上海工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 華晨寶馬齒輪齒條式轉向器的設計
上海工程技術大學
畢業(yè)設計（論文）
開題報告
題目 華晨寶馬齒輪齒條式轉向器的設計
院（系） 汽車工程學院
專業(yè) 車輛工程
學生姓名 吳遠江
學 號 0621102
指導教師 李傳昌
開題日期：2015年 3 月 6 日
引言
齒輪齒條式轉向器由與轉向軸做成一體的轉向齒輪和常與轉向橫拉桿做成一體的齒條組成，與其它形式轉向器比較，齒輪齒條式轉向器最主要的優(yōu)點是：結構簡單、緊湊；殼體采用鋁合金或鎂合金壓鑄而成，轉向器的質量比較小；傳動效率高達90％；齒輪與齒條之間因磨損出現(xiàn)間隙后，利用裝在齒條背部、靠近主動小齒輪處的壓緊力可以調節(jié)的彈簧，可自動消除齒間間隙，如圖7—1所示，這不僅可以提高轉向系統(tǒng)的剛度，還可以防止工作時產(chǎn)生沖擊和噪聲；轉向器占用的體積?。粵]有轉向搖臂和直拉桿，所以轉向輪轉角可以增大；制造成本低。
一．題目來源、目的、意義
來源：本畢業(yè)設計課題來自于企業(yè)的生產(chǎn)實際。
目的：通過設計華晨寶馬齒輪齒條式轉向器，掌握華晨寶馬汽車設計生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識。
意義：我國生產(chǎn)的寶馬車齒輪齒條式轉向器從仿制開始起步，近期產(chǎn)品的質量較早期有所提高。 但受國產(chǎn)配套件質量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的寶馬車的總體水平，與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，齒輪齒條式轉向器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，特開發(fā)華晨寶馬齒輪齒條式轉向器。
二．情況介紹
1、國外狀況
轉向器是轉向系主要構成的關鍵零件，隨著電子技術在汽車中的廣泛應用，轉向裝置的結構也有很大變化。從目前使用的普遍程度來看，主要
的轉向器類型有4種：有蝸桿銷式(WP型)、蝸桿滾輪式(WR型)、循環(huán)球式(BS型)、齒條齒輪式(RP型)。這四種轉向器型式，已經(jīng)被廣泛使用在汽車上。據(jù)了解，在世界范圍內(nèi)，汽車循環(huán)球式轉向器占45％左右，齒條齒輪式轉向器占40％左右，蝸桿滾輪式轉向器占10％左右，其它型式的轉向器占5％。循環(huán)球式轉向器一直在穩(wěn)步發(fā)展。在西歐小客車中，齒條齒輪式轉向器有很大的發(fā)展。日本汽車轉向器的特點是循環(huán)球式轉向器占的比重越來越大，日本裝備不同類型發(fā)動機的各類型汽車，采用不同類型轉向器，在公共汽車中使用的循環(huán)球式轉向器，已由60年代的62．5％，發(fā)展到現(xiàn)今的100％了(蝸桿滾輪式轉向器在公共汽車上已經(jīng)被淘汰)。大、小型貨車大都采用循環(huán)球式轉向器，但齒條齒輪式轉向器也有所發(fā)展。微型貨車用循環(huán)球式轉向器占65％，齒條齒輪式占35％。
2、國內(nèi)現(xiàn)狀
我國的轉向器生產(chǎn)，除早期投產(chǎn)的解放牌汽車用蝸桿滾輪式轉向器，
東風汽車用蝸桿肖式轉向器之外，其它大部分車型都采用循環(huán)球式結構，
并都具有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗。目前解放、東風也都在積極發(fā)展循環(huán)球式轉向
器，并已在第二代換型車上普遍采用了循環(huán)球式轉向器。由此看出，我國
的轉向器也在向大量生產(chǎn)循環(huán)球式轉向器發(fā)展。
三．本課題情況概要
汽車轉向系統(tǒng)分為兩大類：機械轉向系統(tǒng)和動力轉向系統(tǒng)。完全靠駕駛員手力操縱的轉向系統(tǒng)稱為機械轉向系統(tǒng)；借助動力來操縱的轉向系統(tǒng)稱為動力轉向系統(tǒng)。動力轉向系統(tǒng)又可分為液壓動力轉向系統(tǒng)和電動助力動力轉向系統(tǒng)。對于轉向器按結構形式可分為多種類型。歷史上曾出現(xiàn)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(huán)球式轉向器等。齒輪齒條式轉向器:(1)結構主要由轉向齒輪、轉向齒條、轉向器殼、調整螺釘?shù)冉M成。
(2)工作過程駕駛員通過轉向操縱機構，轉向齒輪轉動，從而使轉向齒條移動，轉向條通過轉向直拉桿，轉向擺桿和左右轉向橫拉桿，使兩車輪繞主銷偏轉。
蝸桿曲柄指銷式:?
(1)結構主要由搖臂軸、指銷、蝸桿等組成。
(2)工作過程它是以蝸桿為主動件，曲柄銷為從動件的轉向器。蝸桿具有梯形螺紋，手指狀的錐形指銷用軸承支承在曲柄上，曲柄與轉向搖臂軸制成一體。轉向時，通過轉向盤轉動蝸桿、嵌于蝸桿螺旋槽中的錐形指銷一邊自轉，一邊繞轉向搖臂軸做圓弧運動，從而帶動曲柄和轉向垂臂擺動，再通過轉向傳動機構使轉向輪偏轉循環(huán)球式轉向器:?
(1)結構循環(huán)球式轉向器一般有兩級傳動副組成：
第一級是螺桿螺母傳動副；第二級一般采用齒條齒扇傳動副。
(2)工作過程這種轉向裝置是由齒輪機構將來自轉向盤的旋轉力進行減速，使轉向盤的旋轉運動變?yōu)闇u輪蝸桿的旋轉運動，滾珠螺桿和螺母夾著鋼球嚙合，因而滾珠螺桿的旋轉運動變?yōu)橹本€運動，螺母再與扇形齒輪嚙合，直線運動再次變?yōu)樾D運動，使連桿臂搖動，連桿臂再使連動拉桿和橫拉桿做直線運動，改變車輪的方向。它的原理相當于利用了螺母與螺栓在旋轉過程中產(chǎn)生的相對移動，而在螺紋與螺紋之間夾入了鋼球以減小阻力，所有鋼球在一個首尾相連的封閉的螺旋曲線內(nèi)循環(huán)滾動，循環(huán)球式故而得名。
四．本課題主要內(nèi)容
（1）檢索查閱相關文獻資料，市場調研，了解華晨寶馬車齒輪齒條式轉向器的研究與使用情況。
（2）以華晨寶馬車輛為例熟悉齒輪齒條式轉向器傳動系統(tǒng)。
（3）協(xié)同其余組員，根據(jù)華晨寶馬齒輪齒條式轉向器的功能和性能要求，針對已有轉向器進行改型設計。
（4）根據(jù)改型設計結果，繪制轉向器操作系統(tǒng)裝配圖、零件圖。
（5）撰寫設計計算說明書，完成畢業(yè)設計（論文）。
五．查閱資料、文獻目錄
[1]?高象平，李齊隆等.齒輪齒條式轉向器零部件優(yōu)化設計[M].廣州：廣東科技出版社，1987
[2]?周紀良.齒輪齒條式轉向器結構型式和結構圖譜[J].農(nóng)業(yè)機械學報，1979(2)：
[3]?陳立周.機械優(yōu)化設計方法[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1985?
[4]?周紀良.轉向器傳動系統(tǒng)的設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1991
[5]?程悅蓀.華晨寶馬齒輪齒條式轉向器的設計[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1981?
[6]?《寶馬車輛》編輯部主編.華晨寶馬齒輪齒條式轉向器的設計和計算[M].上海：上?？茖W技術出版社，1980
[7] Charles W. Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998.
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