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齒輪齒條轉向器裝配圖.dwg
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華晨寶馬320i領先型齒輪齒條式轉向器設計

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寶馬 320 領先 齒輪 齒條 轉向器 設計
資源描述:
華晨寶馬320i領先型齒輪齒條式轉向器設計,寶馬,320,領先,齒輪,齒條,轉向器,設計
內容簡介:
東北林業大學畢業設計目 錄摘要Abstract1 緒論 11.1齒輪齒條式轉向器概述11.2齒輪齒條式動力轉向器的原理21.2.1齒輪齒條轉向器的工作原理21.2.2動力轉向系統的工作原理22 轉向器整體結構設計方案分析42.1動力轉向器的整體結構及附屬機構42.2轉向器結構設計方案分析42.3液壓動力轉向特點分析53轉向器結構方案的確定和具體設計63.1轉向器結構的確定和設計63.1.1阿克曼幾何學63.1.2最小轉彎半徑73.1.3轉向系的效率73.1.4轉向系的角傳動比與力傳動比73.2齒輪齒條傳動副的確定和設計103.2.1變傳動比齒輪齒條的原理分析103.2.2斜齒圓柱齒輪的設計113.2.3傳動副傳動方案的設計123.2.4齒條的設計123.3動力缸結構設計133.3.1作用力的計算134 結論16參考文獻致謝齒輪齒條式轉向器設計1 緒論1.1齒輪齒條式轉向器概述汽車行駛時要經常改變行駛方向,這就需要有一套能夠按照駕駛需要使汽車轉向的機構,它將司機轉動方向盤的動作轉變為車輪(通常是前輪)的偏轉動作。這套機構就是汽車的轉向系。轉向系通過對左、右車輪不同轉角的合理匹配來保證汽車沿著設想的軌跡運動3。按轉向力能源的不同,可將轉向系分為機械轉向系和動力轉向系。機械轉向系的能量來源是人力,所有傳力件都是機械的,由轉向操縱機構(方向盤)、轉向器、轉向傳動機構三大部分組成。其中轉向器是將操縱機構的旋轉運動轉變為傳動機構的直線運動(嚴格講是近似直線運動)的機構,是轉向系的核心部件。動力轉向系除具有以上三大部件外,其最主要的動力來源是轉向助力裝置。由于轉向助力裝置最常用的是一套液壓系統,因此也就離不開泵、油管、閥、活塞和儲油罐,它們分別相當于電路系統中的電池、導線、開關、電機和地線的作用1。轉向器(也常稱為轉向機),是完成由旋轉運動到直線運動(或近似直線運動)的一組齒輪機構,同時也是轉向系中的減速傳動裝置。歷史上曾出現過許多種形式的轉向器,目前較常用的有齒輪齒條式、蝸桿曲柄指銷式、循環球齒條齒扇式、循環球曲柄指銷式、蝸桿滾輪式等。其中第二、第四種分別是第一、第三種的變形形式,而蝸桿滾輪式則更是少見2。齒輪齒條傳動方式的最大特點是剛性大,結構緊湊重量輕,且成本低。由于這種方式容易由車輪將反作用力傳至轉向盤,所以具有對路面狀態反應靈敏的優點,但同時也容易產生打手和擺振等現象。齒輪與齒條直接嚙合,將齒輪的旋轉運動轉化為齒條的直線運動,使轉向拉桿橫向拉動車輪產生偏轉。齒輪并非單純的平齒輪,而是特殊的螺旋形狀,這是為了盡量減小齒輪與齒條之間的嚙合間隙,使轉向盤的微小轉動能夠傳遞到車輪,提高操作的靈敏性,也就是我們通常所說的減小方向盤的曠量。不過齒輪嚙合過緊也并非好事,它使得轉動轉向盤時的操作力過大,人會感到吃力。正是為了改善這些問題,才使動力式齒輪齒條轉向器得到廣泛應用2。動力轉向器是利用外部動力協助司機輕便操作轉向盤的裝置。隨著最近汽車發動機功率的增大和扁平輪胎的普遍使用,使車重和轉向阻力都加大了,因此動力轉向機構越來越普及。值得注意的是,轉向助力不應是不變的,因為在高速行駛時,輪胎的橫向阻力小,轉向盤變得輕飄,很難捕捉路面的感覺,也容易造成轉向過于靈敏而使汽車不易控制。所以在高速時要適當減低動力,但這種變化必須平順過度。汽車動力轉向器均采用液壓作動力源,液壓式動力轉向裝置重量輕,結構緊湊,也無須潤滑,油液的阻尼作用還可以吸收路面沖擊力,有利于改善轉向操作感覺,但液體流量的增加會加重泵的負荷,需要保持怠速旋轉的機構,并且產品結構復雜,對加工精度和密封的要求相對較高1。21.2齒輪齒條式動力轉向器的工作原理1.2.1齒輪齒條轉向器工作原理齒輪齒條式轉向器中作為傳動副主動件的轉向齒輪安裝在殼體中,與水平布置的轉向齒條嚙合。彈簧通過壓塊將齒條壓靠在轉向齒輪上,以保證無間隙嚙合。彈簧的預緊力可用調整螺釘調整。工作時,轉向齒條的中部與轉向拉桿托架聯接,轉向左.右橫拉桿與轉向節臂相連。當轉動轉向盤時,轉向齒輪轉動,使與之嚙合的轉向齒條沿軸向移動,從而使左右橫拉桿帶動左右轉向節轉動,使轉向輪偏轉,實現汽車轉向,如圖1-1所示。圖11齒輪齒條轉向器工作原理1.2.2動力轉向系統的工作原理動力轉向系統是在機械式轉向系統的基礎上加一套動力輔助裝置組成的。如圖1-2所示。.油泵.油流向控制閥.軟管.控制閥.管路.動力缸.齒條活塞.齒條軸.軟管儲油罐卸壓閥圖12動力轉向器工作原理轉向油泵1安裝在發動機上,由曲軸通過皮帶驅動并向外輸出液壓油。儲油罐11有進、出油管接頭,通過油管分別與轉向油泵和轉向控制閥4聯接。轉向控制閥用以改變油路。機械轉向器和缸體形成左右兩個工作腔,它們分別通過油道和轉向控制閥聯接。 當汽車直線行駛時,轉向控制閥2將轉向油泵1泵出來的工作液與油罐相通,轉向油泵處于卸荷狀態,動力轉向器不起助力作用。當汽車需要向右轉向時,駕駛員向右轉動轉向盤,轉向控制閥將轉向油泵泵出來的工作液與右腔接通,將左腔與油罐接通,在油壓的作用下,活塞向下移動,通過傳動結構使左、右輪向右偏轉,從而實現右轉向。向左轉向時,情況與上述相反。2轉向器的整體結構設計方案2.1動力轉向器的整體結構及附屬機構齒輪齒條式動力轉向器由主動小齒輪、齒條活塞轉向控制閥、動力缸體等部分組成,如圖2-1所示。1.活塞齒條 2.活塞 3.動力缸體 4.轉向控制閥 5.主動齒輪圖21 齒輪齒條動力轉向器示意圖(1)機械式齒輪齒條式轉向器主要由小齒輪、齒條、消除間隙機構及殼體等組成其中小齒輪與齒條作無間隙嚙合并形成齒輪齒條傳動副。(2)動力轉向裝置機械轉向器、轉向分配閥、轉向動力缸及軟管等組成。轉向分配閥是根據轉向盤的操縱方向、轉角范圍與力矩大小來改變液壓動力的傳遞路線與通道面積的大小,有滑閥式(閥以軸向移動來控制油路)與轉閥式(閥以旋轉來控制油路)之分,本設計選用轉閥式控制;轉向動力缸是動力轉向的加力機構,它借助于液壓及活塞對機械轉向器起助力作用1。(3)轉向分配閥、轉向動力缸與機械轉向器組合到一起成為一個整體的結構,稱為整體式動力轉向器。本設計主要是針對機械式齒輪齒條轉向器部分進行設計,即齒輪齒條傳動副的設計。2.2轉向器結構方案分析轉向器主要由小齒輪、齒條、消除間隙機構及容納上述各件的殼體等組成。其中小齒輪與齒條無間隙嚙合并形成齒輪齒條傳動副。工作時轉向盤帶動小齒輪作旋轉運動,便推齒條作直線運動,在改變嚙合副運動方向的同時增大了傳動比。在齒條齒與小齒輪嚙合處的背部,設置消除間隙機構。該機構由預緊彈簧、托座等零件組成,再齒輪與齒條之間因磨損出現間隙時能自動取消此間隙。為保證轉向器據有良好的工作性能,轉向器的設計應盡量滿足下列要求5:(1)運動學上應保持轉向輪轉角和駕駛員轉向盤的轉角之間保持一定的比例關系,即隨動作用;(2)在轉小轉向時作用在轉向盤上的手力的同時,還應當有合適的“路感”,即能及時地將地面對轉向阻力的影響反映到轉向盤上,使作用在轉向盤上的手力隨轉向阻力的增大而增大;(3)工作安全可靠,即使一旦動力轉向系統失靈,司機仍能夠操縱轉向盤使汽車轉向;(4)密封性良好;(5)工作沒有噪聲和震動;(6)工作靈敏,轉動轉向盤后,系統內的壓力很快能增長到最高值。2.
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