报告。

安

王望予.汽车设计.第四版.北京：

机械工业出版社.2004

余志生.汽车理论.第3版.北京：机械工业出版社2000

参 [3]陈家瑞.汽车构造下册.第3版.

考北京：机械工业出版社.2009.2

资 [4]许立忠 周玉林.机械设计.第七

料版.北京：中国标准出版社2009

韩晓娟. 机械设计课程设计指导手册.北京：中国标准出版社2008

安子军.机械原理.北京：国防工业出版社2009.3

指导教

指导教

师签字

基层教学

单位主任签字

011年11月29日

目录

前言

1.1

1

1.2

2

转 向 系 的 发 展国内转向器发展状况

1.3

5

设 计 的 主

要 内 容

2.

转

向

系

系

统

分

析

5

5

2.1

转

向

系

的

设

计

要

求

3.

转

向

器

设

计

与

计

算

8

3.1

8

转向系计算载荷的确定

3.1.1 原 地 转 向 阻 力 矩

8

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9

3.1.2

3.2

齿

转 向

轮 齿

盘

条

手

设

力

计

9

11

3.3

齿

条 的

强 度

计

算

3.3.1

齿 条 的

受 力

分

析

11

齿条杆部受拉压的强度计算

13

齿条齿部弯曲强度的计算

13

小 齿 轮 的 强 度 计 算

14

齿面接触疲劳强度计算

14 3.4.2齿轮齿根弯曲疲劳强度计算

17

转 向 器 三 维 图

20

转 向

21

参

23

器 部 分 零 件 图考 文 献

燕山大学专业综合训练评审意见表

24

前言

转向系的发展

转向系是用来保持或者改变汽车行使方向的机构，转向系统应准确，

快速、平稳地响应驾驶员的转向指令，转向行使后或受到外界扰动时，在驾驶员松开方向盘的状态下，应保证汽车自动返回稳定的直线行使状态。汽车工业是国民经济的支柱产业，代表着一个国家的综合国力，汽车

工业随着机械和电子技术的发展而不断前进。到今天，汽车已经不是单纯机械意义上的汽车了，它是机械、电子、材料等学科的综合产物。汽车转向系统也随着汽车工业的发展历经了长时间的演变。

传统的汽车转向系统是机械式的转向系统，汽车的转向由驾驶员控制方向盘，通过转向器等一系列机械转向部件实现车轮的偏转，从而实现转向。

随着上世纪五十年代起，液压动力转向系统在汽车上的应用，标志着转向系统革命的开始。汽车转向动力的来源由以前的人力转变为人力加液压助力。液压助力系统HPS（HydraulicPowerSteering）是在机械式转向系统的基础上增加了一个液压系统而成。该液压系统一般与发动机相连，当发动机启动的时候，一部分发动机能量提供汽车前进的动能，另外一部分则为液压系统提供动力。由于其工作可靠、技术成熟至今仍被广泛应用。这种助力转向系统主要的特点是液压力支持转向运动，减小驾驶者作用在方向盘上的力，改善了汽车转向的轻便性和汽车运行的稳定性。

近年来，随着电子技术在汽车中的广泛应用，转向系统中也愈来愈多地采用电子器件。转向系统因此进入了电子控制时代，相应的就出现了电液助力转向系统。电液助力转向可以分为两类：电动液压助力转向系统EHPS（Electro-HydraulicPowerSteering）和电控液压助力转向ECHPS

（ElectronicallyControlledHydraulicPowerSteering）。电动液压助力转向系统是在液压助力系统基础上发展起来的，与液压助力系统不同的是，电动液压助力系统中液压系统的动力来源不是发动机而是电机，由电机驱动液压系统，节省了发动机能量，减少了燃油消耗。电控液压助力转

向也是在传统液压助力系统基础上发展而来，它们的区别是，电